空天院：通過微弧氧化技術打造輕合金表面高發射率熱控涂層

日期：2025年01月08日

熱控涂層是一類用以調節固體表面光學性能，以實現表面熱平衡的涂層，廣泛應用于航空、航天及其他許多領域。航天器在軌運行時，朝陽面與背陽面之間的溫差可達數百度，這使得其面臨極為嚴苛的環境變化。為了確保內部設備和儀器的穩定運行，熱控系統顯得尤為重要。熱控涂層的發展水平已經成為航天器進一步發展的制約因素之一。

目前，熱控涂層制備方法有表面噴砂、化學拋光、涂料法以及二次表面鏡等。但是這些方法存在工序復雜、涂層與基體結合力差、成本高等問題。近年來，微弧氧化技術由于工藝簡單、成本低、涂層結合力強以及能適應各種復雜形狀工件加工等特點，已成為在鋁合金、鎂合金等表面制備熱控涂層的有效方法。

河南空天新材料研究院（以下簡稱“空天院”）在輕合金表面微弧氧化制備高發射率涂層方面進行了大量研究。通過調整涂層的成分和結構，所制備的涂層與基體結合力強。同時，涂層的多組分特性能夠拓寬光的響應范圍，而膜層固有的多孔結構則有利于提高涂層的比表面積。這都將有利于確保航天器部件及材料在太空環境中的長效穩定運行。

微弧氧化熱控涂層的宏觀與微觀

鎂合金熱控表面處理技術

鎂合金作為一種新型的輕質金屬結構材料，其密度比鋁合金更低，并且具有良好的減震性能及電磁屏蔽性，是航天器實現結構輕量化的理想材料。目前，鎂合金材料已經開始應用于空間飛行器中電子產品機箱、天線、結構與機構以及武器裝備的單兵作戰領域，但鎂合金材料化學性質活潑，容易腐蝕，因此必須進行表面處理，以滿足航空航天應用中對熱控和防腐的嚴格要求。

通過調整微弧氧化工藝，空天院成功制備出了高發射率（εH=0.89）的鎂合金微弧氧化涂層。（已成功通過中國航天科技集團有限公司xx院所熱輻射性能測試，涂層半球發射率測試結果較優。）該涂層外觀呈均勻黑色，具有較好的發射率，與基體結合牢固，并且具有良好的腐蝕防護效果，能夠滿足航空航天領域的使用需求。

鋁合金熱控表面處理技術

憑借低密度、高熱導以及易成型等優良特性，鋁合金成為航天器研制過程中應用最多的一種輕質合金材料，廣泛應用于航天器結構機構、天線、供配電等分系統。然而，鋁合金的表面發射率較低，輻射散熱性能差。傳統的改善熱輻射性能的方法主要依賴于有機粘結劑與填料的混合涂覆，但這一方法存在熱穩定性差、界面熱阻大以及易老化等缺點。

空天院通過調整微弧氧化電解液配方和優化加工電參數，成功制備了高發射率鋁合金微弧氧化涂層，其發射率可達εH=0.86。該技術具有加工效率高、工藝穩定和適合大批量生產等優勢。所制備的微弧氧化涂層外觀均勻為黑色，不僅發射率高、熱穩定性好，而且與基體結合良好，能夠有效滿足航天器零部件表面的散熱需求。（已成功通過中國航天科技集團有限公司xx院所熱輻射性能測試，涂層半球發射率測試結果較優。）

全流程工藝、全系列產品為航空航天減重

隨著航天技術的飛速發展，航天產品在熱控制的范圍和精度要求上也不斷提升，熱控涂層技術逐漸成為航天事業中不可或缺的重要一環。

空天院表面處理技術的不斷創新，為熱控涂層的創新與發展注入了新的活力。展望未來，隨著科技的持續進步，熱控涂層技術必將迎來更加輝煌的成就，推動航天事業不斷邁向新的高峰，持續為中國航空航天事業助力。

公司可提供從熔鑄（鑄錠、鑄件）--（軋制、鍛造、擠壓、拉拔）--熱處理--機加--焊接--表面處理的全系列輕合金板、帶、箔、管、棒、型、線、絲、真空鑄件、鍛件或零件，從設計圖紙到零件交付的全流程服務。

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