抗热辐射涂层材料的制备与表征

123456aa · 发表于 2022-4-3 12:51:37

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雅宝题库解析：
导弹的飞行速度越高，气动加热就越严重。新型高超声速导弹的飞行马赫数在5以上，气动加热使得天线罩的温度越来越高(1000℃以上)。为了保证天线罩内的仪器仪表能够正常工作，必须进行有效的热防护。在高温下辐射传热为主要传热机制，因此在理论上阻隔辐射传热就能够实现高温隔热效果。本文探索发展一种红外波段低透过功能涂层材料，满足超高声速、长时间巡航对天线罩材料的需求。本文主要研究内容主要包括：(1) 低辐射传热材料体系、结构的设计与制备首先依据理论优化预测结果，制备了SiO2@TiO2核壳结构粒子。用粒径在2~10μm，分散性良好的商业SiO2微球为核，利用钛酸丁酯(TBOT)水解，控制水解速度，最终在SiO2核表面包覆一层厚度为30~300nm的TiO2壳层。所得的核壳结构颗粒经550℃煅烧后，XRD分析表明TiO2转变为锐钛矿相。其次，制备二氧化硅涂层。在二氧化硅溶胶中加入粒径在30μm左右的二氧化硅颗粒作为支撑材料，大粒径二氧化硅颗粒的加入，可有效解决成膜过程中涂层容易开裂的题目。溶胶中加入2.5vol%、5vol%、7vol%和10vol%的不同壳层厚度的SiO2@TiO2核壳结构粒子，在石英玻璃基底上制备了厚度约50μm，致密、无脱落、无宏观裂纹的二氧化硅涂层。(2) 涂层材料隔辐射传热性能测试利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征涂层在常温下的隔红外辐射性能。设计并组装了能在1600℃下表征涂层隔热性能的测试设备，实现了涂层在高温下隔辐射传热的性能表征。室温下的红外测试结果表明，加入5vol%壳层厚度为50nm的SiO2@TiO2核壳填料的涂层比未加入核壳填料的涂层相比，可以减少大约20%的红外辐射量。高温下测试结果表明SiO2@TiO2核壳结构填料的加入能够提高涂层的隔辐射传热性能，例如，加入5vol%SiO2@TiO2核壳填料的涂层能减少近50%的热流量、使试样表背面温差值达近250℃。

抗热辐射涂层材料的制备与表征

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