CN111153440A - 一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂覆材料技术领域，具体是涉及一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法及应用，具体为一种双层结构的Fe3O4涂层。表涂层由经外部匀强磁场的调控后的磁性Fe3O4涂料构成，其不仅为Fe3O4涂层提供了粗糙的表面，增加电磁波吸收和发射。里涂层是Fe3O4‑TiO2掺杂的复合涂层，其不仅增强了了微波发射率，而且作为黏结剂将上层纳米粒子紧密粘附在基体表面，增加了涂层的结构稳定性。后期测试表明，这种新型双层结构的Fe3O4涂层，不仅显示了优异的高热辐射性能，其全波段辐射率达0.94‑0.95；而且还显示优异的与CT球管基体的结合强度，增强了其在高温环境下的稳定性。

Description

一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及涂覆材料技术领域，具体是涉及一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法及应用。
背景技术
旋转阳极X射线管是一个高真空电真空器件，其工作原理是在X射线管正负极二端加上高电压(一般为125～150kV)，阴极发射的电子束在高真空高压电场作用下，向阳极靶面进行电子轰击(靶面材料一般为钨)产生X射线，但X射线只占电子能量1％左右，而99％则转换成热量。由于X射线管是一个真空器件，其管内热传导相当不理想。
为使旋转阳极X射线管工作时产生的大量热量及时传导到真空管外绝缘介质油层中去，故采用在CT球管表面喷涂涂层工艺，但现有的涂层在真空环境下的表现效果还有待进一步提升，具体表现在：真空环境下涂层与基体的结合强度低，涂层易脱落，在高温环境下热辐射系数低等问题。
Fe3O4涂层在近年来因其工艺简单、成本低、性能良好引起了人们的注意，但是单纯的Fe3O4涂层的热辐射系数不能上述提到的问题，需对其进行改性而增强其热辐射性能。
发明内容
为了实现以上目的，本发明提供了一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，使用双层涂覆技术，从宏观形貌和微观结构上对Fe3O4涂层进行调控，大大增加了Fe3O4涂层的全波段热辐射系数，且加强了涂层与基体之间结合强度，避免了涂层脱落现象的发生。具体的技术方案如下：
一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：基板处理：在涂覆前，对基板表面进行去氧化皮、去油污和去离子水清洗处理。
S2：材料准备。
S21：制备纳米级Fe3O4、TiO2：采用共沉淀法制备Fe3O4颗粒，溶胶-凝胶法制备TiO2颗粒以备用。
化学共沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加入适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。
溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。将所得到的的凝胶经过干燥和烧结固化可制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
S22：制备Fe3O4磁性颗粒：使用硅烷偶联剂KH570作为改性剂对Fe3O4颗粒进行改性，得到纳米级磁性Fe3O4颗粒。
S23：制备Fe3O4-TiO2混合粉：将所述TiO2颗粒按照10-40wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合，将混合粉按照1：1的体积比溶入无水乙醇溶剂中，在行星球磨机上以300r/min的转速充分混合24h；最后将混合液在60℃下烘干得到Fe3O4-TiO2混合粉。
基尔霍夫定律可用语言描述如下：物体的红外发射本领与其吸收本领的比值，与物体的性质无关，而是波长和温度的普适函数。因为在热平衡状态下，一方面物体之间的能量交换仍在继续进行，另一方面热平衡的状态又不允许破坏，故在单位时间内，吸收能量多的物体，辐射出来的能量也必然多：吸收能量少的物体，辐射出的能量也少，故吸收率越大的物体，辐射率也大。基尔霍夫定律是热辐射理论的基础之-一，它将物体的发射与吸收联系起来，指出一个好的吸收体也必然是一个好的发射体。
