一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112194507A(43)申请公布日2021.01.08(21)申请号202010996497.2(22)申请日2020.09.21(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人乔冠军于刘旭刘桂武张相召刘军林杨建邵海成(51)Int.Cl.C04B41/87(2006.01)C04B35/10(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种光热涂层及其制备方法，特别是抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层及其制备方法。制备方法包括:(1)固相法合成宽光谱高吸收陶瓷粉体；(2)氧化铝陶瓷衬底预处理；(3)调制陶瓷粉体浆料；(4)在氧化铝基板正反两面涂敷陶瓷浆料；(5)在空气气氛炉中高温烧结制备多孔陶瓷涂层。该制备方法工艺简便、成本低，利用该方法制备的多孔陶瓷涂层为具有微米级大孔的网络多孔结构，在涂层和衬底之间形成一定厚度的过渡层，在0.3‑14μm波段范围内吸收率平均在92％以上，且耐高温、抗热震，可广泛应用于激光能量计、激光功率计、红外传感器、热辐射探测器等光热转换领域的元器件。CN112194507ACN112194507A权利要求书1/1页1.一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层，其特征在于，所述抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层为网状多孔掺杂铬酸镧陶瓷光热涂层，光热涂层呈现均匀网络多孔结构，其孔为微米级大孔，涂层厚度为10～35μm，涂层和氧化铝衬底之间有5～15μm厚，含铬、铝和氧元素的过渡层；所述光热涂层在0.3～14μm波段范围内平均吸收率为92～94％。2.如权利要求1所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)固相法合成制备宽光谱高吸收掺杂铬酸镧粉末；(2)氧化铝陶瓷衬底预处理：将氧化铝陶瓷衬底双面磨平、抛光、清洗、烘干备用；(3)调制陶瓷粉体浆料：将松油醇与乙基纤维素按一定重量比称量、混合，并在一定水浴温度下磁力搅拌至澄清，形成粘结剂；然后将掺杂铬酸镧粉末、粘结剂、稀释剂、分散剂按一定配比进行磁力搅拌以均匀分散，调制成浆料；(4)在氧化铝基板正反两面涂敷陶瓷浆料；(5)在空气气氛炉中高温烧结制备多孔陶瓷涂层：将正反两面涂覆好的陶瓷衬底干燥后置于空气气氛炉中悬空高温烧结，即在氧化铝陶瓷衬底正反两面烧结形成多孔掺杂铬酸镧陶瓷光热涂层。3.如权利要求2所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，固相法合成制备宽光谱高吸收掺杂铬酸镧粉末的具体步骤如下：按一定摩尔比称取氧化镧、碳酸钙和氧化铬粉末，或按一定摩尔比称取氧化镧、碳酸钙、氧化铬和氧化铁粉末，然后置于球磨罐中用乙醇进行混料、球磨，待干燥后进行固相烧结，并将烧结产物球磨36h，再干燥过400目筛，得到掺杂铬酸镧粉末。4.如权利要求3所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，球磨工艺，玛瑙球、氧化物以及碳酸钙粉体和无水乙醇的质量比为3:1:1；固相烧结工艺为：烧结温度1200～1500℃，保温时间1～4h；得到的掺杂铬酸镧粉末为A位Ca掺杂铬酸镧或A位Ca和B位Fe共掺杂铬酸镧，其中Ca掺杂量为0.3～0.6，Fe掺杂量0～0.1。5.如权利要求2所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，清洗指将氧化铝陶瓷衬底依次置于5mol/L氢氧化钠溶液、去离子水、1mol/L稀硝酸溶液、去离子水、丙酮、去离子水中各超声清洗30min，烘干指置于干燥箱80℃中烘干备用。6.如权利要求2所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，松油醇与乙基纤维素重量比为10:1，水浴温度80～90℃；分散剂为司班85(Span-85)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，稀释剂为无水乙醇；掺杂铬酸镧粉末、粘结剂、稀释剂、分散剂的配比为：掺杂铬酸镧粉末与粘结剂重量比为0.5～1:1，分散剂占粘结剂重量的1～5％，稀释剂与粘结剂体积比为1～1.5:1。7.如权利要求2所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，利用丝网印刷工艺将上述浆料涂覆在预处理好的氧化铝陶瓷衬底的正反两面。8.如权利要求2所述的一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，高温烧结工艺为：烧结温度1400～1500℃，保温时间1～2h。2CN112194507A说明书1/6页一种抗高温热震、宽光谱高吸收的光热涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种光热涂层及其制备方法