熔融石英陶瓷表面防水涂層的制備與表征.pdf

1、熔融石英陶瓷材料具有熱膨脹系數(shù)(CTE)小、介電常數(shù)和損耗低、導(dǎo)熱率低以及良好的抗熱震性能，可用作導(dǎo)彈和火箭天線罩以及飛行器等的隔熱材料。然而，熔融石英陶瓷材料孔隙率較高且孔表面具有親水性能，極易產(chǎn)生吸潮現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響熔融石英陶瓷的性能。在熔融石英陶瓷表面制備防水涂層可有效解決此類材料的吸潮、吸水問題。
　　由于熔融石英陶瓷材料熱膨脹系數(shù)較低，這就要求涂層材料具有更低的熱膨脹系數(shù)。Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系統(tǒng)微

2、晶玻璃熱膨脹系數(shù)低，可實(shí)現(xiàn)零膨脹甚至負(fù)膨脹，且在很大范圍內(nèi)可調(diào)。實(shí)驗(yàn)首先結(jié)合前期研究結(jié)果，制備了四種LAS玻璃并研究了其析晶與燒結(jié)性能。選擇了其中三種玻璃組成，在孔隙率為87.28％的熔融石英陶瓷基體上采用涂漿法分別制備了低膨脹LAS微晶玻璃涂層。其主晶相分別為β-石英固溶體和β-鋰輝石、β-鋰輝石和β-鋰輝石固溶體，有效解決了熔融石英陶瓷的防水問題。
　　研究表明LAS玻璃粉末析晶溫度較低，低溫難以燒結(jié)。在高于所需晶相的析晶峰溫

3、度下燒結(jié)，不僅不會(huì)改變微晶玻璃的晶相組成，而且得到的微晶玻璃的致密化程度非常高。玻璃粉末調(diào)漿溶劑采用松節(jié)油∶松油醇=1∶4（wt.％），溶劑與玻璃粉末比例為1∶2（wt.％），試樣涂覆效果最好。三種LAS玻璃的最佳熱處理溫度依次為1160℃，1100℃和1150℃，保溫時(shí)間為2h。SEM結(jié)果顯示，LAS微晶玻璃涂層表面非常致密無氣孔，涂層內(nèi)部有孤立的閉氣孔，能夠滿足防水的目的。涂層不同程度地進(jìn)入基體的表面孔隙中，與基體結(jié)合緊密。三種微晶

4、玻璃涂層的熱膨脹系數(shù)分別為:0.73×10-6/℃、1.00×10-6/℃和0.53×10-6/℃，均小于熔融石英陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)(1.05×10-6/℃)。因此，涂層受壓應(yīng)力，不易產(chǎn)生裂紋或者剝落，與基體結(jié)合形成牢固的復(fù)合體。制備涂層后，由于基體的孔隙率減小，試樣介電常數(shù)略有增加。制備涂層后的基體在1700℃下高溫?zé)g7s，LAS微晶玻璃涂層能夠保護(hù)基體表面不坍塌，并減少基體重量損失，高溫?zé)g3min，涂層對(duì)基體的保護(hù)作用減弱。試