第十五届全国表面工程大会

热控涂层基于其独特的光学和热学特性，通过调控航天器及其载荷与空间环境间的光吸收和热辐射过程，实现高效热交换以维持航天器温度平衡。航天器在轨运行期间需应对空间带电粒子环境可能引发的静电放电等风险。因此，热控涂层需具备良好的防静电性能。本论文采用等离子体电解氧化方法，结合表面碳层复合与碳的气相热扩渗技术，在TC4钛合金表面原位构筑太阳光谱高吸收且红外高发射的防静电热控涂层，为航天器的热控设计以及在轨稳定运行奠定基础。采用溶液浸渍法在其表面原位生长聚多巴胺并碳化，制备表面导电性改善的CPDA/PEO防静电复合涂层。所制备的复合涂层体积电阻率为6.0×104 Ω·m。但是，CPDA/PEO复合涂层的太阳光谱吸收率下降至0.921。为消除表面碳层复合对涂层热控性能的影响，进一步采用气相热扩渗法对钒铁钴氧化物PEO涂层进行渗碳处理。优化工艺条件下C-PEO涂层电阻率最低为2.6×103 Ω·m，防静电性能显著提升，且较CPDA/PEO复合涂层降低一个数量级，而太阳光谱吸收率和红外发射率较PEO涂层变化不足1%。此外C-PEO表现出较强的抗电子辐照能力，电子注量达到5×1016 e·cm−2时，涂层电阻率为3.1×103 Ω·m，而吸收率和发射率分别为0.946和0.915，保持高的防静电性能和热控性能。拉伸及附着力测试结果显示，热扩渗处理对材料的拉伸力学性能没有影响，且C-PEO涂层与基底间结合强度约为10.48 Mpa，保持较高的结合强度。
 

钛合金,微弧氧化碳复合膜层,热控性能,防静电性能