氧化硼复合镍铬氧化物涂层的制备与红外性能研究
发布时间：2021-01-31 02:23
高红外发射率涂层因其在节能环保领域具有较高的应用价值而受到国内外诸多研究者的关注。目前国内外对于高红外发射率材料的研究主要集中在尖晶石型、堇青石型、钙钛矿型以及多金属复合体系等领域。材料的复合是一种有效的提升材料性能的方法,除了引起掺杂效应外,还有可能生成与原体系完全不同类型的新型材料。本文在镍铬氧化物体系（Cr2O3和NiO）中添加氧化硼进行复合,通过旋转喷雾造粒制备团聚的复合粉末后于1400℃的高温马弗炉中焙烧得到晶型为硼镁铁矿（ludwigite）的Ni2Cr（BO3）O2材料。利用大气等离子喷涂（APS）设备将制备的Ni-2Cr（BO3）O2陶瓷粉末喷涂至316L不锈钢基片上得到高红外发射率涂层,并对涂层进行性能测试与分析。结果表明,氧化硼复合镍铬氧化物涂层（Ni2Cr（BO3）O2涂层）在2.5-25μm波段的红外发射率相比原镍铬体系涂层...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验流程图
14胶体磨研磨后的料浆迅速转移至喷雾干燥塔，利用送料泵将料浆送入高速旋转的雾化盘。料浆液滴在雾化盘作用下雾化，雾化小液滴中水分在干燥塔中蒸发并从干燥塔上方被热空气带走、固体物质团聚成微小颗粒从干燥塔下方出口被收集。干燥塔上方引风口温度为180-200℃，下方进风口温度为70-80℃。团聚后的粉末过40-63μm筛，粉末太大易堵塞喷涂管道，太小由于质量不够，喷涂过程中动量不足，不能与基体良好结合。过筛后的粉末置于1400℃马弗炉中焙烧5h便可得到Ni2Cr(BO3)O2陶瓷粉末。陶瓷粉末的具体制备流程见图2-1。图2-1陶瓷粉末的制备流程Fig.2-1Thepreparationprocessofceramicpowder2.2氧化硼复合镍铬氧化物粉末的测试与表征方法(1)陶瓷粉末的流动性与松装密度的测定以一定量的粉末流过规定孔径的标准漏斗所需要的时间来描述粉末的流动性，通常使用的粉末质量为50g，单位为s·(50g)-1，其数值越小表明粉末的流动性越好。在测定粉末的流动性的同时，使粉末从标准漏斗中自由落下填满某一固定容积的容器后称量容器内粉末质量得到松装密度，单位为g/mL，其数值越大表明粉末的松装密度越大。本论文中流动性和松装密度的测定使用的是瑞柯仪器(宁波)有限公司生产的FL4-1型霍尔流量计/松装密度仪，测试标准为GB/T1482-2010。(2)陶瓷粉末的TG-DSC分析TG(ThermogravimetricAnalysis)指的是热重分析，描述在程序控制温度下样品质量与温度关系；DSC(DifferentialScanningCalorimetry)指的是示差量热扫描分析，描述在程序控制温度下样品和参比物的功率差与温度的关系。TG-DSC分析是研究材料的热稳定性能、相转变温度、相热焓变的有效方法。本论文中陶瓷粉末的TG-DSC分析使用的是德国耐驰集团生产的STA449F3型综合热分析仪，测试氛围为大气氛围?
