热防护系统（TPS）是航天飞行器的重要结构,保护飞行器以高速穿越大气层时避免破坏与烧毁。本文以航天飞行器热防护系统为研究背景,在石英纤维增强石英复合材料表面制备高发射率红外辐射涂层,提高热防护系统的防隔热效率。本文以热膨胀系数较低的SiO₂为基料,Fe₂O₃、Cr₂O₃为主要辐射剂,MnO₂、Co₂O₃、NiO为高辐射添加剂,采用喷雾干燥法制备团聚粉末,运用等离子喷涂技术制备高发射率红外辐射涂层。通过探究确定了基料与主要辐射剂以及主要辐射剂之间的最佳比例,获得了既具有较高发射率,又具有优异抗热震性能的涂层体系。采用喷雾干燥方法制备的粉末,各组分之间仅为简单的物理粘结作用,需要对粉末进行焙烧,以获得良好高温稳定性和较高红外辐射率的尖晶石相。通过实验确定粉末的焙烧温度为1250℃,焙烧时间为半个小时。经喷雾干燥制备后的粉末在焙烧前后都呈球状,经过焙烧后粒径变大,流动性有所降低,但能够满足等离子喷涂工艺的要求。等离子喷涂后的涂层与焙烧粉末的高辐射相成分相同,都是混合尖晶石结构,但是尖晶石结构的结晶度降低。对于相同成分主要辐射剂只含有Cr₂O₃的A、B、C样品,涂层在3⁵μm波段发射率在0.71⁰.79之间;在1²2μm发射率较高,在0.80⁰.87之间;随着主要辐射剂Cr₂O₃含量的降低,涂层在短波段和全波段的发射率逐渐降低。对于相同成分主要辐射剂含有Cr₂O₃、Fe₂O₃两种成分的D、E、F样,涂层在3⁵μm波段发射率明显提高,在0.80⁰.83之间;在1²2μm发射率较高,在0.86⁰.88之间;随着Cr₂O₃与Fe₂O₃比例降低,涂层在短波段的发射率逐渐升高,但是升高幅度不大,在长波段的发射率则无明显差别。各成分的涂层发射率随着温度的升高均有一定程度的提高。制备的涂层具有良好的结合强度与抗热震性能。所有涂层样品中,B样与E样既具有较高发射率,又具有优异抗热震性能。