一種鈦合金tc4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法
2023-05-18 19:20:31
一種鈦合金tc4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法
【專利摘要】一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，它涉及一種鈦合金TC4表面陶瓷膜層的製備方法。本發明的目的是要解決現有方法製備的鈦合金熱控塗層存在太陽吸收率高，發射率低，成本高，對複雜形狀的表面難獲得均勻的塗層，工藝複雜和塗層與基體結合度弱的問題。製備方法：一、鈦合金TC4前處理；二、微弧氧化。本發明製備的塗層粗糙度為4.056μm～13.66μm，塗層厚度達到68.1μm～200μm，且厚度可調，由於是原位生長，故具有結合力好，並且在強酸性的鋯酸鹽體系的工藝條件下膜層的發射率大於0.96，吸收率小於0.32。本發明可獲得一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法。
【專利說明】一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈦合金TC4表面陶瓷膜層的製備方法。
【背景技術】
[0002]鈦合金TC4具有良好的綜合性能，如組織穩定性好、韌性良好、塑性較好以及優異的耐腐蝕性能，已逐漸成為太空飛行器、飛機和飛彈等製造材料。而空間飛行器(如衛星、飛船、月球車)在實際太空飛行的過程中，存在其向陽面溫度較高，背陽面溫度較低，所經歷的環境溫度變化可高達數百度的問題。要保證內部設備及儀器正常的運轉及工作，熱控系統必不可少。熱控塗層是熱控系統中應用最多的防護材料之一。它是通過調節物體表面的太陽吸收率和紅外輻射率來調節制物體內部的熱平衡。目前，國內外大量使用的熱控塗層有兩種類型，一種是低吸收比的太陽漫反射熱控塗層；另一種是高吸收比的紅外波段的熱控塗層。熱控塗層是常通過調節工件表面熱輻射性能和光學性能來達到熱控目的的功能塗層，這是解決空間飛行器、太空飛行器、飛機和飛彈等熱控問題的關鍵技術之一。
[0003]目前太空飛行器中使用最多是低吸收發射比的熱控塗層。當前有三類塗層可滿足這種要求:白漆、二次表面鏡型塗層、陶瓷類保護塗層。這種熱控塗層製備常用的方法和技術如化學氣相沉積，電子束物理氣相沉積，磁控濺射，溶膠凝膠法，離子注入法，等離子噴塗等，這些方法都存在各自的缺點或不足，如等離子的噴塗成本高，而且對複雜形狀的表面難獲得均勻的塗層，溶膠凝膠法工藝過程複雜，塗層與基體結合強度較弱，不穩定等。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是要解決現有方法製備的鈦合金熱控塗層存在太陽吸收率高，發射率低，成本高，對複雜形狀的表面難獲得均勻的塗層，工藝複雜和塗層與基體結合度弱的問題，而提供一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法。
[0005]一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0006]一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ；
[0007]步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為(8g~10g):1L ；
[0008] 二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為6A/dm2~14A/dm2、電源頻率為50Hz~500Hz、佔空比為10%~45%,電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~7.88的條件下微弧氧化反應3min~70min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層；[0009]步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~8g/L，輔助成膜劑的濃度為0.3g/L~10g/L。
[0010]本發明的優點:
[0011]一、本發明利用微等離子體氧化的方法在鈦合金TC4表面原位生長出陶瓷膜層，該塗層具有低太陽吸收率高發射率的特性，由於是原位生長的特點，故與基底的結合力強；
[0012]二、本發明製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層為陶瓷膜層，故在高溫的情況下熱穩定性依然很好，能夠很好的彌補了以往塗層在熱穩定方面的缺陷；
[0013]三、本發明採用微弧氧化技術製備塗層，塗層中元素主要來自於基體和溶液中的離子，且微弧氧化過程在電解液中完成，所以就可以通過調節溶液中的溶質來調節膜層的元素及相組成，製備功能優異的膜層；
[0014]四、本發明鈦合金TC4採用微弧氧化處理，在一定程度上解決鈦合金TC4熱控的問題；本發明製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層外貌為白色，均勻美觀，塗層厚度達到68.1 μ m~200 μ m,且厚度可調，由於是原位生長，故具有結合力好，抗熱震性能好的特性，並且在強酸性鋯酸鹽體系的工藝條件下膜層的發射率大於0.96，吸收率小於0.32 ;在弱酸性鋯酸鹽體系下，發射率在0.885~0.91之間，吸收率在0.335~0.4之間；在弱鹼性鋯酸鹽體系下，膜層的發射率基本在0.95~0.98，吸收率在0.285~0.4之間；本發明製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層粗糙度為4.056 μ m~13.66 μ m ；
[0015]五、本發明製備的塗層在溫度為500°C條件下，保溫3min，再放入到水中冷卻，反覆進行熱震實驗40次，塗層不脫落，表明本發明所製得的塗層具有優良的結合力和熱穩定性。
[0016]本發明可獲得一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是實施例一製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；
[0018]圖2是實施例二製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；
[0019]圖3是實施例三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；
[0020]圖4是鈦合金TC4及實施例一至三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖；圖中，a為鈦合金TC4的XRD圖，b為實施例一製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，c為實施例二製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，d為實施例三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，「 」代表 KZr2 (PO4) 3，「 ? 」代表 K3Zr1..5 (PO4) 3，「 ▼ 」代表 Zr0.2Ti0.8P207，「』，，代表 K5Zr (PO4) 3，「.」代表Ti。
