一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法，該紅外高發(fā)射率涂層材料各組分的重量百分比為：摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體：35％～55％，耐高溫粘結(jié)劑：65％～45％；其中，摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體由35～90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10～65重量份的第一粉體復(fù)合而成；第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯中的一種或幾種；所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為：La1?xSrxMnO3，并且0.16≤x≤0.6。本發(fā)明不僅具有較高的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，而且其熱膨脹系數(shù)與金屬基體相匹配，在各種溫區(qū)和各種金屬基體材料上使用均具有良好的附著力、強(qiáng)度和抗熱震性能。
【專利說明】
一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及紅外高發(fā)射率涂層材料領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料的紅外發(fā)射率通常較低，而且對紅外線的吸收具有選擇性，因此在直接對一些金屬基體(例如:灶具和鍋爐等)進(jìn)行加熱時(shí)，加熱效率很低，熱量損失較大。如果在金屬基體表面涂覆紅外高發(fā)射率涂層材料后再進(jìn)行加熱，那么由于高發(fā)射率材料同時(shí)具有較強(qiáng)的紅外吸收能力，因此這些紅外高發(fā)射率涂層材料吸收的一部分熱量會(huì)通過熱傳導(dǎo)傳遞給金屬基體，從而對金屬基體及內(nèi)部物料進(jìn)行加熱，而另一部分熱量會(huì)以紅外輻射和熱對流方式流向空間。如果這些紅外高發(fā)射率涂層材料的熱導(dǎo)率較高，那么其吸收的熱量就能更有效地傳導(dǎo)給金屬基體，而以紅外輻射和熱對流方式流失的熱量就會(huì)相對減少，因此在金屬基體表面涂覆高熱導(dǎo)率的紅外高發(fā)射率涂層材料能夠使金屬基體體及其內(nèi)部物料被快速有效加熱，從而能夠起到良好的節(jié)能作用。同樣地，對處于高溫的金屬基體材料而言，如果在其表面涂覆具有高熱導(dǎo)率的紅外高發(fā)射率涂層材料，那么這些金屬基體表面的熱輻射會(huì)增強(qiáng)，散熱效果會(huì)大幅提高，從而就可以起到對這些金屬基體的過熱保護(hù)作用。可見，紅外高發(fā)射率涂層材料具有廣泛用途。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，耐高溫紅外高發(fā)射率涂層材料通常為陶瓷基涂層材料，這些陶瓷基涂層材料大多難以同時(shí)具有紅外高發(fā)射率和較高熱導(dǎo)率，而且由于陶瓷基涂層材料與金屬基體的熱膨脹系數(shù)通常相差較大，因此在高溫下使用時(shí)現(xiàn)有這些陶瓷基涂層材料的附著力、強(qiáng)度、抗熱震性能都不是很理想。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法，不僅具有較高的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，而且其熱膨脹系數(shù)與金屬基體相匹配，在各種溫區(qū)和各種金屬基體材料上使用均具有良好的附著力、強(qiáng)度和抗熱震性能， 同時(shí)還具有優(yōu)異的耐腐蝕和耐磨性能，能夠延長金屬基體的使用壽命。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其各組分的重量百分比為:摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體:35%?55 %，耐高溫粘結(jié)劑:65%?45 % ;
[0007]其中，所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體是由35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與 10?65重量份的第一粉體復(fù)合而成的;所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯中的一種或幾種；所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La1-45]^03，并且0.16彡叉彡0.6。
[0008]優(yōu)選地，所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的平均粒徑小于5微米。
[0009]優(yōu)選地，所述的耐高溫粘結(jié)劑為固含量為8 %?20 %的二氧化硅溶膠。
[0010]優(yōu)選地，所述的耐高溫粘結(jié)劑為改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑;所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑由45?60重量份的去離子水、20?35重量份的水玻璃、10?15 重量份的磷酸二氫鋁、3?5重量份的氣相二氧化硅和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉混合而成。
[0011]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，包括:
[0012]步驟A、將35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10?65重量份的第一粉體混合在一起，并充分混合均勻，然后在600?1100 °C下煅燒2?12小時(shí)，并進(jìn)行球磨，從而制得摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體;其中，所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯中的一種或幾種;所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La1-xSrxMn03，并且 0.16^x^0.6〇
