高温高发射率涂层的制备及性能研究.pdf

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1、高温高发射率涂层的制备及性能研究常云鹏2015年1月中图分类号：TG174.442UDC分类号：620高温高发射率涂层的制备及性能研究作者姓名常云鹏学院名称材料学院指导教师李和章教授答辩委员会主席王全胜教授申请学位工学硕士学科专业材料科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月InvestigationofHighEmissivityCoatingsPreparedbyPlasmaSprayingCandidateName：ChangYunpengSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngineeri

2、ngFacultyMentor:Prof.LiHezhangChair,ThesisCommittee：Prof.WangQuanshengDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：2015,Janu研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人

3、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近年来，超高声速飞行器的快速发展带动了对高发射率防热涂层的需求，原因在于这种涂层可以大幅度强化红外辐射传热,从而能够抑制飞行器表面温度的升高。具有强化辐射传热作用的红外陶瓷材料不仅可用于超高声速飞行器领域，而且可用于民用方面，例如在加热炉及其它高温热工装备领域发挥节能减排等重要作用。本文采用等离子喷涂方法将粉末沉积在基底的

4、表面上，所得到的涂层结合强度高，具有很大的优势，与涂料相比。在本文中，氧化镧、氧化钙、氧化镁、氧化铬为原料，分别根据分子式La0.8Ca0.2CrO3、La0.9Ca0.1Cr0.9Mg0.1O3进行配料，球磨后，采用固相合成法制备原始粉末，然后通过喷雾干燥工艺，所制备成的团聚体粉末，通过筛选选出粒度分布范围控制在2080m的粉末，采用等离子喷涂法在高温合金基体表面制备高发射率涂层。采用IRE一2型红外辐射仪对其全波段发射率进行了测试，利用XRD对涂层的相结构进行了分析，并对涂层的金相、结合强度及抗热冲击性能进行了测试。结果表明，所制备的La0.8C

5、a0.2CrO3涂层结合强度为20.8MPa，孔隙率为10.06%，在600800℃高温范围内，其全波段发射率可达0.88。所制备的La0.9Ca0.1Cr0.9Mg0.1O3涂层结合强度为9.7MPa，孔隙率为11.26%，在600800℃高温范围内，其全波段发射率可达0.89。所制备的两种涂层与喷涂粉末均为单一斜方钙钛矿结构，无其它相存在。同时，该两种涂层试样经1100℃室温水淬热冲击10次后没有发生剥落失效现象，涂层具有良好的抗热冲击性能。关键词：等离子喷涂；高发射率涂层；抗热冲击性能I北京理工大学硕士学位论文AbstractTherapid

6、developmentofhypersonicvehicleshaspromotedthedevelopmentofthermalprotectivecoatingswithhighinfrared(IR)emissivity.Thesecoatingscansignificantlyenhanceradiativeheattransferandthenrestrainthesurfacetemperatureincreaseofvehiclesinhypersonicflight.Suchkindofthermalprotectivecoatingwi

7、thhighIRemissivitycanbeappliednotonlytohypersonicvehicles,butalsotocivilindustry.Forexample,theycanbeusedinthermalfurnacesandotherhigh-temperatureprocessingunitsforthepurposesofenergysaving.Inthisarticle,thepowderisdepositedonthesubstratebyairplasmaspraying,coatingsobtainedinthis

8、wayhavegreatadvantageinbondstrengthandth