[发明专利]一种复合原子氧防护涂层SiOx/PTFE的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合原子氧防护涂层SiO_x/PTFE的制备方法，特别是采用磁控溅射法用SiO₂/PTFE复合靶制备SiO_x/PTFE复合涂层来实现基底材料的原子氧防护，属于航空航天技术领域。

背景技术

空间环境中的原子氧是极强的氧化剂，会对航天器表面材料产生严重的剥蚀作用，是航天器表面材料性能退化的主要因素。航天器表面广泛采用的聚合物材料如Kapton与原子氧的反应系数很高，用作太阳能电池阵垫的Kapton材料的大部分将在约6个月内被氧化成CO等气态物质。热控材料在空间原子氧作用下，光学性能发生改变，导致热控性能改变，从而热控系统失效，影响航天器在轨的性能和寿命。长寿命、高可靠的问题已经成为我国航天技术发展的瓶颈之一，为了提高我国航天器的在轨使用性能和寿命，对表面材料进行有效的原子氧防护势在必行。SiO_x涂层具有良好的原子氧防护性能，且不改变基底材料的原有性能，但是由于SiO_x涂层自身脆性较大，并且有明显的内应力，尤其在用于柔性基底表面时容易出现微裂纹，为原子氧“潜蚀”航天器表面材料提供了通道。在SiO_x涂层中添加少量的含氟聚合物PTFE会使涂层的柔韧性大大提高，同时不影响涂层其他方面的性能。

研制和开发SiO_x/PTFE复合原子氧防护涂层，对航天器表面材料，尤其是柔性的聚合物材料进行有效的原子氧防护，将有利于提高航天器的可靠性并延长其寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有原子氧防护涂层自身脆性大、容易出现微裂纹，从而容易被原子氧剥蚀的问题，提出了一种复合原子氧防护涂层SiO_x/PTFE的制备方法，所制备的SiO_x/PTFE复合原子氧防护涂层中PTFE的质量分数为4％～8％。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种SiO_x/PTFE复合原子氧防护涂层的制备方法，其具体实施步骤如下：

(1)制备圆形的SiO₂靶，SiO₂的纯度为99.9％；

(2)制备2～4片与SiO₂靶同直径、扇形角为10°的PTFE片状材料；

(3)用导电胶将PTFE片状材料均匀粘贴在SiO₂靶上；

(4)将(3)制备的SiO₂/PTFE复合靶安装在磁控溅射设备的靶座上，磁控溅射设备抽真空至2×10^-3Pa，然后通入Ar气，开启磁控溅射靶电源，靶面产生辉光放电，Ar离子流对SiO₂/PTFE靶进行轰击，从靶面溅射出SiO_x和PTFE，沉积在涂层基底上，得到SiO_x/PTFE复合原子氧防护涂层；沉积放电功率为100～120W，放电气压为4×10^-1～5×10^-1Pa，溅射时间为60～80min。

有益效果

(1)本发明的SiO_x/PTFE复合涂层原子氧防护性能良好，不影响航天器表面材料的工作性能。

(2)本发明的SiO_x/PTFE复合涂层适用于各类航天器表面材料，柔韧性好，特别在用于柔性薄膜等需卷绕表面有明显优势。

附图说明

图1为SiO₂/PTFE复合靶示意图；

其中，1-SiO₂靶、2-PTFE片状材料。

具体实施方式

实施例1

(1)制备直径为100mm、厚度为15mm、纯度为99.9％的SiO₂靶；

(2)准备2片直径为100mm、扇形角为10°的PTFE片状材料；

(3)用导电胶将PTFE片状材料均匀粘贴在圆形SiO₂靶上；