CN106083115B - 耐1500℃高温的隔热瓦涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐1500℃高温的隔热瓦涂层及其制备方法，属于航天航空用隔热瓦涂层改进技术领域。本发明所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，包括面层和中间层，面层由组分A辐射剂和组分B填料组成；中间层由组分C辐射剂和组分D填料组成；所述组分A为MoSi2、TaSi2、碳化硅或硼化硅中的一种或多种；所述组分B为SiO2粉、高铝粉、α‑氧化铝粉、锂辉石或金属硅粉中的多种；所述组分C为MoSi2、碳化硅或硼化硅中的一种或多种；所述组分D为SiO2粉、金属硅粉或纤维中的多种。本发明所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层具有耐高温性、高辐射性能和防潮性能；本发明同时提供了一种工艺简单的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐1500℃高温的隔热瓦涂层及其制备方法，属于航天航空用隔热瓦涂层改进技术领域。
背景技术
随着航天航空以及先进材料的发展，其所需隔热瓦的性能要求也相应提高，隔热瓦用涂层也向着耐高温(达1500℃)和高辐射方向发展。由于飞行器在高速运行的过程中要面临严峻的热环境，其所用涂层的性能将很大程度决定隔热瓦部件的使用寿命，这也决定着航天器能否在较高温度范围内正常使用。因此，研制一种具有耐高温、高辐射(反射)、防水的高温隔热瓦涂层具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其不但具有耐高温性，而且具有较高的辐射性能和防潮性能；本发明同时提供了一种工艺简单、节能环保的制备方法。
本发明所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，包括面层和中间层，面层由组分A辐射剂和组分B填料组成；中间层由组分C辐射剂和组分D填料组成；所述组分A为MoSi2、TaSi2、碳化硅或硼化硅中的一种或多种；所述组分B为SiO2粉、高铝粉、α-氧化铝粉、锂辉石或金属硅粉中的多种；所述组分C为MoSi2、碳化硅或硼化硅中的一种或多种；所述组分D为SiO2粉、金属硅粉或纤维中的多种。
所述组分A和组分B的重量比为20～50：50～80；组分C和组分D的重量比为10～30：70～90。
所述组分B中硅与铝的质量分数比值为1：0.3～1：1。
优选的，组分B中SiO2粉、高铝粉、α-氧化铝粉、锂辉石和金属硅粉的混合质量比为60～90：0～20：0～15：10～20：0～10。
所述组分D中SiO2粉、金属硅粉和纤维的混合质量比为40～70：0～10：20～60。
所述纤维为莫来石纤维或氧化铝纤维的一种或两种。
所述面层的厚度为0.2-2mm，中间层的厚度为0.1-1mm。
所述的填料SiO2粉、高铝粉、α-氧化铝粉、锂辉石、金属硅粉、纤维均的粒度均可过180目筛。
所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将面层和中间层的原料分别混合，细磨并搅拌均匀成小于200目的粉料；
(2)将步骤(1)所得的粉料和水混合搅拌成浆料，待浆体搅拌均匀后，将中间层浆料涂抹于隔热瓦表面，刮平，放置于室温或烘箱中干燥；
(3)待干燥半小时后，在步骤(2)所得的隔热瓦表面喷涂面层浆料；
(4)将步骤(3)所得的隔热瓦在40～60℃下干燥，然后经在1450～1600℃下烧成后得到耐1500℃高温的隔热瓦涂层。
所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层中，面层和中间层中的各组分相互协同作用，使得最终所得涂层能在1500℃以上的环境下稳定使用，具有良好的力学性能、高辐射性和防潮性能。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，不但能在1500℃以上的环境下稳定使用，而且具有较高的辐射性能和防潮性能；本发明同时提供了一种工艺简单、节能环保的制备方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
涂层的面层组分A：
MoSi2作辐射剂，18重量份；
涂层的中间组分C：MoSi2作辐射剂，18重量份；
上述组分A和组分B原料预先搅拌均匀，组分C和组分D预先搅拌均匀，将预混均匀的组分A和组分B粉料与60wt％水混合进行搅拌得到面层浆料，将预混均匀的组分C和组分D粉料与30wt％水混合进行搅拌待搅拌均匀得到中间层浆料，中间层均匀涂抹于高温隔热瓦表面，涂抹后置于室温环境中干燥0.5h，再将面层浆料喷涂于带有中间层的隔热瓦基体上，喷涂完后将其置于60℃烘箱中进行干燥，待干燥完成经1550℃保温1h烧成后得到所需涂层。
所制备的耐1500℃高温隔热瓦涂层具备性能指标如下：
耐温性≥1500℃，吸水率0.1％，辐射系数0.88。
实施例2
涂层的面层组分A：MoSi2、硼化硅作辐射剂，21重量份；
MoSi2 15重量份；
硼化硅 6重量份；
涂层的中间组分C：MoSi2作辐射剂，18重量份；
制备工艺与实施例1相同。
所制备的耐1500℃高温隔热瓦涂层具备性能指标如下：
耐温性≥1550℃，吸水率0.5％，辐射系数0.90。
实施例3
涂层的面层组分A：MoSi2、硼化硅作辐射剂，45重量份；
MoSi2 40重量份；
硼化硅 5重量份；
涂层的中间组分C：MoSi2作辐射剂，硼化硅，20重量份；
MoSi2 16重量份；
硼化硅 4重量份；
制备工艺与实施例1相同。
所制备的耐1500℃高温隔热瓦涂层具备性能指标如下：耐温性≥1550℃，吸水率0.3％，辐射系数0.92。
Claims (9)
1.一种耐1500℃高温的隔热瓦涂层，包括面层和中间层，其特征在于：面层由组分A辐射剂和组分B填料组成；中间层由组分C辐射剂和组分D填料组成；所述组分A为MoSi2、TaSi2或碳化硅中的一种或多种；所述组分B为SiO2粉、高铝粉、α-氧化铝粉、锂辉石和金属硅粉的混合物；所述组分C为MoSi2或碳化硅中的一种或两种；所述组分D为SiO2粉、金属硅粉和纤维的混合物；纤维为莫来石纤维或氧化铝纤维中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其特征在于：组分A和组分B的重量比为20~50：50~80；组分C和组分D的重量比为10~30：70~90。
3.根据权利要求1所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其特征在于：组分B中硅与铝的质量分数比值为1：0.3~1：1。
4.根据权利要求1所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其特征在于：组分B中SiO2粉、高铝粉、α-氧化铝粉、锂辉石和金属硅粉的混合质量比为60~90：0~20：0~15：10~20：0~10。
5.根据权利要求1所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其特征在于：组分D中SiO2粉、金属硅粉和纤维的混合质量比为40~70：0~10：20~60。
6.根据权利要求1所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层，其特征在于：面层的厚度为0.2-2mm，中间层的厚度为0.1-1mm。
7.一种权利要求1-6任一所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将面层和中间层的原料分别混合，细磨并搅拌均匀成粉料；
（2）将步骤（1）所得的粉料和水混合搅拌成浆料，然后将中间层浆料涂抹于隔热瓦表面，刮平干燥；
（3）在步骤（2）所得的隔热瓦表面喷涂面层浆料；
（4）将步骤（3）所得的隔热瓦干燥，然后经烧成后得到耐1500℃高温的隔热瓦涂层。
8.根据权利要求7所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，待干燥半小时后，在步骤（2）所得的隔热瓦表面喷涂面层浆料。
9.根据权利要求7所述的耐1500℃高温的隔热瓦涂层的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，干燥温度为40~60℃；烧成温度为1450~1600℃。
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