本發(fā)明屬于航天材料領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)射率可控?zé)峥夭牧霞捌渲苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)：

航天器熱控材料主要用來保證航天器的結(jié)構(gòu)部件、儀器設(shè)備在空間環(huán)境下處于一個(gè)合適的溫度范圍，使其在各種可能的情況下均能夠正常工作。目前，現(xiàn)有的熱控材料，主要包括稀土錳氧化物摻雜材料 La1-x-yM1xM2yMnO3和摻雜氧化釩V1-x-yMxNyO2，這兩類材料的紅外發(fā)射率可以根據(jù)溫度變化而改變其紅外發(fā)射率，然而，這兩類熱控材料的太陽吸收比較大，以 La1-x-yM1xM2yMnO3為例，其表面的太陽吸收比大于0.85。在太陽直接照射的情況下，將導(dǎo)致航天器溫升較快，自主控溫能力不夠，而且，這兩類材料的太陽吸收比是固定的，太陽吸收比和紅外發(fā)射率的比值變化范圍小，導(dǎo)致應(yīng)用范圍受限。

CN104561897A公開了一種用于改變智能熱控材料控溫能力的薄膜，其采用由硫化鋅、硒化鋅、硅和鍺中的一種或兩種以上組成的第一膜層與由氟化鎂和氟化銥中的一種或兩種組成的第二膜層交替層疊構(gòu)成，為了在熱控材料自身的紅外發(fā)射率盡可能不改變的前提下，保證太陽吸收比盡可能的小，其鍍膜層數(shù)需控制在 8～14層，不利于熱控材料的輕量化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種可在保證低的太陽吸收比的情況下，實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射率依照需求任意設(shè)計(jì)的發(fā)射率可控?zé)峥夭牧霞捌渲苽浞椒ā?/p>

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種發(fā)射率可控?zé)峥夭牧?，所述發(fā)射率可控?zé)峥夭牧习ǎ?/p>

基底；

用于提高附著力的三氧化二鋁過渡層；

用于提高太陽光反射率的銀膜；

用于提高紅外發(fā)射率的三氧化二鋁膜；

以及用于減反射的二氧化硅層；

其中，在基底表面由內(nèi)向外依次為三氧化二鋁過渡層、銀膜、三氧化二鋁膜和二氧化硅層。

優(yōu)選地，所述基底為聚酰亞胺。

在基底與金屬膜之間鍍制三氧化二鋁過渡層，可以起到提高膜系與基底的附著力，優(yōu)選地，所述三氧化二鋁過渡層的厚度為20～80nm。

銀膜具有高反射低發(fā)射特性，作為熱控材料的底層膜，可起到提高太陽光反射率，從而降低整個(gè)膜系的太陽吸收比，優(yōu)選地，所述銀膜的厚度為100～200nm。

通過控制用于降低太陽光吸收比、提高紅外發(fā)射率的三氧化二鋁膜的厚度來調(diào)控整個(gè)膜系的熱控性能，優(yōu)選地，所述三氧化二鋁膜的厚度為0.1～2μm。

用于減反射的二氧化硅層作為外層膜，起到降低薄膜的鏡反射光能損失，增強(qiáng)選擇性吸收效果的作用，優(yōu)選地，所述二氧化硅層的厚度為0.1～0.5μm。

上述發(fā)射率可控?zé)峥夭牧系闹苽浞椒ǎ翰捎妹}沖直流磁控濺射法在基底上依次鍍制三氧化二鋁過渡層、銀膜、三氧化二鋁膜和二氧化硅層。

本發(fā)明可通過精確控制三氧化二鋁膜和二氧化硅層的厚度達(dá)到對材料發(fā)射率的精確控制，從而獲得不同吸收/發(fā)射比的熱控材料，滿足航天器不同部位的熱控要求。同時(shí)三氧化二鋁膜和二氧化硅層具有很好的耐原子氧和耐空間輻照性能，能抵擋原子氧及空間射線的侵蝕，防止銀反射層及基底材料的性能退化，提高整個(gè)膜系的壽命及可靠性。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明熱控材料可在保證低的太陽吸收比的情況下，實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射率依照需求任意設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)不同吸收/發(fā)射比的調(diào)控，達(dá)到輕量化設(shè)計(jì)要求，適用于新一代具有輕量化、小型化、整星等溫化特點(diǎn)的航天器用發(fā)射率可控?zé)峥赝繉樱浣Y(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工藝制作方便，空間環(huán)境穩(wěn)定性好，滿足航天器表面不同部位發(fā)射率不同需求及提高熱控材料耐空間輻照的要求。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明發(fā)射率可控?zé)峥夭牧系慕Y(jié)構(gòu)示意圖，其中，1、基底，2、三氧化二鋁過渡層，3、銀膜，4、三氧化二鋁膜，5、二氧化硅層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種發(fā)射率可控?zé)峥夭牧?，在柔性聚酰亞胺基底表面上由?nèi)向外依次為三氧化二鋁過渡層、銀膜、三氧化二鋁膜和二氧化硅層。

