本發(fā)明涉及電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種在電網(wǎng)運(yùn)行管理中自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度變化的紅外涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：熱傳遞主要有傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射三種方式，其中熱輻射一般是以電磁波的方式進(jìn)行傳遞，波長(zhǎng)在0.76～1000μm之間的電磁波又稱紅外線(通常稱為熱輻射線)。紅外輻射涂料(即熱輻射涂料)是一種具有足夠強(qiáng)度且紅外發(fā)射率高的材料。紅外輻射涂料技術(shù)的發(fā)展源于航天飛行器熱障涂層材料技術(shù)。其原理是根據(jù)材料內(nèi)部的分子振動(dòng)引起偶極矩變化而產(chǎn)生紅外輻射的變化。分子振動(dòng)時(shí)，對(duì)稱性越低，偶極矩變化越大，其紅外輻射就越強(qiáng)。紅外輻射涂料的節(jié)能原理就是提高被加熱表面的吸收率，增大輻射能傳遞比例。目前，該類高發(fā)射率紅外輻射材料主要應(yīng)用于軍事、節(jié)能、環(huán)保、醫(yī)療、保健等領(lǐng)域。20世紀(jì)發(fā)生的兩次世界能源危機(jī)，使能源嚴(yán)重缺乏的日本在世界上率先開展對(duì)紅外輻射材料的大規(guī)模研究。到80年代初，歐美等國(guó)家對(duì)紅外輻射材料的研究也具備了很高的水平。此后我國(guó)也開始了對(duì)紅外輻射材料的探索與研究。紅外輻射技術(shù)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是研究具有足夠強(qiáng)度且紅外發(fā)射率高的材料。SiC材料是在遠(yuǎn)紅外實(shí)效區(qū)2.5～25μm全波段內(nèi)紅外發(fā)射率較高的材料，已被作為制備高溫紅外涂料的主要原料之一。研究材料的輻射機(jī)理發(fā)現(xiàn)，除了化學(xué)成分、化學(xué)鍵特性對(duì)紅外輻射產(chǎn)生影響外，物體的紅外輻射特性還與晶體結(jié)構(gòu)類型以及晶格中存在的缺陷、雜質(zhì)的狀況緊密相關(guān)。通過化學(xué)摻雜、材料晶格畸變的途徑可以改善材料的紅外發(fā)射率。就SiC材料而言，在材料中進(jìn)行適量的Al摻雜可改變自由載流子與雜質(zhì)輻射帶的波長(zhǎng)位置，可提高材料在短波區(qū)的紅外發(fā)射率，也能使材料在寬波段范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)良的紅外輻射性能。在SiC材料中摻入與Si離子半徑相近的Al離子，一方面使Al離子與Si離子間形成有效的摻雜效應(yīng)，導(dǎo)致物體晶格周期性的破壞，晶體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，使晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性降低，從而引起極化，促進(jìn)紅外輻射的發(fā)射或吸收；另一方面，由于離子半徑相近，Al摻雜離子很容易以某種配位形式占據(jù)Si離子的結(jié)構(gòu)位置，導(dǎo)致材料內(nèi)部失去電價(jià)平衡，在有些地方富集正電荷，而有些地方則富集空穴，稱之為缺陷，這些缺陷的形成可有效改善SiC材料在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外發(fā)射率。紅外輻射涂料具有穿透力強(qiáng)，輻射傳熱快，將其用于散熱器裝置表面可以強(qiáng)化散熱器裝置表面的熱輻射效能，從而提高散熱設(shè)備的效率。目前在電網(wǎng)運(yùn)行中，由于各種電路設(shè)備過熱引發(fā)的供電事故層出不窮，在電網(wǎng)運(yùn)行中采用紅外監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)重點(diǎn)部件的表面溫度，以預(yù)防和減少供電事故的發(fā)生一種自動(dòng)化程度高、簡(jiǎn)單有效的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)方法。但是目前國(guó)內(nèi)外很少有電網(wǎng)運(yùn)行專用涂料的產(chǎn)品。電網(wǎng)運(yùn)行專用紅外涂料需要解決的技術(shù)問題主要有發(fā)射率較低，涂層在低溫下紅外發(fā)射率低，波長(zhǎng)范圍較寬易受其他熱源干擾等問題。CN104403501A公開了一種電網(wǎng)運(yùn)行管理中紅外監(jiān)測(cè)用涂覆材料及其制備方法，由下述組分經(jīng)混合配制而成，所述各組分及其組分含量按質(zhì)量百分比計(jì)為：30份～40份的環(huán)氧樹脂，30份～40份三氧化鋁粉末，5份～10份二乙烯三胺，5份～10份石墨粉，5份～10份碳纖維，30份～50份溶劑組成。使得物體表面具有高發(fā)射率，并且發(fā)射率統(tǒng)一、溫度超過設(shè)定值后會(huì)明顯變色的電網(wǎng)運(yùn)行管理中紅外監(jiān)測(cè)涂覆材料及其制備方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中紅外涂層低溫發(fā)射率低，波長(zhǎng)范圍寬易于受到干擾的不足，提供一種電網(wǎng)運(yùn)行管理中紅外監(jiān)測(cè)用涂覆材料，該涂料具有70℃以上紅外發(fā)射率達(dá)到0.92-0.96，且發(fā)射波長(zhǎng)控制在50-110μm。