[0013]步驟B、將摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體與耐高溫粘結(jié)劑混合在一起，并充分混合均勻，從而制得上述技術(shù)方案中所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料;在所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料中，摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的重量百分比為35%?55%， 耐高溫粘結(jié)劑的重量百分比為65%?45%。
[0014]優(yōu)選地，在步驟A中，煅燒后的粉體球磨至平均粒徑小于5微米，從而得到平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。[〇〇15]優(yōu)選地，所述的耐高溫粘結(jié)劑為固含量為8 %?20 %的二氧化硅溶膠。
[0016]優(yōu)選地，所述的耐高溫粘結(jié)劑為改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑;所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑采用以下方法制備而成:將20?35重量份的水玻璃和3?5重量份的氣相二氧化硅加入到45?60重量份的去離子水中并進(jìn)行攪拌;然后在攪拌過程中依次加入10?15重量份的磷酸二氫鋁和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉;在羧甲基纖維素鈉加入完成后，繼續(xù)攪拌3?6小時(shí)，再靜置10小時(shí)，從而制得所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。[〇〇17]優(yōu)選地，摻雜錳酸鍶鑭粉體采用共沉淀法、溶膠-凝膠法或固相反應(yīng)法制備而成。
[0018]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的使用方法，包括:對金屬基體依次進(jìn)行表面清潔處理和烘干處理，然后將上述技術(shù)方案中所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料涂覆到所述金屬基體的表面，并進(jìn)行干燥，再以1?2.5°C/min升溫速率升溫至300?500 °C，并保溫至少2小時(shí)，從而在金屬基體表面制得紅外高發(fā)射率涂層。
[0019]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料由摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體和耐高溫粘結(jié)劑混合而成;其中的摻雜錳酸鍶鑭粉體在用作涂層材料時(shí)，具有很好的高溫?zé)岱€(wěn)定性和柔韌性，而且在金屬基體上使用具有附著力強(qiáng)、抗熱震性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明采用摻雜錳酸鍶鑭粉體可以提高紅外發(fā)射率， 而且不同摻雜的錳酸鍶鑭其紅外發(fā)射率具有波長選擇性，這可以使本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料適用于不同溫區(qū)和特殊高溫環(huán)境;而摻雜錳酸鍶鑭與碳化硅或者過渡金屬氧化物進(jìn)行復(fù)合，不僅可以進(jìn)一步提高涂層的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，而且可以改善涂層的熱膨脹系數(shù)與金屬基體的匹配性，因此本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料在不同溫區(qū)和不同金屬基體材料上使用均可以得到高質(zhì)量的涂層。此外，所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體在形成涂層后具有明顯的耐腐蝕和耐磨性能，這可以使涂覆有該涂層的金屬基體在不同氣氛環(huán)境下使用，因此本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料除了可以增強(qiáng)吸熱或散熱效果，還可以明顯延長金屬基體材料在高溫下的使用壽命?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]下面對本發(fā)明提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。[〇〇22](一) 一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料
[0023]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其各組分的重量百分比為:摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體:35 %?55 %，耐高溫粘結(jié)劑:65 %?45 %。
[0024]其中，該金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的各組分包括以下實(shí)施方案:[〇〇25](1)所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體是由35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10?65重量份的第一粉體復(fù)合而成的，例如:可采用下述制備方法的步驟A復(fù)合而成。所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯中的一種或幾種 (當(dāng)為幾種時(shí)可采用任意組分配比)；所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La1-xSrxMn03,并且 0.16<x<0.6。在實(shí)際應(yīng)用中，所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的平均粒徑小于5微米。 [〇〇26](2)所述的耐高溫粘結(jié)劑可以采用固含量為8 %?20 %的二氧化硅溶膠，也可以采用改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。該改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑由45?60重量份的去離子水、20?35重量份的水玻璃、10?15重量份的磷酸二氫鋁、3?5重量份的氣相二氧化硅和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉混合而成，例如:可以采用以下混合方法一一將 20?35重量份的水玻璃和3?5重量份的氣相二氧化娃加入到45?60重量份的去離子水中并進(jìn)行攪拌，然后在攪拌過程中依次加入10?15重量份的磷酸二氫鋁和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉，在羧甲基纖維素鈉加入完成后繼續(xù)攪拌3?6小時(shí)，再靜置10小時(shí)，從而制得所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。