向Fe3O4材料中掺入TiO2时，Ti离子将大部分进入尖晶石晶格，形成组分复杂的多种尖晶石矿物，一方面导致晶体中Fe元素呈现较低价态，另一方面导致晶格较大程度的畸变，这些都有利于全波段红外辐射率的提高。
S3：制备Fe3O4涂层。
本发明制备了一种双层结构的Fe3O4涂层。表涂层由经外部匀强磁场的调控后的磁性Fe3O4涂料构成，其不仅为Fe3O4涂层提供了粗糙的表面，增加电磁波吸收和发射，同时还为涂层提供了超疏水特性，增加了涂层的自清洁和防结冰性能。里涂层是Fe3O4-TiO2掺杂的复合涂层，其不仅增强了了微波发射率，而且作为黏结剂将上层纳米粒子紧密粘附在基体表面，增加了涂层的结构稳定性。后期测试表明，这种新型双层结构的Fe3O4涂层，不仅显示了优异的高热辐射性能，其全波段辐射率达0.94-0.95。
S31：制备Fe3O4-TiO2里涂层：
S311：制备Fe3O4-TiO2靶材：在所述Fe3O4-TiO2混合粉中加入2wt％的聚乙烯醇，在30MPa压力下冷压成Φ69mm的坯料，在1300℃还原气氛下烧结1.5h得到Fe3O4-TiO2靶材；
S312：将所述基板和Fe3O4-TiO2靶材预热后，在以下工艺参数下使用电子束物理气相沉积法在基板表面沉积一层厚度为10μm的Fe3O4-TiO2里涂层：沉积功率为5kW、基板温度为900℃、基板和Fe3O4-TiO2靶材的间距为160mm、沉积时间为360s、真空度为2×10-2Pa。
电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术是利用电子束为热源的一种真空蒸镀法。在真空环境下，钨丝发射出的热电子在电场作用下加速形成高能电子束，并在磁场作用下发生偏转、聚焦，轰击燕镀材料，使之熔化、气化、燕发。蒸发的气相原子或原子团以直线型方式从熔池表面运动到基板表面，并沉积形成涂层。该工艺方法制备涂层速度快，理论上可以蒸发任何物质。电子束功率容易调节，束斑尺寸和位置易于控制，可精确控制涂层的厚度和均匀性。采用循环水冷却铜坩埚，高温下燕镀材料不与坩埚发生化学反应。在制备涂层的时，基板通常需要加热以提高涂层与基板的结合力。该工艺制备的涂层在与基体的界面处具有较好的结合强度和良好的抗热震性能。
Fe3O4-TiO2里涂层在经历500次1000℃-室温热循环之后没有出现脱落，表现出良好的抗热震性能。涂层的抗热震性能与涂层的热膨胀系数、残余压应力和柱状晶结构等有关。随着热循环次数增加，Fe3O4-TiO2里涂层不断增厚，平均每经历一次热循环增加16nm。而残余应力和柱状晶结构都有利于缓和涂层所受拉应力，提高涂层的抗热震性能。
当材料很薄时，材料的红外发射率与材料的厚度密切相关。随着材料厚度的增加，材料的发射率不断增强，但是当厚度增加到一定程度后，材料的发射率已经基本稳定，厚度的影响可以忽略。对于不透明材料来说，当材料厚度大于4um时，可以忽略材料厚度对材料发射率的影响，因此本发明基板表面Fe3O4-TiO2里涂层的沉积厚度选择为10μm。
S32：制备磁性Fe3O4表涂层：
S321：制备磁性Fe3O4涂料：将环氧树脂、固化剂、Fe3O4磁性颗粒按照20：4：5的质量比例混合后，经搅拌得到磁性Fe3O4涂料；
S322：首先将所述磁性Fe3O4涂料喷涂在Fe3O4-TiO2里涂层表面，然后在60℃下固化40min，最后在外部匀强磁场0.3-0.6Ts的调控下，得到厚度为1mm、粗糙度Ra＝1.10μm的磁性Fe3O4表涂层。
材料对外辐射电磁波归根结底还是材料表层原子的作用。所以材料的表面状态对材料的红外发射率有着重要的影响。一般来说，材料表面的粗糙度越高，发射率就越高，因而提高材料表面的粗糙度，比如在材料表面制造出圆形、V形、锥形凹槽等，均有利于提高材料的红外发射率。表面织构也是影响材料红外发射率的又一重要因素。材料表面晶体形成择优取向后，这种择优取向会改变电磁波在材料中的平均自由程，使得材料在某些波长具有明显选择性吸收。材料表面周期性结构也会起到类似的作用，使得材料在某个很窄的波段具有选择性辐射。
