CN108636739A - 一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，通过提拉法将钴酸锶镧(La0.7Sr0.3CoO3)溶胶涂覆于不锈钢表面后在马弗炉中高温烧结得到钴酸锶镧涂层，然后将涂层放置于预先配置好的添加有盐酸的盐溶液中做浸泡处理；盐溶液处理后，将涂层置于高温下的马弗炉中进行退火处理；测试处理前后红外发射率。本发明采用的盐溶液处理和退火处理后的钴酸锶镧涂层其红外发射率能够提升0.05左右，在2.5‑25μm波段红外发射率可达到0.93左右。

Description

一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法
技术领域
本发明属于高红外发射率涂层领域，具体涉及一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法。
背景技术
能源的高效利用是人类发展的永恒主题，随着科技的发展，高红外发射率材料由于其超高的能量吸收与发射性能被广泛应用于节能环保、新型建筑材料、工业窑炉等领域。钙钛矿型(ABO3)材料一直是高红外发射率材料中的研究热点，如钴酸锶镧(La1-xSrxCoO3)，锶参杂不仅能够稳定钴酸镧中的钴元素并且能提高材料红外发射性能。现有技术中对涂层进行后处理的方法通常为车、削、铣等机械加工方法，使其外观、粗糙度、厚度达到要求；或者通过热处理来降低涂层的内应力，消除应力集中；或者通过化学方法封孔达到耐腐蚀的效果，除了常用的通过改变材料本身结构和使用不同的制备方法来提高红外发射率涂层的性能外，还可以通过对涂层进行适当的后处理来提升材料红外发射性能。而通过对涂层进行后处理来提高涂层红外发射性能的方法目前在国内外鲜有研究。本发明针对现有钴酸锶镧高红外发射率涂层的不足，旨在于提供一种高效、稳定、廉价地并能够进一步提高钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，包括如下步骤：
步骤1、将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；
步骤2、La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于不同浓度的NaCl溶液中进行不同时长的浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；
步骤3、盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于不同温度的马弗炉中进行不同时长的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
上述方案中，所述步骤2中不同浓度的NaCl溶液的浓度范围在3％～7％之间(质量分数)。
上述方案中，所述步骤2中不同时长的浸泡处理的时间范围在3～7天之间。
上述方案中，所述步骤3中不同温度的马弗炉的温度范围在600～800℃之间。
上述方案中，所述步骤3中不同时长的退火处理的时间范围在12～24h之间。
本发明具有如下优点：
本发明所涉及的钴酸锶镧高红外发射率涂层在后处理前的红外发射率有0.88左右，经过盐溶液和退火后处理的涂层红外发射率可达0.93左右，提升0.05，由于红外发射率理论值最高为1，从0.88提高到1最多只能提升0.12，因此提升0.05相对于0.12来说是一个比较大的进步。
附图说明
图1中(a)和(b)分别为钴酸锶镧高红外发射率涂层后处理前后某一晶体表面图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，本发明中提升钴酸锶镧高红外发射率涂层性能的后处理方法为盐溶液浸泡处理和退火处理，如同高强度合金钢在成型后需要在不同温度进行退火处理以进一步提高性能才能达到其使用要求一样，钴酸锶镧高红外发射率涂层同样可以经过后处理步骤来进一步提高其红外发射率，通过对盐溶液浸泡处理前后的涂层试片进行SEM(见图1(a)和(b))分析发现，盐溶液处理后的钴酸锶镧晶体表面出现了许多狭长的条纹裂缝，这些裂缝在晶体表面扩展至某一点后中止，未能完全使晶体发生断裂；另外，钴酸锶镧晶体表面也附着一些NaCl，使表面起伏变大，粗糙度增加。退火处理后能够使这些裂纹中止扩展，并保证裂纹长期稳定存在。由于裂纹尺寸与红外辐射波长相匹配，可以被视作理想的黑体辐射源，对提升涂层红外发射率具有促进作用；另一方面，粗糙度增加也能够提高涂层红外发射性能。本发明所涉及的红外发射率测量由Tensor37红外光谱仪(2.5～25μm)完成。
实施例1
一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法涉及盐溶液浸泡处理和高温退火处理，包括如下步骤：(1)将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；(2)La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于质量浓度为3％的NaCl溶液中7天做浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；(3)盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于800℃的马弗炉中进行12h的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
通过测量与计算得到后处理前的钴酸锶镧高红外发射率涂层的红外发射率为0.879(表1-例1)，经过盐溶液和退火后处理的涂层发射率提升至0.928(表1-例1)，红外发射率提升0.049。
实施例2
一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法涉及盐溶液浸泡处理和高温退火处理，包括如下步骤：(1)将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；(2)La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于质量浓度为3％的NaCl溶液中7天做浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；(3)盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于600℃的马弗炉中进行24h的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
通过测量与计算得到后处理前的钴酸锶镧高红外发射率涂层的红外发射率为0.880(表1-例2)，经过盐溶液和退火后处理的涂层发射率提升至0.928(表1-例2)，红外发射率提升0.048。
实施例3
一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法涉及盐溶液浸泡处理和高温退火处理，包括如下步骤：(1)将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；(2)La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于质量浓度为7％的NaCl溶液中3天做浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；(3)盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于600℃的马弗炉中进行24h的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
通过测量与计算得到后处理前的钴酸锶镧高红外发射率涂层的红外发射率为0.881(表1-例3)，经过盐溶液和退火后处理的涂层发射率提升至0.932(表1-例3)，红外发射率提升0.051。
实施例4
一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法涉及盐溶液浸泡处理和高温退火处理，包括如下步骤：(1)将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；(2)La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于质量浓度为7％的NaCl溶液中3天做浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；(3)盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于800℃的马弗炉中进行12h的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
通过测量与计算得到后处理前的钴酸锶镧高红外发射率涂层的红外发射率为0.879(表1-例4)，经过盐溶液和退火后处理的涂层发射率提升至0.929(表1-例4)，红外发射率提升0.050。
表1涂层的红外发射率
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (5)

1.一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将不锈钢基片浸渍于La0.7Sr0.3CoO3溶胶中5min，然后利用提拉法在不锈钢基片表面提拉两道La0.7Sr0.3CoO3溶胶膜层，提拉速度为60mm/min，接着放置于800℃马弗炉中烧结5h得到La0.7Sr0.3CoO3涂层；
步骤2、La0.7Sr0.3CoO3涂层试片经过酒精清洗后，测量涂层红外发射率，然后将涂层置于不同浓度的NaCl溶液中进行不同时长的浸泡处理，在盐溶液中加入适量盐酸使pH达到4以加快浸泡处理效果；
步骤3、盐溶液处理后的涂层在120℃烘箱中烘干后，置于不同温度的马弗炉中进行不同时长的退火处理，测量退火处理后涂层的红外发射率。
2.一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，其特征在于：所述步骤2中不同浓度的NaCl溶液的浓度范围在3％～7％之间。
3.一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，其特征在于：所述步骤2中不同时长的浸泡处理的时间范围在3～7天之间。
4.一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，其特征在于：所述步骤3中不同温度的马弗炉的温度范围在600～800℃之间。
5.一种提升钴酸锶镧涂层红外发射率的后处理方法，其特征在于：所述步骤3中不同时长的退火处理的时间范围在12～24h之间。
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