[發明專利]一種鎂鋰合金表面的熱控膜層及其制備方法

在審

• 申請號: 201811355691.1
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109537024A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 曹克寧;李思振;劉云彥;李家峰;程德;白晶瑩;張立功;王旭光;楊鐵山;姚雪征
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種鎂鋰合金表面的熱控膜層及其制備方法，該方法通過大量溶液篩選實驗建立適合鎂鋰合金的微弧氧化電解液體系，通過大量電參數優化試驗，建立了與溶液體系匹配的電參數，保證鎂鋰合金表面所制備膜層的結合力，通過電解液中摻雜鋯鹽改變膜層組成，從而實現膜層熱控性能的顯著改善，最終在鎂鋰合金表面制備了一層滿足航天器產品熱控需求的熱控膜層；本發明采用微弧氧化技術，以鎂鋰合金為基體，在鎂鋰合金表面原位生長一層陶瓷膜層，并將具有良好熱控性能的氧化鋯摻雜到膜層中，該膜層的紅外發射率為0.80～0.90、太陽吸收比為0.20～0.30，且不影響鎂鋰合金零件尺寸、裝配精度，可以替代有機涂層應用在航天器上。

技術領域

本發明涉及一種鎂鋰合金表面的熱控膜層及其制備方法，特別是涉及一種應用于航天器上電子產品、二次電源等機箱殼體結構件表面高發射-低吸收熱控涂裝的制備方法，屬于熱控材料技術領域。

背景技術

鎂鋰合金具有密度低、比強度和比剛度高、機械加工性能好、減振性能好等一系列優點，其密度約為1.459/cm³，是目前最輕的金屬結構材料。同一個結構產品采用不同的金屬材料加工，鎂鋰合金結構產品的重量較鎂合金產品減重約18％，較鋁合金產品減重約46％，是航天器實現結構減重的理想材料，在航天器電子產品結構件上具有良好的應用前景。

航天器上電子產品在空間環境中運行時，為保證產品性能的穩定，需要減少電子產品對空間輻射能量的吸收，同時輻射出內部元器件工作時放出的富余熱量，從而保證電子產品工作在適合的工況溫度內。熱控涂層是一種良好輻射性能的涂層，其中高發射-低吸收熱控涂層是一種最常用的散熱涂層，該涂層廣泛應用與電子產品上。

目前，常用高發射率-低吸收熱控涂層制備技術主要用于鋁合金，鎂鋰合金缺乏相應的熱控涂層制備技術，而噴涂熱控漆可以滿足高發射率-低吸收熱控需求，但是存在多余物風險。同時，現階段產品設計對于輻射性能的要求越來越高，高發射率(ε_H≥0.8)、低吸收(δ_S≤0.3)的要求通過常規熱控技術較難實施。

因此，需在鎂鋰合金產品表面原位生長出一層與基體附著力良好、高發射-低吸收的熱控功能膜層。

發明內容

本發明提供一種鎂鋰合金表面的熱控膜層及其制備方法，該方法通過大量溶液篩選實驗建立適合鎂鋰合金的微弧氧化電解液體系，通過大量電參數優化試驗，建立了與溶液體系匹配的電參數，保證鎂鋰合金表面所制備膜層的結合力，通過電解液中摻雜鋯鹽改變膜層組成，從而實現膜層熱控性能的顯著改善，最終在鎂鋰合金表面制備了一層滿足航天器產品熱控需求的熱控膜層。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種鎂鋰合金表面的熱控膜層的制備方法，包括如下步驟：

(1)、配制電解液，并將所述配制好的電解液置于不銹鋼氧化槽體中，所述電解液的組成及含量如下：

(2)、將導電金屬絲通過螺接方式與待制備的鎂鋰合金連接，并將導電金屬絲固定在不銹鋼氧化槽體的陽極極杠上，待制備的鎂鋰合金作為陽極，將不銹鋼槽體作為陰極；

(3)、采用微弧氧化電源供電，在待制備的鎂鋰合金表面進行氧化，制備熱控膜層；

(4)、完成鎂鋰合金表面熱控膜層制備后，進行清洗和烘干。

在上述鎂鋰合金表面的熱控膜層的制備方法中，在待制備的鎂鋰合金表面制備熱控膜層之前，首先對鎂鋰合金進行預處理，具體方法為：

使用無水乙醇或丙酮清洗鎂鋰合金表面，去除鎂鋰合金表面油污和切削液，然后將鎂鋰合金放入濃度為40g/L～50g/L的氫氧化鈉水溶液中，在80℃～90℃的溫度下清洗1min～3min，取出后使用清水清洗干凈并吹干。