[0027]具體地，摻雜錳酸鍶鑭粉體在用作涂層材料時(shí)，具有很好的高溫?zé)岱€(wěn)定性和柔韌性，而且在金屬基體上使用具有附著力強(qiáng)、抗熱震性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明采用摻雜錳酸鍶鑭粉體可以提高紅外發(fā)射率，而且不同摻雜的錳酸鍶鑭其紅外發(fā)射率具有波長選擇性， 這可以使本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料適用于不同溫區(qū)和特殊高溫環(huán)境。而摻雜錳酸鍶鑭與碳化硅或者過渡金屬氧化物進(jìn)行復(fù)合，可以進(jìn)一步提高涂層的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，還可以改善涂層的熱膨脹系數(shù)與金屬基體的匹配性，因此本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料在不同溫區(qū)和不同金屬基體材料上使用均可以得到高質(zhì)量的涂層。此外，摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體在形成涂層后具有明顯的耐腐蝕和耐磨性能，這可以使涂覆有該涂層的金屬基體在不同氣氛環(huán)境下使用，因此本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料除了可以增強(qiáng)吸熱或散熱效果，還可以明顯延長金屬基體材料在高溫下的使用壽命。
[0028](二)上述金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法
[0029]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其具體包括步驟:
[0030]步驟A、將35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10?65重量份的第一粉體混合在一起，并充分混合均勻(例如:可以采用球磨的方式充分混合均勻)，然后在600?1100°C下煅燒2?12小時(shí)，并進(jìn)行球磨，球磨至平均粒徑小于5微米，從而制得平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。
[0031]其中，所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、 氧化鋯中的一種或幾種(當(dāng)為幾種時(shí)可采用任意組分配比)；所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La1-xSrxMn03，并且0.16彡x彡0.6。在實(shí)際應(yīng)用中，該摻雜錳酸鍶鑭粉體可以按照通式中的原料組分配比并采用共沉淀法、溶膠-凝膠法或固相反應(yīng)法制備而成。[0032 ] 具體地，所述步驟A可以包括以下的具體實(shí)施方案:[〇〇33](1)將50?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10?50重量份的碳化硅混合在一起，并經(jīng)球磨充分混合均勻，然后在600?900 °C下煅燒2?12小時(shí)，再進(jìn)行球磨，球磨至平均粒徑小于5微米，從而制得平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。[〇〇34](2)將35?80重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與20?65重量份的氧化鐵混合在一起，并經(jīng)球磨充分混合均勻，然后在800?1100°C下煅燒2?12小時(shí)，再進(jìn)行球磨，球磨至平均粒徑小于5微米，從而制得平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。
[0035]步驟B、將摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體與耐高溫粘結(jié)劑混合在一起，并充分混合均勻，從而制得上述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料;在所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料中，摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的重量百分比為35%?55%，耐高溫粘結(jié)劑的重量百分比為65%?45%。[〇〇36]具體地，步驟B所述的耐高溫粘結(jié)劑可以采用固含量為8 %?20 %的二氧化硅溶膠，也可以采用改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。該改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑由45?60重量份的去離子水、20?35重量份的水玻璃、10?15重量份的磷酸二氫鋁、3?5重量份的氣相二氧化硅和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉混合而成，例如:可以采用以下混合方法---將20?35重量份的水玻璃和3?5重量份的氣相二氧化娃加入到45?60重量份的去離子水中并進(jìn)行攪拌，然后在攪拌過程中依次加入10?15重量份的磷酸二氫鋁和0.3 ?1重量份的羧甲基纖維素鈉，在羧甲基纖維素鈉加入完成后繼續(xù)攪拌3?6小時(shí)，停止攪拌再靜置10小時(shí)，從而制得所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。[〇〇37](三)上述金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的使用方法