将半固化的涂层放置在一个均匀的磁场环境中进行表面微观结构调控，涂层中Fe3O4磁性粒子因为磁场的作用可以产生定向运动，因为环氧树脂处于半固化状态，粘度较大，磁性粒子运动会受到--定的阻力所以避免了磁性粒子被吸出，粒子移动的距离随着磁场大小不同而变化，磁场强度不同导致涂层表面具有不同程度的突起，所以磁场强度的不同会导致涂层表面粗糙度不同，可以不同程度的影响涂层的吸波性能。
基于上述原因，本发明选择在Fe3O4表涂层制造锥状凸起以此增强热辐射系数。
进一步地，所述步骤S1中，基板表面的具体处理步骤如下：
S11：先用2000目的水砂纸打磨基板表面，去除氧化皮，再用2000目的金相砂纸抛光，去除表面粗糙划痕；
S12：将基板在丙酮中超声清洗20-30min，去除表面油污；
S13：使用去离子水清洗，待风干后插入插入卡槽中，等待涂覆；
进一步地，步骤S21中，采用共沉淀法制备Fe3O4粉末的具体步骤如下：
S2111：在室温下，将FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O按1:1.75的摩尔比溶于去离子水中，铁离子总浓度为0.3mol/L；
S2112：将所述铁离子溶液在60℃下进行搅拌，并快速滴加饱和NaOH溶液至混合溶液pH＝6.5，然后缓慢滴加饱和NaOH溶液使混合溶液pH＝12，恒温下剧烈搅拌(2000pm)30min，得到黑色悬浊液；
S2113：在悬浊液外施加磁场使Fe3O4颗粒沉淀，倒去上层清液，然后加入去离子水，超声振荡后进行二次分离，重复此步骤至上层清液的pH＝7；随后用无水乙醇清洗至上层清液清澈透明，倒去上层清液，经冷冻干燥24h后得到纳米级棕黑色Fe3O4干燥粉末。
进一步地，步骤S21中，采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末的具体步骤如下：
S2121：在氮气氛围、室温下，将钛酸四丁酯按照1：9的体积比滴入搅拌中的乙二醇中，共同搅拌6h；
S2121：将所述混合液在保持搅拌状态下导入5℃的丙酮溶液中，持续搅拌12h，经离心分离、去离子水和乙醇洗涤、烘干后制得纳米级白色TiO2颗粒。
进一步地，在所述步骤S22中，制备Fe3O4磁性颗粒的具体步骤如下：
S221：以1：1的比例制备乙醇/水溶液作为分散介质，以2g/L的比例称取Fe3O4颗粒加入所述分散介质中，在室温下超声震荡20min；
S222：经强磁沉淀后倒掉上层清液，然后用分散介质补足悬浮液至原体积；在所述悬浮液中加入2wt％的硅烷偶联剂KH570，60℃恒温水浴中搅拌6h；
S223：搅拌结束后，经无水乙醇清洗、真空抽滤、冷冻干燥后得到硅烷偶联剂KH570改性的磁性Fe3O4颗粒。
进一步地，所述一种双层结构的Fe3O4涂层可喷涂于X射线管的CT球管表面。作为一种具备双层结构的Fe3O4涂层，因涂层材料之间的热膨胀系数相近，所以其与CT球管基体之间的结合强度高，在500次“高温-室温”的测试实验下，并未发现涂层有脱落现象，显示出了良好的高温稳定性；本发明制备的里涂层是Fe3O4-TiO2掺杂的复合涂层，优异的高热辐射性能，其全波段辐射率达0.94-0.95，使得CT球管球管中的热量能够及时发散到外界，很好地保护了高温环境下工作的X射线管。
与现有的Fe3O4涂层相比，本发明的有益效果是：
本发明制备了一种双层结构的Fe3O4涂层。表涂层由经外部匀强磁场的调控后的磁性Fe3O4涂料构成，其不仅为Fe3O4涂层提供了粗糙的表面，增加电磁波吸收和发射。里涂层是Fe3O4-TiO2掺杂的复合涂层，其不仅增强了了微波发射率，而且作为黏结剂将上层纳米粒子紧密粘附在基体表面，增加了涂层的结构稳定性。后期测试表明，这种新型双层结构的Fe3O4涂层，不仅显示了优异的高热辐射性能，其全波段辐射率达0.94-0.95；而且还显示优异的与CT球管基体的结合强度，增强了在高温环境下的稳定性。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的方式和取得的效果，下面将对本发明的技术方案进行清楚和完整地描述。
实施例一
本实施例使用的试剂均为市购，沉积设备是乌克兰Paton焊接研究所制造的L5型电子束物理气相沉积(EB-PVD)设备。
