高温高红外辐射率SiC/MoSi2复合涂层的制备与研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gjb5000a
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为高温环境下的主要传热方式,红外辐射在航天器热防护、工业炉节能、红外加热等领域中备受关注。目前,针对红外辐射涂层的研究较多,但其中多存在近红外波段热辐射性能不足的问题,如何提高涂层在近红外波段的辐射性能已经成为众多研究者所关注的问题之一。二硅化钼(MoSi2)和碳化硅(SiC)材料因其优异的机械性能、耐高温性能、抗氧化性能和近红外辐射性能,为材料表面改性提供了一种新的选择,在基体表面制备高温红外辐射涂层,是提高其近红外辐射性能的一种有效途径。本课题基于国内外研究基础,主要研究了喷雾干燥和高温焙烧后的纯MoSi2粉末和SiC添加量分别为10%、20%、30%、40%的MoSi2-SiC复合粉末作为热喷涂粉末,分别得到纯MoSi2涂层和不同SiC添加量的MoSi2-SiC复合涂层,对其物相结构、微观形貌、红外辐射性能、抗氧化性能等方面的内容进行了分析,研究了大气等离子喷涂非氧化物涂层的结构与性能,探讨了SiC对MoSi2-SiC复合涂层服役性能的影响与机制。研究结果表明:喷雾造粒后的团聚粉体经1400℃高纯氩气保护焙烧2小时后,粉末并未发生显著相变、反应及氧化,粉末物相结构以四方相MoSi2及α型SiC为主。焙烧后的粉体结构致密、表面光滑,颗粒之间出现明显的烧结颈,粉末尺寸出现明显下降,约为4245μm,D50值为40μm。同时,粉体的流动性和松装密度均有不同程度的提升,流动性约为2729 s/50g,松装密度为1.591.76g/cm3,粉体的工艺性得到了较好的改善;采用大气等离子喷涂技术可用于制备结构致密、结合良好的SiC/MoSi2涂层是可行的,所制备的涂层未发现明显的氧化、剥落等现象,具有操作简单、成本低廉、质量稳定等工艺优势;随着SiC添加量的提高,MoSi2-SiC涂层的红外发射率也随之提高。当添加量为40%时,涂层的红外发射率最高,为0.915,相比纯MoSi2涂层的0.816有了较大程度的改善;发射率提高的主要原因为禁带宽度的减小和新物相Mo4.8Si3C0.6的生成。加入SiC后,涂层的抗低温氧化性能发生下降,且随着SiC添加量的增加,涂层的氧化速率加快。经过100小时500℃的低温热氧化后,所有涂层均未发现pesting现象,其中MoSi2-40SiC涂层氧化程度最高、增重量最大,为75.61mg/cm2,约为纯MoSi2涂层(30.45 mg/cm2)的2.5倍;1000℃热处理100小时后,MoSi2-30SiC涂层保持最高的发射率,达到0.909,辐射率提高的原因主要是涂层表面粗糙度得到了一定的提高(Ra=8.22μm);1300℃水冷热震50次后,MoSi2-30SiC涂层因涂层开裂、热生长氧化物的形成,造成了涂层红外发射率开始下降,意味着此时涂层开始失效。通过本课题研究,可以预计采用大气等离子喷涂制备MoSi2-SiC复合涂层具有较好的高效性、可行性、实用性。
其他文献
铝合金整体结构件广泛应用于航天航空、军事、现代制造等领域,如某些大型装备的传动箱体、飞机上的框架等。但是,由于整体结构件结构复杂、刚性差、加工过程中材料的去除率大等原因,加工工程中往往会产生变形。研究表明,引起工件加工变形的主要因素较多,其中包括工件结构特征、切削力、残余应力和夹紧力等。本文以某大型整体结构件传动箱体(材料为ZL101A铝合金)加工过程存在的变形问题为研究对象,运用有限元分析与实验
本研究以中亚热带地区的天然林、天然更新林、人促更新林、米槠人工林、马尾松人工林以及杉木人工林为研究对象,研究不同更新方式森林土壤CH4吸收速率及其影响因素。结果表明
茶树内生草螺菌WT00C(Herbaspirillum sp.WT00C)是本实验室从景观茶树中分离得到的一种具有促生作用和硒代谢功能的革兰氏阴性细菌。实验室已对该茶树内生草螺菌的生理生化特性、微生物学性质、分类地位、基因组学以及感染定殖等方面进行了深入的研究。前期研究发现,茶树内生草螺菌WT00C能在高浓度硒酸盐(50-500 m M)中生长并能有效地将硒酸盐还原成元素硒(Se0),但是其机理尚
针对在隧道、抗腐蚀工程、水电核电站、污水处理及各土木水利工程等重点防渗抗漏工程中,普通混凝土材料在应用工程中受诸多环境因素导致混凝土开裂,造成混凝土结构力学性能、抗渗性能和耐久性严重降低,引起工程安全事故的发生。水泥基渗透结晶型防水材料(Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing materials,简称CCCW)是一种掺有特种活性化学物质制成
Maldacena在1997年找到了全息原理的第一个具体实现的例子——Ad S/CFT对偶。Ad S/CFT对偶指出(d+1)维的反德西特时空中的引力理论等价于d维边界的共形场论。一直以来,除了几
近年来,金刚石工具以其优良的性能被广泛应用于工业生产中。如何提升金刚石工具制备的效率,提高金刚石工具的性能,一直是广大学者和生产企业关注的焦点。高温钎焊金刚石工具制备周期较长,钎焊工件受炉腔尺寸限制,且金刚石磨粒长时间处于高温环境下,容易产生热损伤。激光钎焊利用激光作为热源,实现钎料与金刚石磨粒的化学冶金结合,具有可控性强、加热效率高、热影响区小、柔性好等特点。因此,本文采用新型光纤激光对金刚石磨
目的:随着生育年龄的推迟,高龄女性不孕率明显升高。卵巢功能逐渐下降是影响妊娠结局的关键。卵巢功能下降包括卵巢储备功能下降、卵巢低反应(poor ovarian response,POR)等
伴随中国经济稳步增长,高层和超高层建筑在近年来发展迅速。超高层建筑多数使用核心筒+外框钢结构形式,其施工难度较大,尤其在核心筒部分,在楼层上升过程中有墙体收缩、开洞
在我国,白果(银杏种子)资源丰富,但对其产品的开发却进展缓慢。白果中银杏酸的毒性限制了白果的开发和应用。本文以银杏酸C15:1标准品为基准,利用液相-质谱联用仪(LC-MS),建立了
分类问题是机器学习领域中一个重要且常见的问题,根据每个样本对应的标签个数,可以分为以下两类:第一类是单标签分类,传统的单标签分类处理给每个样本标注一个类标签的任务。