【具體實施方式】
[0021]【具體實施方式】一:本實施方式是一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0022]一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ；
[0023]步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為(8g~10g):1L ；
[0024]二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為6A/dm2~14A/dm2、電源頻率為50Hz~500Hz、佔空比為10%~45%,電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~7.88的條件下微弧氧化反應3min~70min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層；
[0025]步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~8g/L，輔助成膜劑的濃度為0.3g/L~10g/L。
[0026]本實施方式步驟一中依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，至鈦合金TC4表面光滑平整。
[0027]本實施方式的優點:
[0028]一、本實施方式利用微等離子體氧化的方法在鈦合金TC4表面原位生長出陶瓷膜層，該塗層具有低太陽吸收率高發射率的特性，由於是原位生長的特點，故與基底的結合力強；
[0029]二、本實施方式製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層為陶瓷膜層，故在高溫的情況下熱穩定性依然很好，能夠很好的彌補了以往塗層在熱穩定方面的缺陷；
[0030]三、本實施方式採用微弧氧化技術製備塗層，塗層中元素主要來自於基體和溶液中的離子，且微弧氧化過程在電解液中完成，所以就可以通過調節溶液中的溶質來調節膜層的元素及相組成，製備功能優異的膜層；
[0031]四、本實施方式鈦合金TC4採用微弧氧化處理，在一定程度上解決鈦合金TC4熱控的問題；本發明製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層外貌為白色，均勻美觀，塗層厚度達到68.1 μ m~200 μ m,且厚度可調，由於是原位生長，故具有結合力好，抗熱震性能好的特性，並且在強酸性鋯酸鹽體系的工藝條件下膜層的發射率大於0.96，吸收率小於0.32 ;在弱酸性鋯酸鹽體系下，發射率在0.885~0.91之間，吸收率在0.335~0.4之間；在弱鹼性鋯酸鹽體系下，膜層的發射率基本在0.95~0.98，吸收率在0.285~0.4之間；本發明製備的一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層粗糙度為4.056 μ m~13.66 μ m ；
[0032]五、本實施方式製備的塗層在溫度為500°C條件下，保溫3min，再放入到水中冷卻，反覆進行熱震實驗40次，塗層不脫落，表明本發明所製得的塗層具有優良的結合力和熱穩定性。
[0033]本【具體實施方式】可獲得一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法。
[0034]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同點是:步驟一所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為log: 1L。其他步驟與【具體實施方式】一相同。
[0035]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同點是:步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為8A/dm2~14A/dm2、電源頻率為IOOHz~500Hz、佔空比為20%~45%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~I的條件下微弧氧化反應3min~4.5min。其他步驟與【具體實施方式】一或二相同。
[0036]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同點是:步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極；不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極，採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為8A/dm2~12A/dm2、、電源頻率為300Hz~500Hz、佔空比為10%~35%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~I的條件下微弧氧化反應61min~70min。其他步驟與【具體實施方式】一至三相同。
[0037]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同點是:步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極；不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極，採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為ΙΟΑ/dm2~14A/dm2、電源頻率為400Hz~500Hz、佔空比為10%~15%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為I~5的條件下微弧氧化反應20min~55min。其他步驟與【具體實施方式】一至四相同。
[0038]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同點是:步驟二所述的主成膜劑為氟鋯酸鉀。其他步驟與【具體實施方式】一至五相同。
[0039]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同點是:步驟二所述的輔助成膜劑為磷酸 二氫鈉、磷酸、次亞磷酸鈉、六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉和磷酸三鈉中的一種或其中幾種的混合物。其他步驟與【具體實施方式】一至六相同。
[0040]當所述的輔助成膜劑為混合物時，混合物中各組分按任意比混合。
[0041]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同點是:步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為4g/L~6g/L，輔助成膜劑的濃度為0.3g/L~0.4g/L。其他步驟與【具體實施方式】一至七相同。
