AZO 改性Y2O3-ZnO-Al2O3 热控涂层性能分析
2021-11-09卢松涛吴晓宏
李 涛,张 鹏,卢松涛,吴晓宏
(哈尔滨工业大学 化工与化学学院,哈尔滨 150001)
0 引言
目前,在铝合金等航天材料表面制备热控涂层常采用液相等离子体电解氧化(plasma electrolytic oxidation, PEO)技术。然而,该热控涂层多为绝缘陶瓷涂层,在空间环境中容易遭受带电粒子辐照而产生静电积累。这些积累的电荷会通过静电作用富集空间尘埃,继而阻碍航天器正常运行;此外,由此产生的电势差也会影响航天器内部电子器件的稳定运行。为减少PEO 热控涂层的电荷积累,需要对其进行改性处理,引入导电薄膜是有效方法之一。
透明的铝掺杂氧化锌(aluminum-doped zinc oxide, AZO)薄膜具有优异的导电性,被广泛用于增强基底材料的电学性能。目前,AZO 薄膜的制备技术主要有磁控溅射、溶胶凝胶、物理气相沉积和原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)等。Zhu 等通过调控磁控溅射过程中氧气与氩气的比例得到透明AZO/Ag/AZO 薄膜,其电阻率仅为4.17×10Ω·cm,光透过率为80.3%。范丽琴采用磁控溅射在BK-7玻璃基片上制备AZO 薄膜,并将其用于太阳电池。研究发现,AZO 薄膜的导电性随其厚度增加而增强,当厚度为395 nm 时,导电性最优,其品质因子达到0.61×10Ω。
ALD 技术通过单原子层逐层生长的方式在基底表面沉积薄膜,具有以下显著优势:1)薄膜厚度精确可控,精度可达到原子级别;2)极佳的保型性,可在各种尺度、维度以及多孔结构上沉积化学计量薄膜;3)薄膜均匀致密无孔隙;4)沉积温度低,工艺重复性和可扩展性好。Lee 等采用ALD 技术在透明聚酰亚胺载体上沉积AZO 薄膜,当锌铝比为19∶1 时,薄膜的面电阻率最低,为294 Ω/□。……
