鈦表面高太陽吸收膜層的制備及性能研究.pdf

1、鈦及其合金鈦有良好的機械性能、耐蝕性以及穩(wěn)定性，因而廣泛的應(yīng)用在航空航天軍械領(lǐng)域。為提高太陽光的利用效率，用電化學(xué)氧化的方法在純鈦表面制備了高太陽吸收率膜層，并對膜層的粗糙度、厚度、形貌、元素組成和晶相組成進行了表征分析，對膜層的吸收率發(fā)射率性能進行了測試，并探討了組成結(jié)構(gòu)對膜層性能的影響。
　　利用微弧氧化法以磷酸鹽與硅酸鹽為電解液體系中在TA7表面制備了高吸收高發(fā)射膜層，形成黑色均勻粗糙的非晶態(tài)膜層。偏釩酸銨、硫酸亞鐵和醋酸鎳

2、濃度增大，膜層的黑度值增加。偏釩酸銨濃度增加膜層的粗糙度和厚度都明顯增加，形貌變化明顯，吸收率和紅外發(fā)射率都增加；醋酸鎳濃度增加膜層的粗糙度、厚度以及微觀形貌基本不變，吸收率和發(fā)射率都升高；硫酸亞鐵濃度增加，膜層的粗糙度厚度以及膜層形貌變化較小，膜層的吸收率和發(fā)射率變化也較小。反應(yīng)電壓的升高膜層的厚度粗糙度明顯增加，形貌變化明顯，表面不均勻，但對膜層的吸收率影響不大，發(fā)射率略有增加；反應(yīng)時間延長，膜層粗糙度和厚度變化很小，膜層的吸收率和

3、發(fā)射率略有增加。所以在添加偏釩酸銨、醋酸鎳、硫酸亞鐵的電解液中400V反應(yīng)10min能獲得最好的結(jié)果。
　　利用微弧氧化法以磷酸三鈉與鋁酸鈉為電解液在TA2表面制備了高吸收低發(fā)射多孔膜層。隨著反應(yīng)時間和反應(yīng)電壓的增加，膜層的粗糙度厚度都增加，微孔的孔徑增加。隨著反應(yīng)時間的增加，膜層中晶相組成有鈦酸鋁、銳鈦礦型和板鈦礦型TiO2，吸收率降低，但發(fā)射率是急劇增加的。逐漸增大反應(yīng)電壓，膜層的晶相組成只有板鈦礦型TiO2，膜層的吸收率隨著

4、電壓的升高先增加，電壓過高時吸收率下降，而發(fā)射率逐漸增加，所以在400V反應(yīng)最短時間有最好的結(jié)果。
　　利用陽極氧化法在0.5mol/L的硫酸溶液中在TA2表面制備高吸收高發(fā)射膜層。膜層晶相組成為銳鈦礦型二氧化鈦。隨著氧化電壓由100V升高到160V，膜層表面微孔數(shù)量以及微孔孔徑逐漸增加，膜層的太陽吸收率和紅外發(fā)射率均增加。改變陽極氧化時間，膜層的形貌、吸收率和發(fā)射率基本不變，所以氧化時間對膜層影響很小。還利用陽極氧化在陽極氧化膜