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热控涂层是航天器中一种非常有效的被动式热控制方法，可保证航天器温度维持在正常工作范围。本文通过高功率脉冲磁控溅射技术（HPPMS）来沉积制备低太阳吸收比和高半球发射率的Al2O3热控涂层，使用光纤光谱仪对溅射过程中的等离子体成分进行诊断，利用SEM、EDS、XRD等分析手段对涂层的微观结构和相组成进行分析，并对涂层的太阳吸收比和半球发射率进行了测定。本文中通过单靶和孪生靶分别进行HPPMS沉积Al2O3涂层，其中单靶溅射用到的电源为自行研制的MPP电源，孪生靶溅射用到的电源为对称双极性脉冲电源。自行研制的MPP电源主脉冲频率可在20~500Hz范围内调节，构成主脉冲的小脉冲频率为25kHz，脉宽可在10~35μs内调节。电源的最大输出脉冲电压为900V，最大脉冲输出电流为60A。在单靶MPP溅射中，放电等离子体主要成分为Ar和O的原子和一次离子，Al离子较少。在工作气压一定时，增加反应气体O2流量后Al靶中毒加剧，沉积速率降低。靶表面打火会引起沉积得到的涂层出现较多大颗粒。随工作气压增加沉积速率略有下降。在沉积15h后，涂层的半球发射率可达到0.65，太阳吸收比为0.3。孪生靶对称双极性脉冲溅射中，等离子体密度要比单靶MPP溅射大很多，同时由于孪生靶可降低靶中毒，抑制打火，所以沉积速率要相对单靶高很多，并且涂层的致密度和表面粗糙度也有所改善，由于打火引起的大颗粒较少。工作气压一定时，随O2增加，放电等离子体数量略有下降，涂层沉积速率下降。对813.68nm处的Ar离子谱线进行Stark展宽分析，发现系统中电子密度随O2流量增加而降低。Ar和O2流量一定时，随工作气压增加，等离子体数量增多，但对涂层沉积速率影响不大，而适当降低气压可改善涂层表面质量。对涂层进行XRD分析，发现多为非晶形态，在O2流量较低时涂层中有Al形成。对涂层进行退火后，均出现不同程度的晶化。在低工作气压和低O2流量条件下，涂层更易发生非晶向晶体态的转变。