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程旭东 , 李丹虹 , 王晋春　 ( 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室 , 430070) 　　摘　要 : 采用料浆喷雾干燥工艺制备团聚型红外辐射粉体材料 , 经高温焙烧产生尖晶石结构 , 再用等离子喷涂工艺制备红外辐射涂层。利用 SEM 、 TG - DTA 、 XRD 和红外辐射测试等方法研究了涂层试样的结构和红外辐射性能。结果表明 , 料浆喷雾干燥法制出的粉末球化率高 , 经高温焙烧后获得的组织为 NiCr 2 O 4 尖晶石结构 , 涂层法向全辐射率达到 0 . 89, 具有较好的稳定性和红外辐射性能。     关键词 : 红外辐射 ; 涂层材料 ; 尖晶石结构 ; 喷雾干燥 ; 等离子喷涂     0 　引　言     红外辐射材料是一种用途广泛的新型功能材料 , 在医疗保健、新型建筑材料、工业炉窑等加热节能领域已得到了极其广泛的应用 [ 1 - 2 ] 。红外辐射材料传统的应用方法有 2 种 : 一是采用整体压制烧结成型 , 如各类红外块状加热元件 ; 二是添加一定量的粘结剂 , 制成涂料以刷涂的方式附着于基体表面。但上述两种方法在应用中均存在不足之处 , 如压制烧结成型技术 , 受尺寸的限制无法制取不规则大面积整体制品 , 而刷涂的涂料因其粘结剂的老化问题 , 使用一段时间后涂层会出现开裂、脱落现象 , 需要重新涂刷 ; 此外因涂料中含粘结剂 , 实际使用中其热辐射率受限 , 而且大多数涂料在中、高温度下使用 , 因晶型不稳定会导致涂料的热辐射率易衰变减退 [ 3 ] 。由于尖晶石型材料结构稳定、发射率高 , 是目前国内外作为中、高温度段应用开发的热辐射材料首选对象。美国、俄罗斯研制成功了在 450 ～ 650 ℃ 高温下使用的镍铬尖晶石型红外辐射复合陶瓷涂层材料 [ 4 ] , 该类材料在高真空和高温下工作性能稳定 , 热辐射率衰减慢 , 在此基础上 , 若采用等离子喷涂工艺制备涂层 , 则可以避免采用粘结剂 , 减少涂层的开裂、脱落等现象的产生。本文介绍了采用料浆喷雾干燥制粉工艺制备团聚型红外辐射粉体材料 , 经高温焙烧产生尖晶石结构 , 再用等离子喷涂工艺制备红外辐射涂层的工艺 , 并对制备的粉末及涂层的性能做了初步的分析。     1 　实验方法     1. 1 　红外辐射涂层粉体材料的制备     本实验将配制好的红外辐射原料采用喷雾干燥工艺制备团聚型粉体 ( 化学成分见表 1) 。 表 1   红外辐射粉体材料组成成分 　  料浆喷雾干燥法制团聚型粉末后 , 球形粉末仅为物理粘结原料微粒而成。需将该粉末置于高温炉内进行一定温度和时间的烧结处理 , 使粉末中的各组分经高温烧结发生组织转变形成所需的尖晶石结构。实验步骤如下 :     (1) 将粉末原料按比例混合后 , 连同粘结剂、悬浮剂、散凝剂等逐步加入水中 , 搅拌均匀形成料浆 ;     (2) 料浆通过恒流泵送入喷雾干燥塔 , 制成一定粒径分布的球状团聚粉末 ;     (3) 选取一定粒径范围的团聚粉末在 1 200 ℃ 下焙烧 1 h, 在水中淬冷 , 烘干 ;     (4) 对制成的粉末再进行筛分 , 选取粒径适合等离子喷涂用的粉末。  第 1/4 页　首页　下页　尾页 中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”