182.3.4陶瓷粉末的SEM分析利用扫描电子显微镜分别观察了焙烧前后粉末的整体形状和表面形貌，SEM图像见图2-4。对比图2-4中的(a)图和(c)图，焙烧前粉末粒径在40-60μm之间，粉末成球度较好，由于粘结剂的存在表面较为密实；焙烧后粉末中的粘结剂发生分解、粉末内物质发生反应导致焙烧后粉末出现收缩与坍陷，球形度降低，表面变得更加粗糙，粉末粒径也有所降低[39]。这也解释了2.3.1节中粉末流动性降低、松装密度升高的原因。(a)焙烧前粉末放大2000倍SEM图(b)焙烧前粉末表面放大5000倍SEM图(c)焙烧后粉末放大2000倍SEM图(d)焙烧后粉末表面放大5000倍SEM图图2-4焙烧前后粉末SEM图像Fig.2-4TheSEMimagesofpowderbeforeandaftercalcining焙烧前粉末中的各种原料在高温焙烧过程中发生化学反应生成新的物质，粉末表面形貌也由图2-4中的(b)图转变为(d)图。对比图2-4中的(b)图和(d)图，焙烧后粉末的表面出现了许多长条状晶体，在这些长条状晶体后面有少许块状晶体。根据前人的研究结论，Ni2Cr(BO3)O2晶体形貌呈长条状[38,39]，而NiCr2O4晶体形貌呈块状[46]。结合粉末所用原料和比例以及2.3.3节中的XRD分析，可
本文编号：3010040
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验流程图
14胶体磨研磨后的料浆迅速转移至喷雾干燥塔，利用送料泵将料浆送入高速旋转的雾化盘。料浆液滴在雾化盘作用下雾化，雾化小液滴中水分在干燥塔中蒸发并从干燥塔上方被热空气带走、固体物质团聚成微小颗粒从干燥塔下方出口被收集。干燥塔上方引风口温度为180-200℃，下方进风口温度为70-80℃。团聚后的粉末过40-63μm筛，粉末太大易堵塞喷涂管道，太小由于质量不够，喷涂过程中动量不足，不能与基体良好结合。过筛后的粉末置于1400℃马弗炉中焙烧5h便可得到Ni2Cr(BO3)O2陶瓷粉末。陶瓷粉末的具体制备流程见图2-1。图2-1陶瓷粉末的制备流程Fig.2-1Thepreparationprocessofceramicpowder2.2氧化硼复合镍铬氧化物粉末的测试与表征方法(1)陶瓷粉末的流动性与松装密度的测定以一定量的粉末流过规定孔径的标准漏斗所需要的时间来描述粉末的流动性，通常使用的粉末质量为50g，单位为s·(50g)-1，其数值越小表明粉末的流动性越好。在测定粉末的流动性的同时，使粉末从标准漏斗中自由落下填满某一固定容积的容器后称量容器内粉末质量得到松装密度，单位为g/mL，其数值越大表明粉末的松装密度越大。本论文中流动性和松装密度的测定使用的是瑞柯仪器(宁波)有限公司生产的FL4-1型霍尔流量计/松装密度仪，测试标准为GB/T1482-2010。(2)陶瓷粉末的TG-DSC分析TG(ThermogravimetricAnalysis)指的是热重分析，描述在程序控制温度下样品质量与温度关系；DSC(DifferentialScanningCalorimetry)指的是示差量热扫描分析，描述在程序控制温度下样品和参比物的功率差与温度的关系。TG-DSC分析是研究材料的热稳定性能、相转变温度、相热焓变的有效方法。本论文中陶瓷粉末的TG-DSC分析使用的是德国耐驰集团生产的STA449F3型综合热分析仪，测试氛围为大气氛围?
182.3.4陶瓷粉末的SEM分析利用扫描电子显微镜分别观察了焙烧前后粉末的整体形状和表面形貌，SEM图像见图2-4。对比图2-4中的(a)图和(c)图，焙烧前粉末粒径在40-60μm之间，粉末成球度较好，由于粘结剂的存在表面较为密实；焙烧后粉末中的粘结剂发生分解、粉末内物质发生反应导致焙烧后粉末出现收缩与坍陷，球形度降低，表面变得更加粗糙，粉末粒径也有所降低[39]。这也解释了2.3.1节中粉末流动性降低、松装密度升高的原因。(a)焙烧前粉末放大2000倍SEM图(b)焙烧前粉末表面放大5000倍SEM图(c)焙烧后粉末放大2000倍SEM图(d)焙烧后粉末表面放大5000倍SEM图图2-4焙烧前后粉末SEM图像Fig.2-4TheSEMimagesofpowderbeforeandaftercalcining焙烧前粉末中的各种原料在高温焙烧过程中发生化学反应生成新的物质，粉末表面形貌也由图2-4中的(b)图转变为(d)图。对比图2-4中的(b)图和(d)图，焙烧后粉末的表面出现了许多长条状晶体，在这些长条状晶体后面有少许块状晶体。根据前人的研究结论，Ni2Cr(BO3)O2晶体形貌呈长条状[38,39]，而NiCr2O4晶体形貌呈块状[46]。结合粉末所用原料和比例以及2.3.3节中的XRD分析，可
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