镁及镁锂合金微弧氧化涂层的制备及热控性能研究

发布时间：2024-05-20 04:44

　　镁合金作为轻质工程金属结构材料,可以满足航天领域的减重要求;镁锂合金作为最轻的结构材料,能更好的满足航天器的的轻量化需求。热控涂层可以很好的适应太空的热辐射环境,保证航天器内部设备的正常运转,对航天领域有重要价值。本文采用微弧氧化法,在镁和镁锂合金表面原位生长高吸收高发射热控涂层,利用XRD、SEM和XPS等对涂层的厚度/粗糙度、相组成和形貌结构进行表征,测试吸收率和发射率,研究高吸收高发射涂层的热控性能与涂层结构、形貌和组成的关系。利用海洋发射光谱(OES)仪采集微弧氧化反应过程的电火花,分析火花放电行为对涂层的形貌、结构、生长过程及热控性能的影响。镁合金和镁锂合金表面制备的热控涂层呈多孔结构,主要由硅、钒、氧等元素的非晶相物质组成。热控性能与涂层厚度、粗糙度和显色物质含量有关。涂层的黑色主要是由涂层中的V₂O₃引起的。延长反应时间和增加电解质浓度,涂层表面的形貌和结构改变,厚度和粗糙度增加,涂层对外辐射能量的面积增加,黑色物质含量增多,吸收率和发射率增加。在电解液体系及反应时间一定的条件下,电参数对热控性能影响不大。热控涂层有良好的热稳定...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2微弧氧化领域不同年份和不同基底发表SCI文章的统计分析

涂层研究进展在金属表面制备热控涂层，可采用微弧氧化技术。制备的涂层表面平整均匀，性能优异，具有很好的结合力。目前的研究领域主要集中阀金属和其合金热控涂层的制备上，如钛合金、铝合金、镁合金等，相关的研究机构国外有MoscowAviationInstitute、PusanNation....

图1-3(NaPO3)6+(NaPO3)n+NaOH+NaF体系镁锂合金表面低吸收发射比涂层的形貌、组成和热控性能[38]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文8发射率为0.85，主要研究了电流密度、反应时间和电解质浓度变化对涂层性能的影响。图1-3c表明随着电流密度的增加或反应时间的延长，太阳吸收率降低而发射率增加；随着电解液浓度的增加，太阳吸收率增加而发射率下降。目前关于镁锂合金领域热控涂层的报道均为低....

图1-4铝合金表面高吸收发射比涂层的形貌、组成和热控性能[40]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文9因此选择适合的厚度对涂层的吸收率和发射率是很重要的[44]。图1-4铝合金表面高吸收发射比涂层的形貌、组成和热控性能[40](a)涂层微观形貌；(b)涂层的XRD谱图；(c)涂层吸收率随厚度的变化趋势；(d)涂层发射率随厚度的变化趋势微弧氧化电解液....

图1-5Na5P3O10+NaOH+ZnSO4体系镁合金表面低吸收发射比涂层的形貌、组成和热控性能[37]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文102411expPRπRερρλ==(1-4)式中：ρp为抛光表面的反射率；ρR为粗糙表面的反射率；R为粗糙度；λ为波长。图1-5Na5P3O10+NaOH+ZnSO4体系镁合金表面低吸收发射比涂层的形貌、组成和热控性能[37](a)涂层的微观形貌....

本文编号：3978979