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德国弗劳恩霍夫研究所开发新型低成本隔热和抗氧化涂层技术
2014-11-21
 
 
    [据本站综合报道]    气体和固体一样不能传导热量。空心或加气混凝土利用了这种称为“气相隔热”的效应,通过将空气封装在混凝土腔内达到热障。但是与保持房屋的暖和相比,气相隔热具有很大的潜能。若把气相隔热向涂层转移,这种效应也可被用于涡轮发动机和废物焚烧炉零部件的强热防护,而这种涂层厚度仅为几百微米。
 
    弗劳恩霍夫化学技术研究所的科学家以特别经济地方式将气相隔热用于涂层技术。科学家们设计了一种涂层,该涂层包含来自于连体氧化铝球的外部面涂层。这些球是中空的并填满了气体。当零件外侧经受1000℃的高温时,这些填充气体的球可将零件内侧的温度降低至600℃以下(弗劳恩霍夫化学技术研究所的科学家已在其实验室进行了验证)。由于燃气和蒸汽轮机用于产生能源,燃烧室、废物焚烧炉、温度传感器以及化工业和石化业中的反应器都要经受达1000℃以上的高温,有相当大的热防护需求。更为为显著的是,空心氧化铝球隔热层是基于常规的、经济的过程获得的。运营商仅需做简单的数学计算就能理解效益:常规的热障涂层技术多数是基于陶瓷材料,成本很高。科学家们改进过程最初旨在用于金属零部件的抗氧化。经过技术优化,这种涂层不仅保留了抗氧化性能而且还可隔热。底涂层由铝颗粒和金属零部件的相互作用而形成。通过在金属表面沉积铝粉,并在适当的温度下加热数小时形成底涂层。结果是零部件表面的富铝涂层在高温下可抗氧化。伴随着这种新的过程,空心氧化铝球作为面涂层也形成了。到目前为止,尚未有任何人利用这些球来生成其他的涂层。
 
    目前科学家们已完善了过程,因此他们能够生产所需厚度的两种涂层。这种方式可获得铝颗粒并将它们用一种黏性液体粘结剂来混合。这样会产生一种类似于涂层或泥浆的物质,然后,科学家们手工在金属零部件表面进行涂覆、喷射或刷。科学家们已经对铝颗粒的尺寸及尺寸分布,温度及加热持续时间,粘结剂的粘度进行了精确地调整。弗劳恩霍夫化学技术研究所是在欧洲PARTICOAT项目资金的资助下进行的,当前研究人员正在推进项目研究成果的实际应用,针对每一应用领域在不超过极限温度的情况下,涂覆更大的零部件。同时,研究人员正尝试着实现该技术整个涂覆过程的自动化。(北方科技信息研究所 苟桂枝)

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