從而實(shí)現(xiàn)及早預(yù)警以及減少自然環(huán)境中的紅外線干擾的特點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)碳化硅發(fā)射材料進(jìn)行改性，增加了添加劑納米二氧化硅、納米氧化鋁和納米氧化釔，由于二氧化硅可以與氧化鋁和氧化釔形成釔鋁硅酸鹽液相，液相的存在為原子快速擴(kuò)散提供了通道，從而促進(jìn)了涂層的致密化，從而使得制備出的涂層更接近理論密度，此外二氧化硅和氧化釔的加入有助于涂層的發(fā)射波長(zhǎng)向遠(yuǎn)紅外方向遷移。本發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳化硅粒徑保持在微米級(jí)，而二氧化硅、氧化鋁和氧化釔為納米級(jí)時(shí)，制備出的涂層可以將涂層發(fā)射波長(zhǎng)控制在一定范圍內(nèi)，并且保持比較高的發(fā)射率。相反如果將所有陶瓷原料組分處理的過細(xì)，如都達(dá)到納米級(jí)，則會(huì)導(dǎo)致粉末團(tuán)聚現(xiàn)象更加明顯，不利于發(fā)射波長(zhǎng)的控制；如果將所有物料顆粒都保持在微米級(jí)別，則制備出的陶瓷會(huì)又會(huì)存在氣泡較多，晶粒分布不均，不利于提高涂層的發(fā)射率。一種電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)用紅外涂料，包括以下組分：粉末輻射料、粘結(jié)料，助劑、溶劑和分散劑，其中所述輻射料包括碳化硅粉末30-40份，二氧化硅10-15份，氧化鋁5-10份，氧化釔10-30份，二氧化錳5-10份，氧化鐵5-10份；其中所述碳化硅的平均粒徑是1-10μm，優(yōu)選是1-3μm；二氧化硅、氧化鋁和氧化釔的平均粒徑是10-500nm，優(yōu)選是100-300nm。所述輻射料的質(zhì)量占涂料總質(zhì)量的20-50wt％；所述粘結(jié)料的質(zhì)量占涂料總質(zhì)量的10-30wt％，助劑的質(zhì)量占涂料總質(zhì)量的5-15wt％、溶劑的質(zhì)量占涂料總質(zhì)量的40-60wt％和分散劑的質(zhì)量占涂料總質(zhì)量的0.1-2wt％。所述粘結(jié)料是水玻璃，無定形硅鋁或鋁溶膠中的一致或多種。所述助劑是鈉或鉀的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽中的一種或多種。所述溶劑是乙二醇、乙醇、甲醇、丙二醇、丙醇、丁醇中的一種。所述分散劑是烷基苯磺酸鈉、萘磺酸鹽、脂肪酸磺烷基酯中的一種。所述涂料中還包括占涂料總質(zhì)量1-5wt％的流平劑，所述流平劑是環(huán)氧樹脂或聚丙烯酰胺中的一種。一種電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)用紅外涂料的制備方法，包括以下步驟：a)按比例將粉末輻射料、粘結(jié)料和助劑按比例混合，制成固相混合物；b)按比例將助劑、溶劑和分散劑混合，制成液相混合物；c)將固相混合物和液相混合物充分混合均勻，得到所述涂料。一種紅外涂料用于電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的用途，其特征在于所述涂料涂敷在基質(zhì)上以后，經(jīng)過300-500攝氏度的煅燒。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1：輻射料的30重量份；所述無定形硅鋁10重量份，氫氧化鉀的重量份5wt％、乙二醇40重量份、萘磺酸鹽0.5重量份，環(huán)氧樹脂3重量份。其中輻射料的組成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化鋁5份，氧化釔10份，二氧化錳5份，氧化鐵5份；其中所述碳化硅的平均粒徑是6μm；二氧化硅、氧化鋁和氧化釔的平均粒徑是76nm。實(shí)施例2：輻射料的50重量份；所述鋁溶膠10重量份，碳酸鈉的重量份5wt％、乙醇60重量份、萘磺酸鹽0.2重量份。其中輻射料的組成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化鋁5份，氧化釔10份，二氧化錳10份，氧化鐵8份；其中所述碳化硅的平均粒徑是5μm；二氧化硅、氧化鋁和氧化釔的平均粒徑是113nm。對(duì)比例1：輻射料的30重量份；所述無定形硅鋁10重量份，氫氧化鉀的重量份5wt％、乙二醇40重量份、萘磺酸鹽0.5重量份，環(huán)氧樹脂3重量份。其中輻射料的組成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化鋁5份，氧化釔10份，二氧化錳5份，氧化鐵5份；其中所述碳化硅的平均粒徑是6μm；二氧化硅、氧化鋁和氧化釔的平均粒徑是10μm。對(duì)比例2：輻射料的30重量份；所述無定形硅鋁10重量份，氫氧化鉀的重量份5wt％、乙二醇40重量份、萘磺酸鹽0.5重量份，環(huán)氧樹脂3重量份。其中輻射料的組成是碳化硅粉末30份，氧化鋁5份二氧化錳5份，氧化鐵5份；其中所述碳化硅的平均粒徑是6μm；二氧化硅、氧化鋁和氧化釔的平均粒徑是76nm。針對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例制得的涂料進(jìn)行檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)如下：100℃時(shí)全向發(fā)射率發(fā)射波長(zhǎng)(μm)附著力涂層煅燒溫度實(shí)施例10.9161-961500實(shí)施例20.9160-1061450對(duì)比例10.803-1580500對(duì)比例20.822-180500以上僅是本發(fā)明的實(shí)施范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡是采用本領(lǐng)域公知的等同替換或等同交換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3