镀铝聚酯薄膜的改进方法
要应用于航天器多层隔热材料上,镀铝聚酯薄膜需要具有髙质量和优异的性能。可通过以下方法改进镀铝聚酯薄膜的质量和性能:
1 ) 使用高纯铝作为靶材,以改善薄膜的热物性。一般来说,民用镀铝聚酯薄膜使用纯度为99.9%的铝材作为靶材,因此镀铝层的热物性通常较差。通过采取99.99%高纯铝作为靶材,进行镀铝薄膜的沉积,镀铝膜层的致密性得到显著改善,且不容易出现薄膜针孔,膜表面光亮,表面红外发射率满足航天器多层隔热材料的要求。
2 )使用高真空以提高铝层和基底之间的粘附性。根据真空镀铝方法的原理,镀室内的真空度需要大于lx 10-2Pa。但是在非常高的真空度条件下,气体分子的自由程减少,气体分子难以移到基板表面,这将降低蒸发速率。通过许多工艺实验,当真空度设定为10-3Pa数量级时,镀铝层的结构紧凑,与聚酯基板的粘附性也得到改善。
3 ) 处理聚酯基底表面并增加铝层的厚度。如果不对真空镀铝中的聚酯薄膜进行表面处理,铝层厚度一般不大于30 nm,因为厚度増加会使剥离强度急剧下降。通过清洗聚酯膜表面,可提高膜表面张力,增加铝层和基体之间的粘附力,铝层厚度可以从常规的35 nm升到50 nm,甚至68 nm,从而显著改善真空镀铝膜的性能。
4 ) 优化镀铝设备结构,提高工艺条件的精确控制,提高镀铝聚酯薄膜的厚度均匀性和聚酯薄膜的平整度。由于6 pm聚酯薄膜非常薄,在镀铝过程中快速升温,且薄膜易于变形。如果使用常规功率,6um聚酯薄膜会由于高温而变形、起皱甚至断裂;如果使用较低的功率,铝层厚度将不能达到要求。在不改变常规功率的条件下,将冷却水注人卷状聚酯主辊,以降低薄膜温度。
通过各种措施改善生产工艺,大量生产高质量的镀铝聚酯薄膜已实现。铝层的附着力试验为胶带试验,胶带粘附于铝镀层上,然后施压,接着以均匀的速度剥离。根据剥离的铝层面积进行定性判断:剥离面积小于1 0 % ,则为A 级;剥落面积小于3 0 % 为B 级;剥落面积高于3 0 % ,则为C 级。为了定量测量附着力,使用拉力试验机进行剥离试验,在所需温度、压力和时间的条件下密封试验样品,其宽度为1 5 mm。生成的镀铝聚酯薄膜的粘附性为A 级,镀铝层的膜层完整,并且在指定试验条件下没有剥离、裂纹、脱铝现象。
可以看出,与为辖照试样相比,在2X1016e/Cm2 电子辐照剂量和1.5x l01 5 p/cm2 质子辐照剂量的辐照下,国产镀铝聚酯薄膜的太阳吸收比由辐照前的0.115退化到0.144,半球发射率由辐照前的0 . 0 3 3退化到0.037。国产和进口 6um 厚双面镀铝聚酯薄膜都具有良好的抗电子、质子辐照性能。