第十四届全国表面工程大会

97 / 2022-09-15 09:34:41

微弧氧化CNTs辅助沉积烧结Al2O3/ITO-CNTs双层涂层组织结构与防静电热控性能

Al2O3/ITO-CNTs, 防静电, 热控, 涂层

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轻量化航天器金属（如铝合金、镁合金）部件表面防静电与热控一体化涂层，可确保仪器设备内可靠工作环境温度、并避免表面累积静电荷导致放电干扰；但存在的关键瓶颈问题是：如何将热控和静电消散有效集成到一种陶瓷涂层中及其组织结构性能调控。本文提出微弧氧化CNTs辅助沉积烧结（LPDS）法制备Al₂O₃/ITO-CNTs双层涂层。在LPDS过程中，电解液中的CNTs促进了ITO纳米颗粒在微弧氧化Al₂O₃底层上的沉积和烧结，实现Al₂O₃/ITO单层涂层向双层结构的转变。双层涂层中强声子极化共振吸收的Al₂O₃相、高红外吸收CNTs相以及表面微/纳米孔（光陷阱）吸收的协同作用，使Al₂O₃/ITO-CNTs双层涂层的0.2~2.5μm波段太阳吸收率达到0.93、3~20μm的红外发射率达到0.94。更重要的是，ITO-CNTs外层中高长径比CNTs与ITO纳米颗粒形成导电的空间网络，有效消散面内积累电荷，使双层涂层表面电阻率仅为1.27×10²Ω，比未掺杂单一微弧氧化Al₂O₃涂层（1.15×10⁷Ω）低五个数量级，满足航天器对抗静电热控涂层的要求。