一种铝合金天线表面功能涂层及其制备方法与流程

本发明涉及子阵天线，具体地，涉及一种铝合金天线表面功能涂层及其制备方法。

背景技术：

1、常规铝合金材料由于表面会发生自然氧化，其半球发射率在0.20左右，而且地面存储耐腐蚀能力差，耐中性盐雾试验低于24h。目前，国内使用的有机白漆、osr、柔性热控涂层、铝合金阳极氧化等方法制备的热控涂层，在满足较高的半球发射率(εh 0.70以上)时，太阳吸收率仅为0.30以下；本发明涉及的铝合金天线设计要求涂层在半球发射率εh 0.70的同时应具有吸辐比接近于1的热控状态、同时要保持天线的局部导电性能，并兼具沿海环境地面储存耐盐雾功能。

2、铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，利用外加电流的作用，在铝合金表面通过电化学氧化原位生长制备氧化铝无机涂层，国内曾在多个型号卫星上采用了这一方法，开展了铝合金天线的热控涂层研制，得到的涂层太阳吸收比低于0.35，不能同时达到发射率和吸收比均为0.70的热控性能要求。与本铝合金天线要求的指标存在较大差异。

3、由于子阵天线特殊加工特点及结构形式，采用粘贴osr、真空镀膜和包裹柔性热控涂层等方法都很难实施，更不能满足通讯功能，限制了热控涂层技术的使用，同时由于西方国家对我国的技术封锁，天线表面热控涂层更无从进口。因此，开展子阵天线功能涂层是实现本天线空间热控、电性能要求以及海域环境存储防盐雾等多功能需要解决的一个重要难题和关键任务。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决常规铝合金材料表面会氧化，半球发射率低，且耐腐蚀性能差，同时，现有技术制备的铝合金天线的热控涂层的太阳吸收比低于0.35，不能同时达到发射率和吸收比均为0.70的热控性能要求的问题，从而提供一种铝合金天线表面功能涂层及其制备方法，该铝合金天线表面功能涂层具有良好的空间环境适应性和高精度热控性能，热控涂层的为吸辐比趋于1，导电涂层同时兼具天线的电性能要求以及海域环境存储防盐雾要求，解决铝合金子阵天线地面防护及空间热控等技术难题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种铝合金天线表面功能涂层，所述铝合金天线表面功能涂层包括：导电涂层和热控涂层；其中，

3、所述导电涂层含有铬酸盐及其水合物；

4、所述热控涂层含有三氧化二铝。

5、优选地，所述铝合金天线材料牌号为5a06。

6、优选地，所述铝合金天线表面功能涂层可耐中性盐雾时间为192h，其中，所述可耐中性盐雾时间按国家军用标准gjb150.11a中的中性盐雾试验的规定进行测试。

7、第二方面，本发明提供了一种铝合金天线表面功能涂层的制备方法，所述制备方法包括：将铝合金天线第一活化，导电涂层制备，第一洗涤，第一干燥，绝缘保护，预处理，热控涂层制备，第二洗涤，封孔处理，第二干燥，去除绝缘保护。

8、优选地，所述导电涂层制备的方法包括：在温度为15-35℃的条件下，将经过第一活化的铝合金天线放入导电氧化溶液中2-5min。

9、优选地，所述导电氧化溶液含有铬酐，氟化氢铵，铁氰化钾和al3+。

10、更优选地，所述铬酐，氟化氢铵和铁氰化钾的质量浓度比值为10:3:2，其中，所述铬酐的质量浓度为3-6g/l。

11、进一步优选地，所述al3+的质量浓度为3-20g/l，其中，所述al3+是由铝合金天线与铬酐反应产生。

12、优选地，所述热控涂层制备的方法包括：在温度为16-18℃的条件下，将预处理后的铝合金天线放入铝合金阳极氧化溶液中进行氧化，时间为20-22min，电压为10-14v。

13、优选地，所述铝合金阳极氧化溶液含有硫酸，草酸和酒石酸。

14、更优选地，所述硫酸，草酸和酒石酸的质量浓度比值为13:1:2，其中，硫酸质量浓度为200-220g/l。

15、优选地，所述第一活化的条件包括：在温度为60-70℃的条件下，将铝合金天线置于碱浸蚀液中10-60s，第一流水清洗20-60s，在温度为10-30℃的条件下，在第一活化溶液中活化5-15s，第二流水清洗20-60s。

16、优选地，所述碱浸蚀液含有氢氧化钠，碳酸钠和磷酸钠。

17、更优选地，所述氢氧化钠，碳酸钠和磷酸钠的质量浓度的比值为2:5:7，其中，所述氢氧化钠的质量浓度为10-15g/l。

18、进一步优选地，所述第一活化溶液为体积比为1:1的硝酸和硫酸的混合溶液。

19、优选地，所述第一洗涤的条件包括：采用流水清洗20-60s。

20、优选地，所述第一干燥的条件包括：将所述经第一洗涤后的铝合金天线表面干燥后放入烘箱，温度为50-60℃，时间为30-60min。

21、更优选地，所述绝缘保护的条件包括：对所述经第一干燥后的铝合金天线表面需要导电的φ1mm通孔用硅胶带进行局部绝缘保护处理。

22、优选地，所述预处理的条件包括：将所述经绝缘保护后的铝合金天线先化学浸蚀褪除导电涂层，再进行第二活化。

23、优选地，所述化学浸蚀褪除导电涂层的条件包括：在温度为60-70℃的条件下，将已进行绝缘保护的铝合金天线放入化学浸蚀溶液中30-60s，再放入流水中清洗20-60s。

24、更优选地，所述化学浸蚀溶液为质量浓度为40-50g/l的氢氧化钠的水溶液。

25、进一步优选地，所述第二活化的条件包括：在温度为10-30℃的条件下，将经化学侵蚀褪除导电涂层的铝合金天线放入第二活化溶液中保持5-10s，取出，放入流水中清洗20-60s。

26、更进一步优选地，所述第二活化溶液为体积浓度为20％的硝酸水溶液。

27、优选地，所述第二洗涤的条件包括：将经过热控涂层制备的铝合金天线在流水中清洗20-60s，再在温度为50-80℃的去离子水中清洗5-10s。

28、优选地，所述封孔处理的条件包括：将经第二洗涤后的铝合金天线放入温度为90-100℃的去离子水中5-8min进行氧化膜封孔处理。

29、优选地，所述第二干燥的条件包括：将经过封孔处理的铝合金天线表面干燥后，放入烘箱，温度为50-60℃，时间为30-60min。

30、优选地，所述去除绝缘保护的条件包括：去除经过第二干燥的铝合金天线φ1mm通孔处的绝缘用硅胶带，检查孔内壁导电涂层的完整性。

31、在上述技术方案中，本发明的铝合金天线表面功能涂层以国内开发双频段测控通信卫星的应用需求为背景，开展5a06铝合金子阵天线表面多功能涂层研制，开发的铝合金天线表面功能涂层由导电涂层和热控涂层构成，具有良好的热控性能和耐盐雾腐蚀性，其热控涂层的吸辐比(太阳吸收比和半球发射率的比值)趋于1，可以用于复杂结构天线的高精度热控，同时兼具天线电性能要求以及海域环境存储防盐雾特点，拥有良好的空间环境适应能力和高精度热控性能，解决了铝合金子阵天线地面防护及空间热控等技术难题。

32、同时，本发明铝合金天线表面功能涂层的制备方法条件简单，材料易得，可以大规模生产，批量推广使用。

33、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。