一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：基板处理：
S11：先用2000目的水砂纸打磨基板表面，去除氧化皮，再用2000目的金相砂纸抛光，去除表面粗糙划痕；
S12：将基板在丙酮中超声清洗20-30min，去除表面油污；
S13：使用去离子水清洗，待风干后插入插入卡槽中，等待涂覆。
S2：材料准备：
S21：制备纳米级Fe3O4、TiO2：
S211：采用共沉淀法制备Fe3O4粉末的具体步骤如下：
S2111：在室温下，将FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O按1:1.75的摩尔比溶于去离子水中，铁离子总浓度为0.3mol/L；
S2112：将所述铁离子溶液在60℃下进行搅拌，并快速滴加饱和NaOH溶液至混合溶液pH＝6.5，然后缓慢滴加饱和NaOH溶液使混合溶液pH＝12，恒温下剧烈搅拌(2000pm)30min，得到黑色悬浊液；
S2113：在悬浊液外施加磁场使Fe3O4颗粒沉淀，倒去上层清液，然后加入去离子水，超声振荡后进行二次分离，重复此步骤至上层清液的pH＝7；随后用无水乙醇清洗至上层清液清澈透明，倒去上层清液，经冷冻干燥24h后得到纳米级棕黑色Fe3O4干燥粉末。
S212：采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末的具体步骤如下：
S2121：在氮气氛围、室温下，将钛酸四丁酯按照1：9的体积比滴入搅拌中的乙二醇中，共同搅拌6h；
S2121：将所述混合液在保持搅拌状态下导入5℃的丙酮溶液中，持续搅拌12h，经离心分离、去离子水和乙醇洗涤、烘干后制得纳米级白色TiO2颗粒。
S22：制备Fe3O4磁性颗粒：
S221：以1：1的比例制备乙醇/水溶液作为分散介质，以2g/L的比例称取Fe3O4颗粒加入所述分散介质中，在室温下超声震荡20min；
S222：经强磁沉淀后倒掉上层清液，然后用分散介质补足悬浮液至原体积；在所述悬浮液中加入2wt％的硅烷偶联剂KH570，60℃恒温水浴中搅拌6h；
S223：搅拌结束后，经无水乙醇清洗、真空抽滤、冷冻干燥后得到硅烷偶联剂KH570改性的磁性Fe3O4颗粒。
S23：制备Fe3O4-TiO2混合粉：将所述TiO2颗粒按照30wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合，将混合粉按照1：1的体积比溶入无水乙醇溶剂中，在行星球磨机上以300r/min的转速充分混合24h；最后将混合液在60℃下烘干得到Fe3O4-TiO2混合粉；
S3：制备Fe3O4涂层：
S31：制备Fe3O4-TiO2里涂层：
S311：制备Fe3O4-TiO2靶材：在所述Fe3O4-TiO2混合粉中加入2wt％的聚乙烯醇，在30MPa压力下冷压成Φ69mm的坯料，在1300℃还原气氛下烧结1.5h得到Fe3O4-TiO2靶材；
S312：将所述基板和Fe3O4-TiO2靶材预热后，在以下工艺参数下使用电子束物理气相沉积法在基板表面沉积一层厚度为10μm的Fe3O4-TiO2里涂层：沉积功率为5kW、基板温度为900℃、基板和Fe3O4-TiO2靶材的间距为160mm、沉积时间为360s、真空度为2×10-2Pa。
S32：制备磁性Fe3O4表涂层：
S321：制备磁性Fe3O4涂料：将环氧树脂、固化剂、Fe3O4磁性颗粒按照20：4：5的质量比例混合后，经搅拌得到磁性Fe3O4涂料；
S322：首先将所述磁性Fe3O4涂料喷涂在Fe3O4-TiO2里涂层表面，然后在60℃下固化40min，最后在外部匀强磁场＝0.5Ts的调控下，得到厚度为1mm、粗糙度Ra＝1.10μm的磁性Fe3O4表涂层。
实施例二
实施例二与实施例一除了以下部分不同外，其余内容均相同：
步骤S23中，TiO2颗粒按照10wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合；
步骤S322中，外部匀强磁场＝0.3Ts。
实施例三
实施例三与实施例一除了以下部分不同外，其余内容均相同：
