Siliziumkarbid auf Aluminiumbasis wird aufgrund seines hohen Moduls und seiner Leichtbauweise zum idealen Material für die neue Generation von Weltraum-Optikspiegeln, aber die Aluminiuroxidschicht auf der Oberfläche und Defekte an der Mehrphasen-Grenzfläche erschweren das Erreichen der optischen Spiegelanforderungen. Um die optischen Leistungsanforderungen an die Aluminiumkarbid-Spiegel (SiC_p-Volumenanteil 20 %) zu erfüllen, wurde die Technologie zur Herstellung einer amorphen Nickel-Phosphor-Schicht auf der Aluminiumkarbid-Oberfläche optimiert. Der Prozessweg „Reinigung – erste Verzinkung – Verzinkungsentfernung – zweite Verzinkung – chemische Nickelschichtung“ konzentriert sich auf die Lösung der Kernprobleme wie Entfernung der Oxidschicht, Aktivierung der Grenzfläche, Verbesserung der Grenzflächenhaftung und Kontrolle der Beschichtungstärke. Die Oberflächenschicht des Aluminiumkarbid-Substrats erzeugt nach der ersten Verzinkung fragmentartige Verbindungen, die die Aluminiuroxidschicht teilweise entfernen können, jedoch ist die gebildete Aktivierungsschicht dünn und leicht ablösbar. Die Verzinkungsentfernung mit Salpetersäure kann die Verbindungsschicht entfernen und das Substratmaterial freilegen. Nach der zweiten Verzinkung wird eine großflächige vollständige Aktivierung erreicht, und die Oberfläche der Siliziumkarbid-Partikel wird ebenfalls von der Aktivierungsschicht bedeckt, wodurch die Grenzflächenbindungsstärke im Vergleich zu unbehandelten aktivierten Zuständen verbessert wird. Die orthogonalen L₉-Versuchsergebnisse zeigen, dass die chemische Nickelschichtzeit den größten Einfluss auf die Beschichtungsdicke hat, gefolgt von der Zeit der zweiten und ersten Verzinkung. Die optimale Parameterkombination ist chemische Nickelschichtung 8 Stunden, erste Verzinkung 10 Sekunden, zweite Verzinkung 2 Minuten bei einer Beschichtungsdicke von etwa 50~60 µm. Dieser Prozess verbessert durch schrittweise Aktivierung und Zellstapelwachstumsmechanismus synergistisch die Grenzflächenhaftung und Materialdichte der Beschichtung und bietet eine Oberflächenmodifikationslösung für die hohen Stabilitätsanforderungen von Weltraum-Optikspiegeln.

Aluminiumkarbid;Verbundwerkstoffe;Oberflächenaktivierung;chemische Nickelschichtung;Beschichtungsdicke