铝硅合金表面导电型消杂光涂层的制备及其性能研究

发布时间：2021-05-07 14:02

　　铝硅合金具有低密度、低热膨胀系数以及良好的导热性能,是一种比较理想的航天器光机结构材料。保证星载探测器成像质量要求光机结构具有高太阳吸收率,同时航天器稳定在轨飞行又要求表面结构材料具有导电性,因此在铝硅合金表面制备导电型高太阳吸收率涂层具有广泛的应用价值。本论文将微弧氧化技术（MAO）与磁控溅射技术（MS）相结合,在铝硅合金表面制备导电型高太阳吸收率涂层,系统研究了工艺参数对涂层性能与结构的影响规律,为航天器消杂光材料选材提供理论和技术支持。采用微弧氧化技术在铝硅合金表面制备了高太阳吸收率涂层,研究了电解液组成、电流密度、电源频率及占空比等微弧氧化工艺参数对涂层吸收率的影响规律,采用XRD对涂层晶型结构及组成进行了分析。结果表明,当电解液组成为六偏磷酸钠、硅酸钠、氢氧化钾和偏钒酸钠,其浓度依次为30g/L、20 g/L、6 g/L和10 g/L,电流密度为10 A/dm2、电源频率为500 Hz及占空比为20%-30%-20%时,制备的涂层具有最高的太阳吸收率0.965。XRD分析结果表明偏钒酸钠添加剂的加入,成功在涂层中引入了具有高太阳吸收率的VO,进而提高了涂层的太阳吸收率。为了进... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 铝及铝硅合金的特性及其应用
    1.3 消杂光涂层研究进展
        1.3.1 消杂散光原理
        1.3.2 消杂散光涂层制备技术
    1.4 铝硅合金微弧氧化研究进展
        1.4.1 微弧氧化技术特点
        1.4.2 微弧氧化技术在铝硅合金上的应用
    1.5 导电型消杂光涂层研究进展
        1.5.1 充放电效应
        1.5.2 透明导电薄膜
        1.5.3 导电型消杂光涂层
        1.5.4 掺铝氧化锌(AZO)薄膜的制备技术
    1.6 本文主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料及化学药品
    2.2 实验设备与仪器
        2.2.1 微弧氧化实验设备
        2.2.2 磁控溅射实验设备
    2.3 材料制备工艺流程
        2.3.1 铝硅合金的前处理
        2.3.2 高太阳吸收率涂层的制备
        2.3.3 导电型高太阳吸收率复合涂层的制备
    2.4 涂层结构组成和性能测试方法
        2.4.1 扫描电子显微镜
        2.4.2 X射线衍射分析
        2.4.3 涂层粗糙度测试
        2.4.4 涂层厚度测试
        2.4.5 结合强度测试
        2.4.6 太阳吸收率测试
        2.4.7 电学性能测试
第3章 Al_2O_3-VO高太阳吸收率涂层的制备及性能研究
    3.1 电解液体系的设计
        3.1.1 电解液体系正交试验的设计
        3.1.2 电解液体系正交试验的分析
        3.1.3 微弧氧化涂层的制备及表面形貌分析
    3.2 偏钒酸钠添加剂对涂层结构及性能的影响
        3.2.1 偏钒酸钠添加剂对涂层表面形貌及相组成的影响
        3.2.2 偏钒酸钠添加剂对槽压曲线的影响
        3.2.3 偏钒酸钠添加剂对涂层粗糙度和厚度的影响
        3.2.4 偏钒酸钠添加剂对涂层结合强度的影响
        3.2.5 偏钒酸钠添加剂对涂层吸收率的影响
    3.3 电参数对涂层结构及性能的影响
        3.3.1 电流密度对涂层结构及性能的影响
        3.3.2 电源频率对涂层结构及性能的影响
        3.3.3 占空比对涂层结构及性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 AZO/Al_2O_3-VO复合涂层的制备及性能研究
    4.1 磁控溅射压强对复合涂层形貌及性能的影响
        4.1.1 磁控溅射压强对复合涂层微观形貌的影响
        4.1.2 磁控溅射压强对复合涂层导电性的影响
        4.1.3 磁控溅射压强对复合涂层太阳吸收率的影响
        4.1.4 磁控溅射压强对复合涂层粗糙度及厚度的影响
    4.2 磁控溅射功率对复合涂层形貌及性能的影响
        4.2.1 磁控溅射功率对复合涂层微观形貌的影响
        4.2.2 磁控溅射功率对复合涂层导电性的影响
        4.2.3 磁控溅射功率对复合涂层太阳吸收率的影响
        4.2.4 磁控溅射功率对复合涂层粗糙度及厚度的影响
    4.3 磁控溅射基底温度对复合涂层形貌及性能的影响
        4.3.1 磁控溅射基底温度对复合涂层微观形貌的影响
        4.3.2 磁控溅射基底温度对复合涂层导电性的影响
        4.3.3 磁控溅射基底温度对复合涂层太阳吸收率的影响
        4.3.4 磁控溅射基底温度对复合涂层粗糙度及厚度的影响
    4.4 磁控溅射时间对复合涂层形貌及性能的影响
        4.4.1 磁控溅射时间对复合涂层微观形貌的影响
        4.4.2 磁控溅射时间对复合涂层导电性的影响
        4.4.3 磁控溅射时间对复合涂层太阳吸收率的影响
        4.4.4 磁控溅射时间对复合涂层粗糙度及厚度的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3173520