先采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法在柔性聚酰亞胺基底上制備50nm的三氧化二鋁過渡層，然后采用直流磁控濺射法制備150nm的銀膜，最后采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法依次制備2μm的三氧化二鋁膜和0.5μm的二氧化硅層。最后樣品性能達(dá)到：太陽吸收比0.15，發(fā)射率0.56。

具體操作過程如下：

（1）脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法鍍制三氧化二鋁過渡層：將聚酰亞胺基底放置在濺射工作臺上，基底與鋁靶靶材間距離為10cm，關(guān)閉真空室門。開啟抽氣泵組抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3×10^-3Pa時(shí)，打開質(zhì)量流量計(jì)通道a充入Ar氣、通道b充入O₂氣，Ar氣流量設(shè)置為100 Sccm，O₂氣流量設(shè)置為60 Sccm，打開脈沖反應(yīng)濺射電源1開始鍍制三氧化二鋁過渡層，濺射功率250W，時(shí)間3min。

（2）直流磁控濺射法鍍制銀膜：三氧化二鋁過渡層鍍制完成后關(guān)閉脈沖反應(yīng)濺射電源1，復(fù)壓后打開真空室，將鋁靶更換為銀靶。關(guān)閉真空室門，開啟抽氣泵組抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3×10^-3Pa時(shí)，打開質(zhì)量流量計(jì)通道a充入Ar氣，Ar氣流量設(shè)置為100 Sccm，打開直流濺射電源2開始鍍制銀膜，濺射功率300W，時(shí)間10min。

（3）脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法鍍制三氧化二鋁膜：銀膜鍍制完成后關(guān)閉直流濺射電源2，復(fù)壓后打開真空室，將銀靶更換為鋁靶，關(guān)閉真空室門。開啟抽氣泵組抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3×10^-3Pa時(shí)，打開質(zhì)量流量計(jì)通道a充入Ar氣、通道b充入O₂氣，Ar氣流量設(shè)置為100 Sccm，O₂氣流量設(shè)置為60 Sccm，打開脈沖反應(yīng)濺射電源1開始鍍制三氧化二鋁膜，濺射功率500W，時(shí)間60min。

（3）脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法鍍制二氧化硅層：三氧化二鋁膜鍍制完成后關(guān)閉脈沖反應(yīng)濺射電源1，復(fù)壓后打開真空室，將鋁靶更換為硅靶，關(guān)閉真空室門。開啟抽氣泵組抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3×10^-3Pa時(shí)，打開質(zhì)量流量計(jì)通道a充入Ar氣、通道b充入O₂氣，Ar氣流量設(shè)置為80 Sccm，O₂氣流量設(shè)置為50 Sccm，打開脈沖反應(yīng)濺射電源1開始鍍制二氧化硅層，濺射功率500W，時(shí)間10min。二氧化硅層鍍制完成后關(guān)閉脈沖反應(yīng)濺射電源1，復(fù)壓后打開真空室取出樣品。

實(shí)施例2

先采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法在柔性聚酰亞胺基底上制備20nm的三氧化二鋁過渡層，然后采用直流磁控濺射法制備100nm的銀膜，最后采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法依次制備1.5μm的三氧化二鋁膜和0.2μm的二氧化硅層。具體操作過程參見實(shí)施例1，通過控制濺射功率和時(shí)間來調(diào)整各鍍膜層的厚度。最后樣品性能達(dá)到：太陽吸收比0.13，發(fā)射率0.45。

實(shí)施例3

先采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法在柔性聚酰亞胺基底上制備80nm的三氧化二鋁過渡層，然后采用直流磁控濺射法制備200nm的銀膜，最后采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法依次制備1.0μm的三氧化二鋁膜和0.1μm的二氧化硅層。具體操作過程參見實(shí)施例1，通過控制濺射功率和時(shí)間來調(diào)整各鍍膜層的厚度。最后樣品性能達(dá)到：太陽吸收比0.12，發(fā)射率0.34。

實(shí)施例4

先采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法在柔性聚酰亞胺基底上制備50nm的三氧化二鋁過渡層，然后采用直流磁控濺射法制備150nm的銀膜，最后采用脈沖反應(yīng)直流磁控濺射法依次制備1.5μm的三氧化二鋁膜和0.1μm的二氧化硅層。具體操作過程參見實(shí)施例1，通過控制濺射功率和時(shí)間來調(diào)整各鍍膜層的厚度。最后樣品性能達(dá)到：太陽吸收比0.14，發(fā)射率0.40。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。