红外辐射涂料可广泛应用于工业窑炉或蓄热式换热设备中，能有效提高非稳态辐射传热速度，减少工业窑炉或蓄热式换热设备的能量消耗。为了能够研制出几种性能优异的红外辐射涂料，本研究采用高温烧结方法，分别得到了一种Al2O3-Cr2O3-TiO2系的红外辐射涂料，主要组成成分为MgAl2O4尖晶石的红外辐射涂料以及主要组成为MgAlCrO4尖晶石的红外辐射涂料。从微观层面深入探讨了影响涂料发射率的因素，并对红外辐射涂料进行了初步的应用研究工作。通过实验检测发现所得到的这几种涂料均具有优良的性能，且具有较高的使用价值。
本研究首先得到了一种Al2O3-Cr2O3-TiO2系红外辐射涂料。通过查阅国内外相关文献，我们以Al2O3、Cr2O3、TiO2为主要原料，并配以SiC和ZrO2，通过正交实验方法不断修改原料配比，最终得到了性能最佳的Al2O3-Cr2O3-TiO2系红外辐射涂料。该涂料本身所具有的发射率可以达到0.85左右，因此，所得涂料具有较高的实用价值。
此外，我们相继得到了另外两种主要组成成分为MgAl2O4尖晶石和MgAlCrO4尖晶石的红外辐射涂料。前者是以MgO与Al2O3为主要原料，以NiO为添加剂得到了一种主要组成为MgAl2O4尖晶石的红外辐射涂料，其发射率可以达到0.87左右；后者是以 MgO、Al2O3与Cr2O3为主要原料，以 NiO为添加剂，得到的一种主要组成为MgAlCrO4尖晶石的红外辐射涂料，该涂料本身也具有0.9以上的发射率，研究发现红外辐射涂料发射率的大小与涂料中尖晶石的含量直接相关。而在本组实验中我们发现 NiO在涂料中尖晶石的产生中起到了关键性的作用，可以说由于有NiO的加入才能够使涂料中产生如此多的尖晶石组分，当没有NiO加入时尖晶石产量很少，并且涂料发射率相对较低。因此 NiO本身也成为了影响涂料性能的最主要的因素。
随后，我们进一步研究了过渡金属氧化物促进涂料中尖晶石的产生所具有的普遍性。NiO作为过渡金属氧化物中的一种，为了探究过渡金属氧化物促进涂料中尖晶石的产生是否具有普遍性，以及寻找一种最佳的过渡金属氧化物，我们分别使用MnO、CoO、CuO和ZnO为添加剂来取代NiO，通过实验的不断探索发现，实验所选取的几种氧化物均能够有效的促进红外辐射涂料中尖晶石的产生，并且其中尤以C oO的促进作用最为明显。
最后，制备出了完整的具有较高使用价值的红外辐射涂料。在将所得的红外辐射涂料的基料制成真正的红外辐射涂料并喷涂到耐火材料表面以后，通过测试发现，材料表面发射率提高了28％达到了0.87左右；单位质量蓄热量增加值达到了32.75%，并且通过扫描电镜图片观察涂层与基体之间发生的反应并形成了一种复合材料，增强了涂料的粘附性能，并对耐火材料表面起到一定的保护左右，延长了耐火砖的使用寿命。
- 作 者：
- 李贤扬
- 学科专业：
- 材料工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 齐鲁工业大学
- 导师姓名：
- 王世峰
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
