139 / 2022-09-18 14:25:49

镍基高温合金表面硅化物改性铬酸镧复合涂层制备与辐射隔热性能

铬酸镧；硅化物；复合涂层；热导率；发射率

针对高速飞行器金属热防护系统用耐高温辐射/隔热热防护涂层的需求，采用大气等离子喷涂设计制备出以铬酸镧为底层、硅化物(MoSi₂、SiC和SiBx)改性铬酸镧为外层的双层复合涂层，揭示涂层的组织结构与发射率、热导率的构效关系。结果表明，复合涂层在室温下1-14μm波段的平均发射率高于0.81；在1-3μm短波段的平均发射率高于0.86。当温度从300°C升至1200°C时，在3-14μm波段的发射率保持在0.8以上；特别在1-3μm短波段，温度升至1200°C时，其平均发射率值仍高于0.76。复合涂层在1-3μm波段的高发射率归因于硅化物陶瓷中的电子跃迁吸收，而3-14μm的高发射率主要和Si-M(M=B、C和Mo)键的离子振动吸收有关。复合涂层在1200°C时1-14μm波段的综合发射率高于0.75。同时，由于多界面热阻和强热声子散射作用使得涂层的在1000°C的综合热导率低于1.5W/(m∙K)，具有优异的隔热与热辐射散热综合性能。