SrSiO3掺杂ZnO热控涂层的制备与性能研究

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ZnO热控涂层具有较好的光学性能和工艺性能,广泛应用于各类航天器。纯ZnO电阻率较高,且在可见-近红外波段对光有一定吸收。航天器在轨道运行期间,在空间带电粒子和太阳辐照作用下,ZnO热控涂层光学性能和电学性能发生变化,严重地影响了航天器内部电子元器件的使用寿命。  本文采用化学沉淀法和固相法制备SrSiO3,以自制SrSiO3为掺杂剂,对氧化锌粉体进行了Sr2+改性,合成了具有低太阳吸收比、低导电率的颜料;并以高模数K2SiO3为粘结剂,改性ZnO为颜料,制备出SrSiO3/ZnO热控涂层。系统研究了ZnO颜料的改性工艺、光学特性及电学特性。  实验研究结果表明:合成SrSiO3的最佳处理温度为850℃(空气),保温时间为3h,具有纯度较高、处理温度较低等特点。SrSiO3在ZnO中的最佳掺杂比例为2%,改性工艺的颜料电阻率从108Ω.cm下降到106Ω.cm,满足热控涂层抗静电的要求;涂层的太阳吸收比从0.192下降到0.126,降低了34.4%,满足低吸收热控涂层对光学性能的要求。PL谱分析表明:SrSiO3的掺杂降低了ZnO氧空位(Vo)和锌间隙(Zni)等缺陷浓度,其中2%SrSiO3掺杂效果最佳,荧光强度的降低程度最大,但随着SrSiO3掺杂比例的增加,氧化锌晶格缺陷浓度增加,发光峰增强。
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