铝合金表面ZnO/Y2O3/Al2O3微弧氧化涂层的制备及其热控性能研究

摘要

目的改善铝合金表面热控性能。方法通过微弧氧化技术,采用六水合硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)为稀土改性剂,在铝合金表面原位构筑ZnO/Y2O3/Al2O3微弧氧化涂层。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜,分析涂层晶体结构、化学组成和表面形貌;利用红外发射率仪和紫外/可见/近红外分光光度计分别测量涂层的发射率与太阳吸收率,进而探究涂层热控性能及其影响因素。结果实验表明,钇源的用量能够显著影响涂层结构和热控性能,当钇源质量浓度为6 g/L时,所得ZnO/Y2O3/Al2O3涂层的红外发射率为0.859,太阳吸收率为0.405,具有最低吸辐比0.471,显示出优异的热控性能。结论原位构筑稀土元素Y改性的微弧氧化涂层可有效提高铝合金表面的热控性能。这得益于微弧氧化过程中所生成的Y2O3,它可有效调控涂层的形貌、粗糙度和厚度。此外,由于Y2O3具有较大的禁带宽度,可降低微弧氧化涂层中ZnO在高能紫外光波段的吸收。