[发明专利]一种航天器用金属件表面的热控处理方法

摘要

本发明涉及一种新型航天器用金属件表面的热控处理方法。结合航天器用金属件表面的热控、防冷焊、机械强度等一体化的特殊要求，将离子注入与沉积技术应用于航天器用金属件表面的热控处理中，获得了离子注入与沉积技术应用于航天器用金属件表面热控处理的工艺方法及参数。该方法制备出的涂层光滑、致密，不仅能够同时满足热控、防冷焊及机械强度等性能要求，而且处理工艺简单，自动化程度高，工艺可控性好，重复性高，又因为没有废液所以健康、环保。

主权项

1.一种航天器用金属件表面的热控处理方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1）样件准备：将待处理金属件打磨抛光后，置于真空室内的样品台上，将样品台的高度调节至孪生靶垂直线相交的位置，金属件接高压脉冲电源的高压脉冲输出端；步骤2）抽真空：首先打开机械泵和旁抽阀，当真空度抽至9‑11Pa，打开闸板阀及分子泵，关闭旁抽阀，提高抽气速率进入高真空；真空度达到3×10‑3 Pa以下时，开始通入高纯度的Ar和O2；步骤3）溅射清洗：首先打开射频电源，控制功率在150～400W，以在真空室内形成射频气体等离子体，同时打开偏压电源，以实现零件表面的离子溅射清洗，去除表面的残余氧化物等杂质；步骤4）离子注入：同时打开高功率脉冲磁控溅射电源与高压脉冲电源，将离子加速到10keV以上的能量而注入到零件表面，以在金属件的近表面形成一层Al离子注入层，从而增强表面层的结合力；步骤5）薄膜沉积：同时打开高功率脉冲磁控溅射电源与偏压电源，在样件表面进行Al2O3薄膜沉积；所述步骤4）中调节高功率溅射频率为100～300 Hz，高功率溅射脉宽为5～40 μs，高功率溅射延时为0～10μs，高功率溅射功率为400～800W；调节高压脉冲为40～100 μs，高压延时为5～50 μs，高压幅值为10～50 kV，时间为300～500 min；所述步骤5）中调节高功率溅射频率为1500～3000 Hz，高功率溅射脉宽为10～60 μs，高功率溅射延时为80～120μs，高功率溅射功率为300～600W；调节偏压脉冲为20～70 μs，偏压延时为5～30 μs，偏压幅值为80～150 V，时间为1000～1600 min。