耐高温红外低发射率多层涂层设计及综合性能研究

摘要

现阶段对于耐高温低发射率涂层的应用，主要是针对于发动机及相关热端部件，可有效的降低其表面的红外辐射，起到保护作用。前一阶段课题组相关研究中，主要是以氧化铈基的耐高温低发射率涂层为主，其中，涂层单一的发射率或者抗热震性能都比较良好，但不能同时满足低红外发射率及高抗热震性能。为此，本文将以多层涂层结构模式来实现低发射率和高抗热震的兼容，从而提高涂层的综合性能，同时，研究并优化了涂层制备工艺参数，探究了提高涂层的发射率及抗热震性能等的相关方法。研究成果如下：
　　1．利用共沉淀法，以Y3+及Ca2+共掺杂CeO2可以明显降低其红外发射率，当Y3+的掺杂量为15%且Ca2+的掺杂量为5%时的粉体Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ的发射率值最小为0.241，主要通过掺杂Y3+及Ca2+后提高其电导率从而降低其发射率。同时，利用辐照剂量为50KGy的60Coγ射线辐照处理粉体Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ，其发射率在测试温度700℃时达到最低为0.147。以上述化学及物理改性后的粉体作为填料制备表层涂层，其发射率在600℃时到最低为0.282。
　　2．通过La3+及Mg2+共掺杂CeO2可以提高其热膨胀系数，以掺杂后的粉体为填料制备涂层即减少结合层与基板间的热膨胀系数差，从而提高了涂层的抗热震性能。
　　3．通过正交实验研究了涂层喷涂的工艺参数最优配合方案，优化工艺参数涂料粘度、喷涂气压及喷枪倾斜角，从而减少涂层制备工艺对涂层性能的影响。
　　4．按照设计的表层、结合层及过渡层的多层结构制备了CYC/CLM基多层涂层，测试了其综合性能，最低发射率值为0.284，抗热震达51次，并且其耐热及抗高温氧化等性能良好。

目录

声明

注释表

第一章 绪 论

1. 1 红外低可探测技术及原理

1. 2 飞机发动机等热端部件的红外辐射

1. 3 耐高温红外低发射率涂料

1. 4 多层涂层的研究

1. 5 本文的选题背景及研究内容

第二章 耐高温低发射率多层涂层的设计及研究方案

2. 1 引言

2. 2 涂层红外低发射率的设计

2. 3 涂层抗热震设计

2. 4 耐高温红外低发射率多层涂层设计

2. 5 耐高温涂层制备方案

2. 6 本文技术路线

第三章 红外低发射率表层涂层研究

3. 1 引言

3.2 涂层填料共掺杂Ca2+和Y3+对其发射率影响

3. 3 热处理对填料发射率影响

3. 4γ射线辐照处理对填料发射率影响

3. 5 表层涂层的发射率及抗热震性能

3. 6 本章小结

第四章 耐高温抗热震结合层涂层研究

4. 1 引言

4.2 填料单掺杂La2O3对涂层抗热震性能影响

4.3 填料La3+和Mg2+共掺杂CeO2对涂层抗热震性能影响

4. 4 本章小结

第五章 耐高温低发射率多层涂层综合性能研究

5. 1 引言

5. 2 涂层喷涂工艺的优化

5. 3 耐高温低发射率多层涂层的综合性能研究

5. 4 本章小结

第六章 工作总结与研究展望

6. 1 工作总结

6. 2 研究展望

参考文献

致谢

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