[发明专利]一种低应力耐湿热复合热控薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低应力耐湿热复合热控薄膜及其制备方法，属于热控薄膜技术领域。所述薄膜包括依次沉积在基底上的反射率层、过渡层、发射率层和导电层；通过在高反射率层和SiO₂发射率层之间增加Al₂O₃过渡层，既可以提高反射率层和主发射率层之间的附着力，又可以调控薄膜的热控参数。通过控制主发射率层的致密度和微观结构，使SiO₂内层处于较为疏松的状态，外层致密度较高，使薄膜应力总体处于较低的状况，而外层的高致密度SiO₂实现了水汽的有效阻隔，提高整个膜系的耐湿热能力。所述热控薄膜满足大于4N/cm的膜层附着力要求，同时满足24h时长95％湿度的试验要求。

技术领域

本发明涉及一种低应力耐湿热复合热控薄膜及其制备方法，属于热控薄膜技术领域。

背景技术

随着空间技术的发展，卫星等航天器的结构与功能越来越复杂，对热控性能的需求也越来越趋向于多样化，并且要求直接在工件表面实现热控薄膜的直接沉积以减小重量。常规的热控薄膜结构较为简单，其太阳吸收率主要由表层薄膜的特性决定，而红外发射率则基本由基底材料所决定，热控参数可调节范围窄，应用范围受限，且空间环境稳定性不理想。

复合热控薄膜是一种热控参数可调的直接沉积型热控薄膜，具有优异的空间防护性能。该薄膜包括依次沉积在工件上的反射率层、发射率层和导电层。高发射率是热控薄膜最为普遍的一种应用要求，通常发射率层的设计为16μm以上SiO₂来实现。由于膜层层数较多且SiO₂发射率层为均一结构，单一结构的SiO₂导致整个膜层应力较大，且膜层耐湿热能力较弱，不能满足空间航天器的应用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低应力耐湿热复合热控薄膜及其制备方法，通过在反射率层和SiO₂发射率层中见增加Al₂O₃过渡层，提高了反射率层和SiO₂发射率层的结合力，同时通过控制SiO₂发射率层的溅射条件使SiO₂的微观结构呈现一定的密度梯度，与Al₂O₃过渡层接触的SiO₂内层较为疏松，薄膜应力较小，与导电层接触的SiO₂外层薄膜致密度较高，具有较好的抵御湿热环境的能力，制备得到的薄膜同时具备低应力和耐湿热的性能，满足航天器热控薄膜的空间通用要求，并具备良好的空间环境稳定性要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种低应力耐湿热复合热控薄膜，所述薄膜包括依次沉积在基底上的反射率层、过渡层、发射率层和导电层；其中，过渡层为Al₂O₃，厚度150nm～3μm；发射率层由依次沉积在过渡层上的SiO₂内层和SiO₂外层组成，SiO₂外层的致密度高于SiO₂内层；所述发射率层的厚度＞150nm，当150nm＜发射率层厚度＜750nm时，SiO₂外层的厚度为150nm；当发射率层厚度≥750nm时，SiO₂内层为发射率层厚度的80～90％，SiO₂外层为发射率层厚度的10～20％。反射率层和导电层的材质和厚度为本领域常规选择。

优选的，所述发射率层的厚度为350nm～20μm。

优选的，所述反射率层为Al。

优选的，所述导电层为ITO。

一种低应力耐湿热复合热控薄膜的制备方法，所述方法步骤如下：

(1)使用离子源对工件表面进行活化处理，然后采用磁控溅射法在工件表面镀制反射率层；