紅外輻射材料及其聚合物基復(fù)合涂層的制備研究.pdf

1、本實驗用高分子粉末作粘結(jié)劑，采取比較簡便的篩涂工藝，在烘箱中通過低溫固化制得了紅外復(fù)合涂層。通過對紅外粉不同種類、不同制備工藝、不同加入量等的調(diào)試，在較低成本的條件下制備出具有較高紅外發(fā)射率的復(fù)合涂層，這在當(dāng)前無論是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中、科學(xué)研究中，還是日常生活中都具有一定的現(xiàn)實意義。 論文分析了紅外輻射機理，根據(jù)基爾霍夫定律，反射率+吸收率+透射率=100％，處于某一溫度下的材料的吸收率與發(fā)射率相等。故對于試樣的紅外發(fā)射性能，可以通過

2、試樣的紅外吸收光譜或紅外發(fā)射光譜曲線的上下移動、某些波段和某些峰值的變化來比較其紅外發(fā)射率的變化狀況。論文對不透明涂層的紅外反射光譜圖和粉末試樣的紅外吸收光譜圖進行了較詳細的研究，探討了其與材料紅外發(fā)射率之間的關(guān)系。 實驗首先對氧化物紅外發(fā)射粉料的制備進行了探索，從氧化物的選擇、復(fù)合手段、制備工藝等多方面進行試驗。結(jié)果表明，淺色配方紅外粉料中ZrO2與TiO2的不同配比對粉料的紅外發(fā)射率有一定的影響，但影響不很大；ZrO2和Ti

3、O2按一定配比混合煅燒后得到的鋯鈦燒結(jié)體紅外發(fā)射率比ZrO2和TiO2的簡單混合粉有較大幅度的提高。深色配方紅外粉料煅燒后由棕紅色變?yōu)楹谏?，生成了強磁性鐵氧體；煅燒后試樣在2200～750cm-1波段的紅外吸收明顯增強，從提高其紅外輻射性能來說，此配方的最佳燒成溫度為1220℃。 其次，實驗采用兩種方案將堇青石材料和高發(fā)射率鐵氧體進行復(fù)合：第一種方案是將鐵氧體生料和堇青石生料按比例混合，然后煅燒制得鐵氧體和堇青石的復(fù)合體；第二種

4、方案是先分別合成鐵氧體和堇青石的熟料，然后將鐵氧體熟料和堇青石熟料混合，再次煅燒制得鐵氧體和堇青石的復(fù)合體。結(jié)果表明，用滑石、蘇州土、工業(yè)三氧化二鋁合成堇青石的燒成溫度在1350℃左右；用鐵氧體和堇青石的生料或熟料復(fù)合以后，復(fù)相燒結(jié)體的全波段紅外吸收率均得到了一定程度的提高；生料配方中鐵氧體生料和堇青石生料的不同配比對產(chǎn)物紅外性能的影響分波段不同；在生料和熟料配方中，鐵氧體占10％時試樣的紅外吸收率較高，這一規(guī)律二者相同；從整體紅外波段

5、來看，在煅燒之前，熟原料的紅外吸收率遠遠高于生原料；在煅燒之后，熟料燒成試樣的紅外吸收率在1500cm-1～400cm-1波段高于生料燒成試樣；堇青石-鐵氧體復(fù)合粉與單純的堇青石相比，在4000～1250cm-1波段紅外吸收率明顯提高；在工業(yè)常用的粒度范圍內(nèi)，所制粉料的顆粒度對其紅外發(fā)射率基本沒有影響。 最后，實驗對高發(fā)射率紅外復(fù)合涂層的制備進行了研究。用高分子粉末作粘結(jié)劑，對涂層的制備工藝進行了摸索；從涂層表面的微觀結(jié)構(gòu)來看，

6、無機粉料的部分外露增大了涂層的表面粗糙度，這有利于涂層紅外發(fā)射率的提高；從涂層斷面的微觀結(jié)構(gòu)來看，無機粉料在涂層內(nèi)層和外層的分布以及結(jié)合緊密程度是不一樣的；實驗對紅外粉用量、組成、測試溫度等與紅外發(fā)射率的關(guān)系進行了研究，較詳細分析了所設(shè)計配方涂層的紅外反射光譜和紅外吸收光譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一定溫度下，樣片紅外發(fā)射率隨試樣中紅外粉料含量的增加而增大，但超過一定限度不再增大，復(fù)合涂層中紅外粉料的最佳加入量應(yīng)在10～15％之間；用自制紅外粉料制