步骤S23中，TiO2颗粒按照20wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合；
步骤S322中，外部匀强磁场＝0.4Ts。
实施例四
实施例四与实施例一除了以下部分不同外，其余内容均相同：
步骤S23中，TiO2颗粒按照40wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合；
步骤S322中，外部匀强磁场＝0.6Ts。
实验例一
施加磁场调控涂层表面微观结构时，涂料粘度太低(＜60Pa·s)时，加上磁场后会将磁性粒子带环氧树脂一起被吸附到磁铁表面。
涂料粘度在60-70Pa·s之间，施加上述磁场调控涂层表面微观结构时，涂层表面突起过大，高度大约2mm左右。
涂料粘度太大时(120-130Pa·s)，无法在涂层表面形成明显的突起。
涂料粘度＞150Pa·s时，施加以上磁场无法实现有效地调控涂层表面微观结构。
因此，步骤S322中，调控Fe3O4表涂层的粘度为85-90Pa·s。
实验例二
本实验例在于说明步骤S23中，不同TiO2颗粒的掺杂比例对于Fe3O4-TiO2复合材料性能的影响，结果如表1所示：
表1不同TiO2颗粒的掺杂比例对于Fe3O4-TiO2复合材料性能的影响
Figure BDA0002350629700000101
表1中数据表明，随着Ti离子掺杂量的提高，可使Fe3O4-TiO2复合材料的晶格产生较大程度的畸变，从而有利于全波段热辐射系数的提高。但当TiO2的掺杂量高于40％时，过量的TiO2含量会使原本已呈现良好性能的尖晶石结构发生改变，反而降低了Fe3O4-TiO2复合材料的全波段热辐射系数。
实验例三
本实验例在于说明步骤S322中，外部匀强磁场强度对于Fe3O4表涂层性能的影响，结果如表2所示：
表2不同外部匀强磁场强度对于Fe3O4表涂层粗糙度的影响
Figure BDA0002350629700000102
Figure BDA0002350629700000111
表2中数据表明，随着外加磁场强度的增大，Fe3O4表涂层的粗糙度增大，导致凸起下方的涂层厚度依次减小，因为厚度对涂层的热辐射系数影响较大，所以当外加磁场的强度逐渐增加到0.5Ts时，Fe3O4表涂层表面呈现均匀的锥状凸起，Fe3O4表涂层具有最好的热辐射系数；当当外加磁场的强度达到0.6Ts时，锥状凸起过高，涂层厚度过薄，反而导致Fe3O4涂层热辐射性能下降。
实验例四
本实验例在于说明本发明制备的具有双层结构的Fe3O4涂层和普通结构的Fe3O4涂层在X射线管CT球管上的应用效果比较，结果如表3所示：
表2双层结构的Fe3O4涂层和普通结构的Fe3O4涂层在CT球管上的效果比较
比较项 双层结构的Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>涂层 普通结构的Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>涂层
低温环境下的热辐射系数 0.95 0.91
高温环境下的热辐射系数 0.93 0.85
涂层与基体间的结合状况 无脱落现象 涂层表面出现裂纹
表3中数据表明，本发明制备的双层结构的Fe3O4涂层不仅在全波段辐射率达0.94-0.95，而且作为黏结剂将上层纳米粒子紧密粘附在基体表面，增加了涂层的结构稳定性，避免了涂层在CT球管表面的脱落现象。

Claims (6)

1.一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：基板处理：在涂覆前，对基板表面进行去氧化皮、去油污和去离子水清洗处理；
S2：材料准备：
S21：制备纳米级Fe3O4、TiO2：采用共沉淀法制备Fe3O4颗粒，溶胶-凝胶法制备TiO2颗粒以备用；
S22：制备Fe3O4磁性颗粒：使用硅烷偶联剂KH570作为改性剂对Fe3O4颗粒进行改性，得到纳米级磁性Fe3O4颗粒；
S23：制备Fe3O4-TiO2混合粉：将所述TiO2颗粒按照10-40wt％的比例与磁性Fe3O4颗粒混合，将混合粉按照1：1的体积比溶入无水乙醇溶剂中，在行星球磨机上以300r/min的转速充分混合24h；最后将混合液在60℃下烘干得到Fe3O4-TiO2混合粉；
S3：制备Fe3O4涂层：
