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Al2O3 基多孔隔热材料表面Al2O3/MoSi2 涂层

时间:2020-07-14 20:48:29  来源:  作者:

 纳米多孔材料如气凝胶等,因其具有良好的耐温性能、极低的热导率、低密度等优点,已经制备成各种形态的保温隔热材料广泛应用于民用、航空航天等领域。德国UNICOR公司开发的以气相SiO2为主材的纳米微孔隔热材料是其中典型的代表。这类以硅铝氧化物为主体的纳米多孔隔热材料本身不存在高温下易氧化的问题,但在加工、使用过程中却存在表面粉体易脱落等问题,解决的途径之一是在多孔材料表面涂覆一层高温涂层,改善粉体脱落问题的同时不影响材料的高温性能。MoSi2具有良好的抗氧化性和抗热震性能,被广泛用作涂层中的高发射率相。邵高峰等人通过浸浆烧结法在Al2O3纤维增强Al2O3-SiO2气凝胶表面制备出MoSi2-铝硼硅酸盐玻璃涂层,并研究了MoSi2含量对涂层的发射率、抗热震性能的影响。单一的MoSi2400-600℃的低温有氧环境下会发生“pest”氧化现象,导致材料发生粉化失效,而将Al2O3作为第二相加入MoSi2中,能部分阻断氧气扩散通道以及提高氧化产物SiO2的结晶化温度,从而有效抑制这一现象。周炎哲等人利用大气等离子体喷涂技术在不锈钢基体表面制备出MoSi2-30Al2O3体系电热涂层,涂层中的Al2O3改善了MoSi2的电阻率及低温抗氧化性。目前,主要是通过包埋法、热喷涂、气相沉积等手段在金属材料、C/C复合材料、SiC复合材料等硬质材料表面制备相应的耐高温涂层,在低强度的纳米多孔隔热材料表面的高温的涂层的制备鲜有报道。本文中所用的基体材料为航天特种材料及工艺技术研究所自制的一种Al2O3基多孔隔热材料,主要成分为Al2O3SiO2,材料表面含有较多的纳米粉体,为了解决材料表面脱粉的问题,制备了一种应用在该材料表面的Al2O3/MoSi2涂层,以硅溶胶为粘结剂,纳米Al2O3Al2O3纤维为耐高温组分,以MoSi2为高发射率组分,采用工艺过程简单、设备成本低、对基体影响小的刷涂法制备出纳米多孔隔热材料表面耐温1200℃的涂层,并且研究了涂层中组分的配比、不同含量的高发射率相对涂层耐温性能的影响。采用刷涂法在Al2O3基多孔隔热材料表面制备了Al2O3/ MoSi2涂层,涂层以硅溶胶作为粘结剂,纳米Al2O3 Al2O3纤维作为耐高温组分,MoSi2为高发射率组分。通过扫描电镜、X射线衍射分析对制备的涂层进行了微观表面结构、物相组成的分析。研究了涂层中的纳米Al2O3Al2O3纤维之间的比例、MoSi2的含量对涂层耐温性能的影响,对涂层的抗热震性能、发射率进行了表征。


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