热控系统是维持航天器正常运行的重要保障系统之一,传统的热控系统已不能满足航天器自适应控温的需求。而VO₂是一种相变材料,其发射率可随环境温度自适应变化,能够动态调节航天器的温度。本论文采用高能脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术制备了VO₂薄膜并对其发射率性能进行了研究。首先,研究制备过程中脉冲宽度、溅射功率、氧氩比和压强对靶电流的影响,获得靶电流的变化规律:脉冲宽度的增加使靶电流逐渐下降;氧氩比、溅射功率和压强的增加都会使靶电流呈上升趋势。通过以上研究,调整制备参数,在脉冲宽度为50μs,氧气流量为1.4sccm时制备的薄膜具有一定的相变特性,表明薄膜中含有M相的VO₂。随后,优化VO₂的溅射功率和制备温度。溅射功率为260W和270W时制备的薄膜表面平整,粗糙度小,透过率高,结晶性好,2500nm处的透过率变化值均超过45%,且薄膜中V元素是以V⁴⁺为主。制备温度为540℃时VO₂的溅射功率可调整区间比较宽,最优VO₂薄膜在2500nm处的透过率变化值接近60%,而且薄膜表面平整致密,出现明显晶粒,薄膜表面V元素是以V⁴⁺为主。当制备温度降至480℃时,薄膜结晶性变弱,相变程度不明显,透过率比较低。测试不同制备温度下VO₂薄膜的相变温度,结果表明VO₂薄膜相变温度最低为49℃,热滞回线宽度在6℃。这主要是由于高能脉冲磁控溅射制备的VO₂薄膜晶粒小且尺寸分布均匀。以单抛光的铝片为基底,控制溅射时间获得不同厚度的VO₂薄膜,研究不同厚度下薄膜的热辐射特性。结果表明溅射时间为40min的薄膜发生相变后在红外相机上的显示温度要比铝片高15.3℃,此样品的发射率变化值也最大,能够达到0.117。这主要是由于VO₂薄膜厚度的增加会导致红外吸收增强,因此溅射时间最长的薄膜具有较大的发射率变化值。