Cr2O3-TiO2-Al2O3系高溫輻射節(jié)能涂料的研究.pdf

1、紅外輻射涂料可廣泛應(yīng)用于工業(yè)窯爐或蓄熱式換熱設(shè)備中，能有效提高非穩(wěn)態(tài)輻射傳熱速度，減少工業(yè)窯爐或蓄熱式換熱設(shè)備的能量消耗。為了能夠研制出幾種性能優(yōu)異的紅外輻射涂料，本研究采用高溫?zé)Y(jié)方法，分別得到了一種Al2O3-Cr2O3-TiO2系的紅外輻射涂料，主要組成成分為MgAl2O4尖晶石的紅外輻射涂料以及主要組成為MgAlCrO4尖晶石的紅外輻射涂料。從微觀層面深入探討了影響涂料發(fā)射率的因素，并對(duì)紅外輻射涂料進(jìn)行了初步的應(yīng)用研究工作。通過(guò)

2、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)所得到的這幾種涂料均具有優(yōu)良的性能，且具有較高的使用價(jià)值。
　　本研究首先得到了一種Al2O3-Cr2O3-TiO2系紅外輻射涂料。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，我們以Al2O3、Cr2O3、TiO2為主要原料，并配以SiC和ZrO2，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)方法不斷修改原料配比，最終得到了性能最佳的Al2O3-Cr2O3-TiO2系紅外輻射涂料。該涂料本身所具有的發(fā)射率可以達(dá)到0.85左右，因此，所得涂料具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　

3、　此外，我們相繼得到了另外兩種主要組成成分為MgAl2O4尖晶石和MgAlCrO4尖晶石的紅外輻射涂料。前者是以MgO與Al2O3為主要原料，以NiO為添加劑得到了一種主要組成為MgAl2O4尖晶石的紅外輻射涂料，其發(fā)射率可以達(dá)到0.87左右；后者是以 MgO、Al2O3與Cr2O3為主要原料，以 NiO為添加劑，得到的一種主要組成為MgAlCrO4尖晶石的紅外輻射涂料，該涂料本身也具有0.9以上的發(fā)射率，研究發(fā)現(xiàn)紅外輻射涂料發(fā)射率的大

4、小與涂料中尖晶石的含量直接相關(guān)。而在本組實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn) NiO在涂料中尖晶石的產(chǎn)生中起到了關(guān)鍵性的作用，可以說(shuō)由于有NiO的加入才能夠使涂料中產(chǎn)生如此多的尖晶石組分，當(dāng)沒(méi)有NiO加入時(shí)尖晶石產(chǎn)量很少，并且涂料發(fā)射率相對(duì)較低。因此 NiO本身也成為了影響涂料性能的最主要的因素。
　　隨后，我們進(jìn)一步研究了過(guò)渡金屬氧化物促進(jìn)涂料中尖晶石的產(chǎn)生所具有的普遍性。NiO作為過(guò)渡金屬氧化物中的一種，為了探究過(guò)渡金屬氧化物促進(jìn)涂料中尖晶石的產(chǎn)生

5、是否具有普遍性，以及尋找一種最佳的過(guò)渡金屬氧化物，我們分別使用MnO、CoO、CuO和ZnO為添加劑來(lái)取代NiO，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的不斷探索發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)所選取的幾種氧化物均能夠有效的促進(jìn)紅外輻射涂料中尖晶石的產(chǎn)生，并且其中尤以C oO的促進(jìn)作用最為明顯。
　　最后，制備出了完整的具有較高使用價(jià)值的紅外輻射涂料。在將所得的紅外輻射涂料的基料制成真正的紅外輻射涂料并噴涂到耐火材料表面以后，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，材料表面發(fā)射率提高了28％達(dá)到了0.87左