CN113415823B - 一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，包括以下步骤：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按比例湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；混合物A经低温干燥处理后，将干燥后的物料粉碎、装钵高温烧结，得到半成品B；将半成品B进行酸洗，得到半成品C；将酸洗后的物料C装钵烧结，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌。本发明制备工艺简单，成本低，适合规模化生产，在热控涂层技术领域具有重要的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于航天器热控涂层技术领域，特别涉及一种航天器热控涂层用正钛酸锌制备方法。
背景技术
航天器受到辐照以后，会导致温升，同时也会产生器件性能的衰退，尤其是紫外辐射，对器件的损伤较大。随着空间探测任务的日益多样化，空间飞行器服务平台及有效载荷的集成化程度不断提高，星上仪器设备的发热量及热流密度不断增加。同时，空间飞行器构型、运行轨道及飞行姿态日益复杂，这都将导致其散热面外表面上外热流的剧烈变化。
通常人们会采用热控涂层来保护航天器。热控涂层中最重要的就是涂层材料，目前常用的只要是氧化锌体系的无机填料。ZnO中的Zn原子，虽然会对电子质子起到很好的阻碍作用，但是由于其原子序数大，因此，不可避免产生大量韧致辐射。该类型涂层在真空紫外条件下存在较大的性能退化，影响涂层的吸收性能。
正钛酸锌是一种优异的涂层材料，目前采用的制备方法主要是溶胶-凝胶法，但是其成本昂贵，工艺复杂，无法规模化制备。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按比例湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；
步骤2：混合物A经低温干燥处理后，将干燥后的物料粉碎、装钵高温烧结，得到半成品B；
步骤3：将半成品B进行酸洗，得到半成品C；
步骤4：将酸洗后的物料C装钵烧结，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌。
进一步，所述步骤1中高纯纳米二氧化钛和二氧化锌的摩尔比为2:1。
进一步，所述步骤2中干燥温度为60～150℃，干燥时间为10～20h。
进一步，所述步骤2中烧结温度为800～1050℃，烧结时间为2～10h。
进一步，所述步骤3中的酸为稀硫酸。
进一步，所述稀硫酸的浓度为为1mol/L。
进一步，所述步骤4中烧结温度为800～900℃，烧结时间为4～10h。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明以高纯纳米二氧化钛和纳米氧化锌为原材料，通过液相乳化工艺制备正钛酸锌粉体，该粉体分散性较好，白度可达到94以上。
(2)本发明制备所得正钛酸锌是纯相，且粒径在亚微米级的微纳结构。
(2)本发明制备工艺简单，成本低，适合规模化生产，在热控涂层技术领域具有重要的应用前景。
具体实施方式
以下所述实例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但并不限制本发明专利的保护范围，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例提供一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按摩尔比为2:1湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；
步骤2：混合物A在150℃下干燥15h后，将干燥后的物料粉碎、装钵，在950℃下烧结6h，得到半成品B；
步骤3：将半成品B用浓度为1mol/L的稀硫酸进行酸洗，得到半成品C；
步骤4：将酸洗后的物料C装钵，在850℃下烧结8h，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌。
参见图1，图1为本实施例制得的正钛酸锌粉体XRD图谱，从XRD图谱可以看出，该工艺晶型发育完整，晶体结构属α相，杂相较少。
实施例2
本实施例提供一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按摩尔比为2:1湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；
步骤2：混合物A在60℃下干燥20h后，将干燥后的物料粉碎、装钵，在800℃下烧结10h，得到半成品B；
步骤3：将半成品B用浓度为1mol/L的稀硫酸进行酸洗，得到半成品C；
步骤4：将酸洗后的物料C装钵，在900℃下烧结4h，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌。
实施例3
本实施例提供一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按摩尔比为2:1湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；
步骤2：混合物A在100℃下干燥10h后，将干燥后的物料粉碎、装钵，在1050℃下烧结2h，得到半成品B；
步骤3：将半成品B用浓度为1mol/L的稀硫酸进行酸洗，得到半成品C；
步骤4：将酸洗后的物料C装钵，在800℃下烧结10h，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌。
Claims (3)
1.一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将高纯纳米二氧化钛和二氧化锌按比例湿法混合，采用乳化设备，充分乳化制成浆料得混合物A；
步骤2：混合物A经低温干燥处理后，将干燥后的物料粉碎、装钵高温烧结，得到半成品B；
步骤3：将半成品B进行酸洗，得到半成品C；
步骤4：将酸洗后的物料C装钵烧结，烧结后物料采用气流粉碎，得到正钛酸锌；
所述步骤2中干燥温度为60～150℃，干燥时间为10～20h；烧结温度为800～1050℃，烧结时间为2～10h；所述步骤4中烧结温度为800～900℃，烧结时间为4～10h;
所述步骤1中高纯纳米二氧化钛和二氧化锌的摩尔比为2:1。
2.根据权利要求1所述的一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的酸为稀硫酸。
3.根据权利要求2所述的一种航天器热控涂层用正钛酸锌的制备方法，其特征在于，所述稀硫酸的浓度为1mol/L。
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