環保型耐超高溫無機鎢粉塗料

高性能推進劑的使用使得固體火箭發動機燃氣溫度也相應提高，這就要求所用材料必須具有高熔點、耐衝擊等性能。當溫度從常溫以大於2000°C /s的速度瞬間升高到3000°C以上時，產生極大的溫度梯度和熱應力，一般金屬材料很難承受火箭推進劑燃燒爆炸所產生的高能量燒蝕和燃燒物所產生的固體顆粒的強烈機械衝擊作用，如果燒蝕嚴重，將直接影響發動機的推力和效率，甚至失去工作能力。

採用塗層技術對金屬構件的超高溫防護具有重要意義，常用的塗層有難熔金屬及合金、難熔陶瓷材料、難熔碳化物、難熔硼化物和C/C複合材料等，但這些塗層技術的缺點是製備工藝複雜，對於大型、結構複雜的零部件施工困難。

一種環保型耐超高溫無機鎢粉塗料，成分如下：液態矽酸鹽占20〜60%，三聚磷酸鋁粉占3〜20%，釔穩定的氧化鋯粉(即Y2O3穩定的ZrO2,簡稱YSZ粉)占5〜50%，金屬鎢粉占5〜50%，碳化鈦粉占5〜30%，鋅粉占5〜25%；其中，液態矽酸鹽為矽酸鉀、矽酸鈉或二者混合物的水溶液，溶液中矽酸鹽的重量百分含量為30〜40%；以蒸餾水為溶劑調節塗料的粘度，蒸餾水與上述物質的重量比例為1: (4〜10)。

製備方法：
1.將三聚磷酸鋁粉、YSZ粉、金屬鎢粉、碳化鈦粉和鋅粉充分混合；
2.邊攪拌邊將上述均勻混合後的混合物加入液態矽酸鹽中，充分攪拌；
3.再加入蒸餾水，蒸餾水與上述充分混合後的混合物重量比例為1: (4〜10)，在攪拌機中以1500〜2500rpm的轉速攪拌5〜30分鐘後，經200目篩網過濾後即得到塗料。

應用：
1.採用噴塗、刷塗或浸塗的方式在經過噴砂處理的金屬零部件表面製備塗層，塗層在100〜200°C的高溫爐中固化0.5〜2h，一道塗層厚度為80〜200 y m，根據需要可進行一道或一道以上多道塗裝。
2.以矽酸鹽為成膜物，使用彌散分佈的鎢粉和碳化鈦實現塗層的耐超高溫性能。氧化鋯具有較好的耐高溫性能的同時還具有低的熱導率進而降低基體溫度的作用，另一方面由於其膨脹係數較大，彌補了矽酸鹽塗層的低膨脹係數，使塗層能夠適應金屬的熱膨脹而不發生剝落等破壞。
3.適用于運行於超高溫環境中的金屬構件，採用噴塗或刷塗或浸塗的方式在經過噴砂處理的金屬構件表面製備塗層，塗層固化後，經4倍音速的超音速火焰測試5min後，塗層完好，金屬基體得到了有效防護。
4.塗料具有耐超高溫、無毒、無污染、環保等特性，適用于運行於超高溫環境中金屬構件的防護。

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