[0038]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的使用方法，包括:對金屬基體進(jìn)行表面清潔處理，以去除金屬基體表面的油污、銹跡、灰塵等雜物;再進(jìn)行表面烘干處理，然后將上述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料涂覆(例如:噴涂或涂刷等)到所述金屬基體的表面，并進(jìn)行干燥(例如:可以進(jìn)行6?24小時(shí)的自然風(fēng)干，也可以在80°C以下烘2?4小時(shí))，再以1?2.5°C/min升溫速率升溫至300?500 °C，并保溫至少2小時(shí)，從而即可在金屬基體表面制得紅外高發(fā)射率涂層。
[0039]由此可見，本發(fā)明實(shí)施例所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料不僅具有較高的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，而且其熱膨脹系數(shù)與金屬基體相匹配，在各種溫區(qū)和各種金屬基體材料上使用均具有良好的附著力、強(qiáng)度和抗熱震性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的耐腐蝕和耐磨性能，能夠延長金屬基體的使用壽命。
[0040]為了更加清晰地展現(xiàn)出本發(fā)明所提供的技術(shù)方案及所產(chǎn)生的技術(shù)效果，下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明所提供的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料及制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。 [0041 ] 實(shí)施例1
[0042] —種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其制備方法包括步驟:[〇〇43]步驟a 1、利用共沉淀法制備化學(xué)式為La0.7SrQ.3Mn03的摻雜錳酸鍶鑭粉體一一以硝酸鑭、硝酸鎖、硝酸猛和草酸銨為原料，并按照化學(xué)式La 〇.7 S r 〇.3Mn 〇3計(jì)算出這些原料的用量;將稱量好的硝酸鑭、硝酸鍶和硝酸錳配置成溶液，并加入到草酸銨溶液中充分?jǐn)嚢?，然后?jīng)過濾得到沉淀物;將該沉淀物在80°C下烘干得到前驅(qū)物;將該前驅(qū)物置于800°C下預(yù)燒 8小時(shí)，再進(jìn)行球磨，然后對球磨后的粉體在高溫1100 °C下熱處理8小時(shí)，從而制得單相的化學(xué)式為La0.7Sr〇.3Mn〇3的摻雜猛酸鎖鑭粉體。[〇〇44] 步驟bl、將1400g步驟al中制得的化學(xué)式為La0.7SrQ.3Mn03的摻雜錳酸鍶鑭粉體與 600g氧化鐵粉體混合在一起，并經(jīng)球磨充分混合均勻，然后在1100°C下煅燒6小時(shí)，再進(jìn)行6 小時(shí)細(xì)化粉體的球磨，球磨至平均粒徑小于5微米，從而制得平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。[〇〇45]步驟cl、將600g水玻璃和80g氣相二氧化硅加入到1010g去離子水中并進(jìn)行攪拌， 然后在攪拌過程中依次加入300g磷酸二氫鋁和10g羧甲基纖維素鈉，在羧甲基纖維素鈉加入完成后繼續(xù)攪拌3小時(shí)，再靜置10小時(shí)，從而制得改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑。
[0046]步驟dl、將lkg步驟bl中制得的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體與lkg步驟cl中制得的改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑混合在一起，并充分混合均勾，從而制得所述金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料。[〇〇47]進(jìn)一步地，對鍋爐鋼管進(jìn)行清潔處理和干燥處理，然后在鍋爐鋼管的表面涂覆本發(fā)明實(shí)施例1中制得的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，通風(fēng)晾置12小時(shí)，再以2°C/min 升溫速率緩慢升溫至400°C保溫2小時(shí)，從而即可在鍋爐鋼管的表面得到性能穩(wěn)定的涂層。 經(jīng)檢測:該涂層自身的耐溫為l〇〇〇°C，但由于鍋爐鋼管本身的耐溫受到限制，因此涂覆有該涂層的鍋爐鋼管可以在600°C以下長期使用。
[0048]實(shí)施例2
[0049]—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其制備方法包括步驟:
[0050]步驟a2、利用共沉淀法制備化學(xué)式為La0.7SrQ.3Mn〇3的摻雜錳酸鍶鑭粉體一一以硝酸鑭、硝酸鎖、硝酸猛和草酸銨為原料，并按照化學(xué)式La 〇.7 S r 〇.3Mn 〇3計(jì)算出這些原料的用量;將稱量好的硝酸鑭、硝酸鍶和硝酸錳配置成溶液，并加入到草酸銨溶液中充分?jǐn)嚢瑁缓蠼?jīng)過濾得到沉淀物;將該沉淀物在80°C下烘干得到前驅(qū)物;將該前驅(qū)物置于800°C下預(yù)燒 8小時(shí)，再進(jìn)行球磨，然后對球磨后的粉體在高溫1100 °C下熱處理8小時(shí)，從而制得單相的化學(xué)式為La0.7Sr〇.3Mn〇3的摻雜猛酸鎖鑭粉體。[〇〇51 ] 步驟b2、將1400g步驟a2中制得的化學(xué)式為LaQ.7SrQ.3Mn03的摻雜錳酸鍶鑭粉體與 600g碳化硅粉體混合在一起，并經(jīng)球磨充分混合均勻，然后在900 °C下煅燒6小時(shí)，再進(jìn)行6 小時(shí)細(xì)化粉體的球磨，球磨至平均粒徑小于5微米，從而制得平均粒徑小于5微米的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。[〇〇52]步驟c2、將lkg步驟b2中制得的摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體與lkg固含量為12 %的二氧化硅溶膠混合在一起，并充分混合均勻，從而制得所述金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料。
