3～5微米红外波段耐高温低发射率涂层的研究

摘要

本文主要研究了氧化物在3~5微米红外波段的红外低发射率性能，以及通过实验检测和理论计算选择出氧化铅作为3~5微米红外波段耐高温低发射率涂层研究的主要方向.总结出了，低发射率氧化物选择的5条原则。 1）组分原子量尽可能的大，以保证其晶格吸收波长向长波方向移动。 2）选择离子结合能力较强的氧化物，使其投射截至波长尽可能大。 3) 熔点要高于目标在3~5微米波段产生剧烈辐射的工作温度。 4）在保证上三个前提的情况下，为了考虑材料体系向无定形玻璃材料体系发展，进一步拓宽材料红外吸收限，选择能够选用特征振动处于长波区但不会从稳定态玻璃中析晶的氧化物。 5）适当考虑隔热性能。 初步研究了粉体粒径对材料发射率的影响。对氧化铅进行热处理，使其红外发射率进一步降低。通过研究热处理后氧化铅的发射率变化初步总结出晶体结构对材料发射率的影响，即材料的晶体结构越致密、间隙率越小红外发射率越低。氧化铅经过处理后，3~5微米发射率降低到0.08。进行了铅—铋体系双元氧化物固溶体的红外发射率研究，制备得出了氧化铋的最佳添加量为10％的固溶体，其发射率数值达到0.14，并详细分析了其结构变化对发射率的影响，证实了热处理所得出的结论。运用氧化铅与高温粘合剂互相配合形成涂层并测试其性能。提出了非晶态/纳米氧化铅无粘合剂耐高温低发射率涂层的新方向。