[0042]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同點是:步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~4g/L，輔助成膜劑的濃度為2g/L~4g/L。其他步驟與【具體實施方式】一至八相同。
[0043]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】一至九之一不同點是:步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~8g/L，輔助成膜劑的濃度為3g/L~5g/L。其他步驟與【具體實施方式】一至九相同。
[0044]採用以下實施例驗證本發明的有益效果:
[0045]實施例一:一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0046]一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ；
[0047]步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為IOgilL ；
[0048]二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為14A/dm2、電源頻率為50Hz、佔空比為45%，電解液的溫度為30°C和電解液的pH值為1.24的條件下微弧氧化反應20min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層；
[0049]步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的主成膜劑為氟鋯酸鉀，電解液中氟鋯酸鉀的濃度為6g/L ;所述的輔助成膜劑為次亞磷酸鈉和磷酸的混合物，電解液中次亞磷酸鈉的濃度0.5g/L，電解液中磷酸為2ml/L。
[0050]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層在溫度為500°C條件下，保溫3min，再放入到水中冷卻，反覆進行熱震實驗40次，塗層不脫落，說明本實施例製備的塗層具有優良的結合力和熱穩定性。
[0051]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的厚度為166 μ m、粗糙度為11.07 μ m,太陽吸收率為0.237，半球發射率為0.99。
[0052]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM照片如圖1所示。圖1是實施例一製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；從圖1可知所製得膜層中均是由很多顆粒堆積而成，且表面較粗糙，膜層表面火山噴射狀孔徑明顯。
[0053]實施例二:一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0054]一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ；
[0055]步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為8g:lL ；
[0056]二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為8A/dm2、電源頻率為50Hz、佔空比為45%，電解液的溫度為30°C和電解液的pH值為5.68的條件下微弧氧化反應50min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層；
[0057]步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的主成膜劑為氟鋯酸鉀，電解液中氟鋯酸鉀的濃度為4g/L ;所述的輔助成膜劑為磷酸二氫鈉，電解液中磷酸二氫鈉的濃度5g/L。
[0058]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層在溫度為500°C條件下，保溫3min，再放入到水中冷卻，反覆進行熱震實驗40次，塗層不脫落，說明本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽 吸收率高發射率塗層具有優良的結合力和熱穩定性。
[0059]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的厚度為68.1 μ m、粗糙度為7.8 μ m，太陽吸收率為0.34，半球發射率為0.91。
[0060]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM照片如圖2所示。圖2是實施例二製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；從圖2可知膜層表面有大量火山口狀堆積物，呈噴出狀，表面孔徑較大小不一，並且部分孔連在一起。
[0061]實施例三:一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0062]一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ；
[0063]步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為8g:lL ；
[0064]二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為ΙΟΑ/dm2、電源頻率為50Hz、佔空比為45%，電解液的溫度為30°C和電解液的pH值為7.46的條件下微弧氧化反應40min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層；
[0065]步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的主成膜劑為氟鋯酸鉀，電解液中氟鋯酸鉀的濃度為5g/L ;所述的輔助成膜劑為次亞磷酸鈉和磷酸三鈉的混合物，電解液中次亞磷酸鈉的濃度為3g/L，電解液中磷酸三鈉的濃度0.5g/L。
[0066]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層在溫度為500°C條件下，保溫3min，再放入 到水中冷卻，反覆進行熱震實驗40次，塗層不脫落，說明本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層具有優良的結合力和熱穩定性。
[0067]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的厚度為106.0ym,粗糙度為5.4 μ m，太陽吸收率為0.333，半球發射率為0.96。
