涂层的绝热性及检验方法介绍

1、涂层的绝热性

 

决定涂层绝热性能的主要因素是涂层材料本身的导热性,导热性越低,则绝热性能越好,此外,涂层的绝热性能还与涂层内分布的气孔和氧化物的大小、形状、数量有关,还与涂层的厚度以及涂层和基体面结合的结构有关,如果涂层是多孔质的,其绝热性会提高,但与此同时其耐热性和耐氧化性就会降低;如果增加涂层的厚度（相关仪器：测厚仪）,能提高涂层的绝热效果,但同时会降低涂层与基体面的结合性能,因此,在实际应用时,应根据不同的用途,正确控制和运用这些互为联系又互相矛盾着的性质,作为绝热材料,最有效的是陶瓷和金属陶瓷。

2、涂层绝热性的检验

 

测定涂层和涂层与基体边界的导热性,可以评定和检验涂层的绝热性,测定涂层的导热率需要一套专门的试验装置,包括几部分:对试样加热的热源装置;对加热试样的热流量进行测定的装置;试样的移动机构以及试样的温度测定和自动记录装置,,测定涂层导热率的方法有多种,以下为其中两种,,(1)如图11_7_9所示,对喷在圆棒(可用铝青铜材料)端部的涂层进行研磨加工,然后用经研磨加工后的相同直径的淬火钢棒端面与此圆棒的端面贴合,垂直压紧,再经加热线圈对棒的一端加热,用装配在圆棒各个位置上的热电偶测出棒上各点的温度,涂层部分的温度则通过移动热电偶接角出测定,其接角出点的位置,用游标显微镜确定,由测得的涂层两侧棒上的各点温度以及涂层部位各点的温度可以给出温度变化曲线,从而得出涂层的导热率,并由此来评定涂层的绝热性,,图11_7_10所示为淬火钢棒一碳钢涂层(厚4.3mm)一铝青铜棒各位置上的温度测定结果,由图中的曲线可以求出涂层中的温度梯度和涂层与基体边界部温度的不连续性,最终测定结果如表11_7_2所示,由表中结果可知,该涂层的导热率仅为碳钢导热率(0.46J/cm·s·K)的几分之一。

导热率测定

碳钢与气喷镀层的导热率与基体边界部的接点热阻

熔棒式气喷镀层的导热率

(2)除上述的以通电线圈作为加热热源的方法外,也可采用等离子喷枪或氧_乙快焰喷枪产生的高温火焰作为加热热源,将试样放在离喷嘴50~100mm处,试样与火焰中心垂直,也可成40°角,试验过程中保持操作条件恒定和定时检测热流量,试样温度变化的检测,是在试样的背面点焊或紧贴放置一个带底驴热电偶,温度可以在毫伏计上连续记录并绘成曲线,在火焰对试样加热过程中,测定试样温度随时间的变化,一旦达到稳定平衡,即停止试验,一般约需5分种,通过比较试样温度随时间变化的曲线来评定涂层的绝热性。（相关仪器：炉温跟踪仪）
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