[发明专利]一种高温散斑及其可调控制备方法

权利要求书

1.一种高温散斑的可调控制备方法，其特征在于，所述可调控制备方法包括以下步骤：

1)优化散斑尺寸和散斑分布；

2)根据优化的优化散斑尺寸和散斑分布制备具有散斑图样的散斑模版，散斑模版上凸起的位置为散斑所在点，通过控制散斑模板上的散斑图样，从而调控散斑尺寸和散斑分布；

3)提供需要制备散斑的试件；

4)以硅酸钠溶液为基体，在硅酸钠溶液中加入二氧化硅粉末和辅助添加剂粉末，形成混合液；

5)将混合液升温加热，同时搅拌混合液，使得混合液各组分混合均匀，同时使其中的气泡逸出；

6)将混合液置于真空箱中抽真空，使混合液中的气泡进一步逸出；

7)从真空箱中取出混合液，将散斑模版上具有散斑图样的一面面向混合液平铺在混合液上，保持混合液浸没高度不超过散斑模版的凸起位置高度的一半；

8)散斑模版上蘸有混合液后，将其整体抬起并转移到试件的表面，将混合液印到试件上，得到初始散斑；

9)将带有初始散斑的试件置于加热装置中梯次升温进行固化；

10)固化后取出，冷却至室温，从而在试件的表面得到耐高温、粘附性强且经人工调控分布的散斑；经过加热搅拌、抽真空以及梯次升温处理后，能够有效降低散斑鼓泡现象的产生。

2.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤1)中，根据散斑质量评估参数，优化散斑尺寸和散斑分布；散斑质量评估参数采用散斑图自相关曲线，通过自相关曲线的半高宽用来估计散斑尺寸，或者采用平均灰度梯度值MIG。

3.如权利要求2所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤1)中，采用平均灰度梯度δ_f来评估散斑质量，其计算公式为：

其中，W和H分别代表相机所拍摄的带有散斑图样的试件表面的图像的宽度和高度；而为局部灰度梯度向量的模；f_x(x_i,y_j)，f_y(x_i,y_j)分别为像素点(x_i,y_j)处沿x方向和y方向灰度梯度。

4.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤2)中，散斑模版的材料采用树脂或橡胶；散斑模版的制备采用机械加工或3D打印技术。

5.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤3)中，将试件加工至所需尺寸，利用不同目数的砂纸对试件涂覆散斑一侧表面进行交叉打磨，后用酒精将试件的表面擦拭干净并干燥；根据试件的尺寸及表面粗糙度确定砂纸目数，目数为600～1000目。

6.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤4)中，辅助添加剂采用氧化铝、二氧化钛和硅酸镁的混合试剂；二氧化硅粉末、氧化铝粉末、二氧化钛粉末、硅酸镁粉末颗粒大小均在200目以上；硅酸钠溶液与二氧化硅粉末的质量比为1:1.2～1.5；辅助添加剂为耐高温的碱金属氧化物，质量比占总质量的10％以内。

7.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤5)中，加热混合液的温度为80℃～100℃，搅拌混合液的时间为3min～8min。

8.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤6)中，真空箱中抽真空的时间为5min～10min。

9.如权利要求1所述的可调控制备方法，其特征在于，在步骤9)中，梯次升温进行固化的顺序为：40℃～50℃恒温固化1h～1.5h，然后升温至100℃～120℃恒温固化1h以上。

10.一种高温散斑，其特征在于，所述高温散斑包括：硅酸钠Na₂SiO₃、二氧化硅SiO₂和辅助添加剂；其中，以硅酸钠溶液为基体，在硅酸钠溶液中加入二氧化硅粉末和辅助添加剂粉末，高温加热并搅拌形成混合液；混合液制备在试件的表面，经加热固化形成散斑；硅酸钠溶液与二氧化硅粉末的质量比为1:1.2～1.5；辅助添加剂为耐高温的碱金属氧化物，质量比占总质量的10％以内。