[发明专利]一种耐高温高发射率封孔剂及其制备方法和封孔工艺

说明书

技术领域

本发明属于涂层封孔材料领域，具体涉及一种耐高温高发射率溶胶封孔剂及其制备方法 和封孔工艺。

背景技术

热喷涂陶瓷涂层是利用热源将熔融或半熔融状态的微粒以高速冲击到基体表面并相互 交错堆叠而形成的层状结构涂层。热喷涂陶瓷涂层由于其导热性不好，涂层太厚不仅会造成 涂层导热性能下降，而且会增加涂层的内部应力，降低涂层的使用性能，所以要求涂层越薄 越好。在对基体进行热喷涂时，由于高温熔融或半熔融粒子重叠不完全且粒子在凝固时体积 收缩相差较大，涂层中熔融粒子间必然会存在一定数量的孔隙，有些孔隙有利于改善涂层性 能，例如孔隙率的存在可以释放涂层结构中的应力，但在高温腐蚀环境下，尤其是通孔的存 在会造成环境介质通过孔隙直接与基体接触，造成基体高温氧化，形成的氧化物会使涂层发 生龟裂、剥落等现象，最终导致涂层热辐射率降低、使用寿命短，甚至失效。因此，为了解 决由于涂层孔隙造成的问题，必须对涂层进行封孔处理。

目前，研究人员主要采用封孔剂对涂层进行封孔处理，但是一般封孔剂存在晶化温度高、 致密度低、抗高温抗腐蚀性能差、降低涂层的热辐射性能、制备成本高、对环保不利等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种耐高温高发射率溶胶封孔剂及其制备方 法和封孔工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种耐高温高发射率溶胶封孔剂，其特征在于，是以硝酸镧、硝酸锶、硝酸铬和稀土氧 化物为前驱体，以去离子水为溶剂，以乙二醇为分散剂，以柠檬酸为胶凝剂，通过溶胶-凝胶 法制备得到。

上述方案中，所述硝酸镧、硝酸锶和硝酸铬的摩尔比为10～6:1～4:10；所述柠檬酸和乙二 醇的质量比为1:1～2；所述稀土氧化物的加入量为所述硝酸镧质量的5％～7％。

上述方案中，所述稀土氧化为为氧化镨和/或氧化铽。

上述方案中，所述溶胶封孔剂的粘度为0.2～0.5Pa.s。

一种耐高温高发射率溶胶封孔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将硝酸 镧、硝酸锶、硝酸铬分别研磨后溶入去离子水，加入稀土氧化物，先磁力搅拌后超声波震荡 得到混合液1；(2)将柠檬酸研磨后溶入乙二醇，磁力搅拌混匀后得到混合液2；(3)将混 合液1和混合液2混合后进行恒温搅拌，再经室温陈化后得到溶胶封孔剂。

上述方案中，所述恒温搅拌为在水浴80～90℃条件下恒温搅拌3～4h。

上述方案中，所述室温陈化的时间为1h～3h。

采用上述耐高温高发射率溶胶封孔剂的封孔工艺，具体包括如下步骤：(1)将待封孔的 试样进行表面处理后浸入到溶胶封孔剂中进行超声波浸渍提拉处理，随后对试样进行鼓风干 燥，重复超声波浸渍提拉处理1～3次；(2)将试样进行干燥处理，再进行热处理；(3)重复 步骤(1)和步骤(2)的操作2～3次。

上述方案中，所述超声波浸渍提拉处理的超声浸渍时间为40～60s，提拉的速度为30～40 mm/min。

上述方案中，所述干燥处理为：依次在50～60℃下干燥12～15h，在80～100℃下干燥8～10h， 在120～150℃下干燥6～8h。

上述方案中，所述热处理为：试样随炉升温至300～350℃保温10～15min，随后升温至 600～700℃保温10～15min，然后升温至800～900℃保温25～30min，升温速度为10℃/min，最 后随炉冷却至室温。

上述方案中，将待封孔的试样进行表面处理的具体方法为：将要封孔的试样放入丙酮中 用超声波清洗仪清洗，再用去离子水清洗，清洗后放入鼓风干燥箱中干燥，然后放在干燥器 中保存待用。

本发明的有益效果如下：本发明提供的封孔剂具有渗透性能良好、化学性能稳定、耐高 温并具有一定红外热辐射率，采用本发明提供的封孔剂对涂层试样进行封孔处理后，在 600～1100℃下测试其法向全发射率，全法向发射率为0.88～0.92，明显提高了涂层的使用性能。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不 仅仅局限于下面的实施例。

实施例1