隔熱瓦表面高發(fā)射率涂層的制備與性能優(yōu)化.pdf

1、伴隨著航天領(lǐng)域的快速發(fā)展,耐高溫的高發(fā)射率涂層在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。由于飛行器在穿越大氣層時會面臨嚴(yán)峻的熱環(huán)境,其熱防護(hù)結(jié)構(gòu)倍受廣大研究者的關(guān)注。其結(jié)構(gòu)外表面需要具備較高的發(fā)射率,在高溫下有強的輻射能力,能夠?qū)⑼饨巛椛涞狡浔砻娴臒崃髟俅屋椛涞酵饨绛h(huán)境中。紅外輻射材料作為高發(fā)射率材料,已經(jīng)很好的應(yīng)用在航天領(lǐng)域,可以加強航天器輻射防熱作用,從而達(dá)到散熱目的,使航天器能夠在操作溫度范圍內(nèi)正常工作。
　　分別選用POSS溶膠與硼硅

2、玻璃作為粘結(jié)劑,以Al2O3、SiC、MoSi2為主要原料,在隔熱瓦表面制備高發(fā)射率涂層。利用Co2O3、NiO、ZrO2對涂層進(jìn)行改性,采用球磨法,制備合成了Mo-Si-Al、Mo-Si-Al-Co、Mo-Si-Al-Ni、Mo-Si-Al-Zr和Mo-Si-Al-Co-Ni-Zr5種體系涂料,采用浸涂和刷涂方式進(jìn)行涂覆工藝的研究。在涂覆高發(fā)射率涂料之前,對隔熱瓦基體進(jìn)行預(yù)處理,分別涂覆了含有不同功能基團(tuán)的POSS溶膠過渡層,以此增強

3、高發(fā)射率涂層與隔熱瓦基體間結(jié)合力。涂覆高發(fā)射率涂料之后,采用階梯升溫方式干燥涂層,之后高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行固化。
　　利用XRD測試表征了不同組分體系涂料在高溫?zé)Y(jié)后的物相結(jié)構(gòu),通過SEM測試表征了不同過渡層對涂層材料結(jié)構(gòu)的影響。利用顯微鏡,對多次熱震后的涂層表面形貌進(jìn)行了表征。最后利用紅外輻射儀,測試表征了各涂層材料的發(fā)射率。
　　XRD測試結(jié)果表明,涂料在高溫?zé)Y(jié)后生成物相Mo(SiAl)2,有利于涂層材料高溫抗氧化性的提高,復(fù)

4、合金屬氧化物之后,生成的CoAl2O4、NiAl2O4和ZrSiO4均有利于涂層發(fā)射率的提高;通過表征不同過渡層對涂層結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明:采用POSS-50溶膠作為過渡層時,涂層材料的抗熱震性能較好;用硼硅玻璃作為粘結(jié)劑制備的涂層比POSS溶膠制備的涂層耐溫性能及抗氧化性能都好;發(fā)射率的測試結(jié)果表明:制備合成的5種體系材料發(fā)射率值均比較高,最高可達(dá)到0.95,尤其是對于Mo-Si-Al-Co-Ni-Zr體系樣品,在11~20mm范圍內(nèi)