[发明专利]一种合金表面复合热控涂层的制备方法

说明书

本发明公开一种合金表面复合热控涂层的制备方法。该制备方法包括以下步骤：对合金件进行微弧氧化处理；在微弧氧化处理形成的膜层上喷涂底漆；在底漆上喷涂面漆，得到所述复合热控涂层。本发明通过在微弧氧化表面喷涂无机热控白漆，制备一种合金表面低太阳吸收率高发射率复合热控涂层，不仅可以克服微弧氧化和无机热控白漆热控涂层的缺点，而且很容易使其表面太阳吸收率α_S降到0.2以下，此方法成为空间功率器件辐射器表面处理的最优技术选择。

技术领域

本发明涉及合金表面复合热控涂层处理技术。更具体地，涉及一种合金表面复合热控涂层的制备方法。

背景技术

空间功率器件在轨运行时，由于要长期处在太阳辐照和背阴面的交替变化中，存在其向阳面温度较高达200℃，背阳面温度过低，所经历的环境温度变化可高达数百度的问题，而且由于受到太阳辐射和粒子辐照等环境因素，在其表面和星内设备物面很容易形成高温和温度梯度，进而导致内部工作环境恶化，使航天器损坏或不能正常工作，因此，航天器必须要精心进行热控制设计，热控涂层是一种实现被动热控制的主要方式，热控涂层通过自身的热物理特性即太阳吸收率(α_S)和发射率(ε)来调节航天器表面温度，航天器外表面的平均温度与α_S/ε值成正比关系，低吸收率高发射率的热控涂层能更有效地保证航天器处于正常工作温度范围。空间功率器件常用的散热技术是通过在器件上安装轻便的铝合金或者镁合金辐射器，将产生的部分热量直接辐射到外太空中去。辐射器表面必须具有良好的热辐射能力，具有高的辐射率，同时应尽可能减少表面对太阳光能量的吸收，即具有尽可能低的太阳吸收率。

目前使用的低吸收高发射率热控涂层包括两类，一类是通过粘结剂与颜料混合后涂覆在合金表面的涂料型热控涂层，另一类是通过阳极氧化得到的一种以阳极氧化膜为基础的电化学涂层。虽然这两类涂层已经应用于航空航天等领域，但这两类涂层存在着空间稳定性不好，耐紫外辐照性能差，与基体的结合力不理想等缺点。

微弧氧化技术虽然在合金表面原位生长膜层，具有结合力高，形状适应性好，膜层厚度均匀，工序简单等优点，但是微弧氧化工艺的太阳吸收率α_S在0.4左右，很难进一步大幅降低。

而无机热控白漆虽然太阳吸收率较小(小于0.18)，但是也存在其与基材的结合强度低、根部和边缘厚度不均的问题。

以上现有微弧氧化技术和无机热控白漆存在以下技术问题：

1)现有喷漆前处理有喷砂和打磨，喷砂和打磨后基材表面的粗糙度最大能达到6μm左右，而无机热控白漆与基底的结合力随基材表面的粗糙度增加而增大，且对较薄的基材喷砂存在变形问题。

2)现有微弧氧化表面处理技术存在的太阳吸收率较高(大于0.35)的问题。

3)现有无机热控白漆热控涂层存在结合力低、分布不均的缺点。

4)现有喷漆要想得到较低的太阳吸收率，需要喷涂无机漆的厚度较厚(大于120μm)，面漆一般需要喷涂较多遍数，较厚的无机热控白漆会影响与基底的结合力，而且均匀度不好控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合金表面复合热控涂层的制备方法。

本发明通过在微弧氧化表面喷涂无机热控白漆，制备一种合金表面低太阳吸收率高发射率复合热控涂层，不仅可以克服微弧氧化和无机热控白漆热控涂层的缺点，而且很容易使其表面太阳吸收率α_S降到0.2以下，此方法成为空间功率器件辐射器表面处理的最优技术选择，且该方法适合于合金、镁合金表面低吸收高辐射复合热控涂层处理。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种合金表面复合热控涂层的制备方法，包括以下步骤：

对合金件进行微弧氧化处理；