S31：制备Fe3O4-TiO2里涂层：
S311：制备Fe3O4-TiO2靶材：在所述Fe3O4-TiO2混合粉中加入2wt％的聚乙烯醇，在30MPa压力下冷压成Φ69mm的坯料，在1300℃还原气氛下烧结1.5h得到Fe3O4-TiO2靶材；
S312：将所述基板和Fe3O4-TiO2靶材预热后，在以下工艺参数下使用电子束物理气相沉积法在基板表面沉积一层厚度为10μm的Fe3O4-TiO2里涂层：沉积功率为5kW、基板温度为900℃、基板和Fe3O4-TiO2靶材的间距为160mm、沉积时间为360s、真空度为2×10-2Pa。
S32：制备磁性Fe3O4表涂层：
S321：制备磁性Fe3O4涂料：将环氧树脂、固化剂、Fe3O4磁性颗粒按照20：4：5的质量比例混合后，经搅拌得到磁性Fe3O4涂料；
S322：首先将所述磁性Fe3O4涂料喷涂在Fe3O4-TiO2里涂层表面，然后在60℃下固化40min，最后在外部匀强磁场0.3-0.6Ts的调控下，得到厚度为1mm、粗糙度Ra＝1.10μm的磁性Fe3O4表涂层。
2.如权利要求1所述的一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，基板表面的具体处理步骤如下：
S11：先用2000目的水砂纸打磨基板表面，去除氧化皮，再用2000目的金相砂纸抛光，去除表面粗糙划痕；
S12：将基板在丙酮中超声清洗20-30min，去除表面油污；
S13：使用去离子水清洗，待风干后插入插入卡槽中，等待涂覆。
3.如权利要求1所述的一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，其特征在于，步骤S21中，采用共沉淀法制备Fe3O4粉末的具体步骤如下：
S2111：在室温下，将FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O按1:1.75的摩尔比溶于去离子水中，铁离子总浓度为0.3mol/L；
S2112：将所述铁离子溶液在60℃下进行搅拌，并快速滴加饱和NaOH溶液至混合溶液pH＝6.5，然后缓慢滴加饱和NaOH溶液使混合溶液pH＝12，恒温下剧烈搅拌(2000pm)30min，得到黑色悬浊液；
S2113：在悬浊液外施加磁场使Fe3O4颗粒沉淀，倒去上层清液，然后加入去离子水，超声振荡后进行二次分离，重复此步骤至上层清液的pH＝7；随后用无水乙醇清洗至上层清液清澈透明，倒去上层清液，经冷冻干燥24h后得到纳米级棕黑色Fe3O4干燥粉末。
4.如权利要求1所述的一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，其特征在于，步骤S21中，采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末的具体步骤如下：
S2121：在氮气氛围、室温下，将钛酸四丁酯按照1：9的体积比滴入搅拌中的乙二醇中，共同搅拌6h；
S2121：将所述混合液在保持搅拌状态下导入5℃的丙酮溶液中，持续搅拌12h，经离心分离、去离子水和乙醇洗涤、烘干后制得纳米级白色TiO2颗粒。
5.如权利要求1所述的一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S22中，制备Fe3O4磁性颗粒的具体步骤如下：
S221：以1：1的比例制备乙醇/水溶液作为分散介质，以2g/L的比例称取Fe3O4颗粒加入所述分散介质中，在室温下超声震荡20min；
S222：经强磁沉淀后倒掉上层清液，然后用分散介质补足悬浮液至原体积；在所述悬浮液中加入2wt％的硅烷偶联剂KH570，60℃恒温水浴中搅拌6h；
S223：搅拌结束后，经无水乙醇清洗、真空抽滤、冷冻干燥后得到硅烷偶联剂KH570改性的磁性Fe3O4颗粒。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种提高热辐射系数的Fe3O4涂层的应用，其特征在于，所述一种双层结构的Fe3O4涂层可喷涂于X射线管的CT球管表面。
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