[0068]本實施例製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM照片如圖3所示。圖3是實施例三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的SEM圖；從圖3可知表面有大量固體顆粒堆積而成，表面疏鬆多孔，火山口狀不太明顯，粗糙度相對較小。
[0069]使用WH-1微弧氧化電源儀器對鈦合金TC4、實施例一製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層、實施例二製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層和實施例三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層進行測試，如圖4所示，圖4是鈦合金TC4及實施例一至三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖；圖中，a為鈦合金TC4的XRD圖，b為實施例一製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，c為實施例二製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，d為實施例三製備的鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的XRD圖，「.」代表KZr2 (PO4) 3，「 ? 」 代表 K3Zr1..5 (PO4) 3，「 ▼ 」 代表 Zra2Tia8P2O7, 「V」代表 K5Zr (PO4) 3，「.」 代表Ti ;從圖4可知實施例一、二和三製備的膜層結晶良好，鈦合金TC4的XRD圖譜的峰為基體Ti的峰。實施例一中膜層的相組成主要為K5Zr(PO4)3和KZr2(PO4)3,實施例二中膜層的相組成主要為Zr0.2Ti0.8P207和KZr2 (PO4) 3，實施例三中膜層的相組成主要為K3Zr1..5 (PO4) 3和KZr2(PO4)3。微弧氧化生成的膜層主要為多晶相物質，主要為磷酸鋯鹽。在實施的例二中含有Zra2Tia8P2O7主要原因可能是製備的膜層相對較薄，基體Ti更容易由基體進入膜層的表面。
【權利要求】
1.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法,其特徵在於一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法具體是按以下步驟完成的: 一、鈦合金TC4前處理:首先依次使用60#幹砂紙、240#水磨砂紙和400#的水磨砂紙對鈦合金TC4進行打磨處理，然後使用NaOH溶液去除鈦合金TC4表面的油，再用蒸餾水清洗，電吹風吹乾，得到處理後的鈦合金TC4 ； 步驟一所述的NaOH溶液由NaOH和蒸餾水混合而成，且所述的NaOH的質量與蒸餾水的體積比為(8g~10g):1L ； 二、微弧氧化:將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為6A/dm2~14A/dm2、電源頻率為50Hz~500Hz、佔空比為10%~45%,電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~7.88的條件下微弧氧化反應3min~70min，得到鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層； 步驟二所述的電解液由主成膜劑和輔助成膜劑組成，溶劑為水；所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~8g/L，輔助成膜劑的濃度為0.3g/L~10g/L。
2.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟一所述的NaOH的質 量與蒸餾水的體積比為10g: 1L。
3.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極，不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極；採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為8A/dm2~14A/dm2、電源頻率為IOOHz~500Hz、佔空比為20%~45%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~I的條件下微弧氧化反應3min~4.5min。
4.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極；不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極，採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為8A/dm2~12A/dm2、電源頻率為300Hz~500Hz、佔空比為10%~35%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為0.54~I的條件下微弧氧化反應61min~70min。
5.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二中將處理後的鈦合金TC4置於不鏽鋼的電解液中，鈦合金TC4與電源的正極相連接，作為陽極；不鏽鋼電解槽與電源的負極相連接，作為陰極，採用脈衝微弧氧化電源供電，在電流密度為ΙΟΑ/dm2~14A/dm2、電源頻率為400Hz~500Hz、佔空比為10%~15%，電解液的溫度為20°C~40°C和電解液的pH值為I~5的條件下微弧氧化反應20min~55min。
6.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二所述的主成膜劑為氟鋯酸鉀。
7.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二所述的輔助成膜劑為磷酸二氫鈉、磷酸、次亞磷酸鈉、六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉和磷酸三鈉中的一種或其中幾種的混合物。
8.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為4g/L~6g/L，輔助成膜劑的濃度為0.3g/L~0.4g/L。
9.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~4g/L，輔助成膜劑的濃度為2g/L~4g/L。
10.一種鈦合金TC4表面低太陽吸收率高發射率塗層的製備方法，其特徵在於步驟二所述的電解液中主成膜劑的濃度為3g/L~8g/L，輔助成膜劑的濃度為3g/L~5g/L。
【文檔編號】C25D11/26GK104005073SQ201410255650
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】姚忠平, 沈巧香, 胡冰, 姜兆華 申請人:哈爾濱工業大學