[0053]進(jìn)一步地，對鍋爐鋼管進(jìn)行清潔處理和干燥處理，然后在鍋爐鋼管的表面涂覆本發(fā)明實(shí)施例2中制得的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，并在80°C下烘干6小時(shí)，再以2 °C/min升溫速率緩慢升溫至400°C保溫2小時(shí)，從而即可在鍋爐鋼管的表面得到性能穩(wěn)定的涂層。經(jīng)檢測:該涂層自身的耐溫為900°C，但由于鍋爐鋼管本身的耐溫受到限制，因此涂覆有該涂層的鍋爐鋼管可以在600°C以下長期使用。[〇〇54]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例不僅具有較高的紅外發(fā)射率和熱導(dǎo)率，而且其熱膨脹系數(shù)與金屬基體相匹配，在各種溫區(qū)和各種金屬基體材料上使用均具有良好的附著力、強(qiáng)度和抗熱震性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的耐腐蝕和耐磨性能，能夠延長金屬基體的使用壽命。
[0055]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其特征在于，其各組分的重量百分比為:摻 雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體:35 %?55 %，耐高溫粘結(jié)劑:65 %?45 % ;其中，所述摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體是由35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10? 65重量份的第一粉體復(fù)合而成的；所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化 鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯中的一種或幾種；所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La1-$6]^〇3，并且0.16彡叉彡0.6。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其特征在于，所述摻雜錳 酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的平均粒徑小于5微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其特征在于，所述的 耐高溫粘結(jié)劑為固含量為8 %?20 %的二氧化硅溶膠。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料，其特征在于，所述的 耐高溫粘結(jié)劑為改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑；所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑由45?60重量份的去離子水、20?35重量份的 水玻璃、1 〇?15重量份的磷酸二氫鋁、3?5重量份的氣相二氧化硅和0.3?1重量份的羧甲 基纖維素鈉混合而成。5.—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其特征在于，包括:步驟A、將35?90重量份的摻雜錳酸鍶鑭粉體與10?65重量份的第一粉體混合在一起， 并充分混合均勻，然后在600?1KKTC下煅燒2?12小時(shí)，并進(jìn)行球磨，從而制得摻雜錳酸鍶 鑭復(fù)合陶瓷粉體；其中，所述第一粉體為碳化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化 鋯中的一種或幾種;所述摻雜錳酸鍶鑭粉體的通式為:La^SrxMnOs，并且0.16<x<0.6;步驟B、將摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體與耐高溫粘結(jié)劑混合在一起，并充分混合均勻， 從而制得上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料；在所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料中，摻雜錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體的重量百 分比為35%?55%，耐高溫粘結(jié)劑的重量百分比為65%?45%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其特征在于， 在步驟A中，煅燒后的粉體球磨至平均粒徑小于5微米，從而得到平均粒徑小于5微米的摻雜 錳酸鍶鑭復(fù)合陶瓷粉體。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其特征在 于，所述的耐高溫粘結(jié)劑為固含量為8%?20%的二氧化硅溶膠。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其特征在 于，所述的耐高溫粘結(jié)劑為改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑；所述改性的水玻璃基金屬基體用粘結(jié)劑采用以下方法制備而成:將20?35重量份的水 玻璃和3?5重量份的氣相二氧化娃加入到45?60重量份的去離子水中并進(jìn)行攪拌;然后在 攪拌過程中依次加入10?15重量份的磷酸二氫鋁和0.3?1重量份的羧甲基纖維素鈉;在羧 甲基纖維素鈉加入完成后，繼續(xù)攪拌3?6小時(shí)，再靜置10小時(shí)，從而制得所述改性的水玻璃 基金屬基體用粘結(jié)劑。9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的制備方法，其特征在 于，所述摻雜錳酸鍶鑭粉體采用共沉淀法、溶膠-凝膠法或固相反應(yīng)法制備而成。10.—種金屬基體用紅外高發(fā)射率涂層材料的使用方法，其特征在于，包括:對金屬基 體依次進(jìn)行表面清潔處理和烘干處理，然后將上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的金屬基體 用紅外高發(fā)射率涂層材料涂覆到所述金屬基體的表面，并進(jìn)行干燥，再以1?2.5°C/min升 溫速率升溫至300?500°C，并保溫至少2小時(shí)，從而在金屬基體表面制得紅外高發(fā)射率涂層。
【文檔編號】C09D1/04GK106084924SQ201610416251
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日 公開號201610416251.7, CN 106084924 A, CN 106084924A, CN 201610416251, CN-A-106084924, CN106084924 A, CN106084924A, CN201610416251, CN201610416251.7
【發(fā)明人】戴建明, 郭帥, 尹利華
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院