航天器热控薄膜技术pdf/txt下载_在线阅读全文

内容简介

本书介绍了当今航天器热控薄膜技术的发展水平，特别是详细介绍了我国在航天器热控薄膜研究方面的新技术和新产品。
全书共分为7章。第1章概括地介绍了航天器热控薄膜相关的基本知识和物理基础。第2至第5章介绍了航天器常用的热控薄膜材料和器件，主要包括单一结构被动热控薄膜材料、复合结构被动热控薄膜材料、智能型热控薄膜材料和微结构热控薄膜器件的工作原理和应用情况。第6章介绍了航天器常用热控薄膜材料的制备技术、表征方法和性能检测技术。第7章对热控薄膜的常规地面试验、单一空间环境试验和综合辐照试验进行了介绍。
本书内容新颖，实用性强，适合从事热控薄膜技术相关工作的工程技术人员和科研人员使用，亦可供大专院校相关专业的师生阅读。

The book introduces development of spacecraft thermal control thin films technologies nowadays，especially the detail of new technologies and new products of thermal control thin films developed in China.

<table width="530" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
<tbody>
<tr height="156">
<td width="530" class="xl63" height="156">本书介绍了当今航天器热控薄膜技术的发展水平，特别是详细介绍了我国在航天器热控薄膜研究方面的新技术和新产品。 
 
 全书共分为7章。第1章概括地介绍了航天器热控薄膜相关的基本知识和物理基础。第2至第5章介绍了航天器常用的热控薄膜材料和器件，主要包括单一结构被动热控薄膜材料、复合结构被动热控薄膜材料、智能型热控薄膜材料和微结构热控薄膜器件的工作原理和应用情况。第6章介绍了航天器常用热控薄膜材料的制备技术、表征方法和性能检测技术。第7章对热控薄膜的常规地面试验、单一空间环境试验和综合辐照试验进行了介绍。 
 本书内容新颖，实用性强，适合从事热控薄膜技术相关工作的工程技术人员和科研人员使用，亦可供大专院校相关专业的师生阅读。 
 
 
 The book introduces development of spacecraft thermal control thin films
 technologies nowadays，especially the detail of new technologies and new
 products of thermal control thin films developed in China. 
 The book consists of 7 chapters.Chapter 1 summarizes fundamental knowledge
 and physical basis of spacecraft thermal control thin films.From Chapter 2 to
 Chapter 5，frequently used spacecraft thermal control thin films and devices
 are introduced，including principles and applications of passive thermal
 control thin films with single structure，passive thermal control thin films
 with composite structures，intelligent thermal control thin films and
 microstructure thermal control thin film devices.Chapter 6 introduces
 preparation，characterization and detection techniques in common use for
 spacecraft thermal control thin films.Chapter 7 introduces general ground
 test，single simulative space environmental test and combined irradiation test
 for thermal control thin films. 
 The content of this book is novel and practical.This book is suitable for
 engineering technicists and scientific researchers who are engaged in thermal
 control thin film technology，and can also be read by college teachers and
 students of relative specialty. 
 </td>
</tr>
</tbody>
</table>

显示全部信息

目　　录

第1章舰用锅炉的基本结构和工作过程

1.1舰用锅炉的分类、用途和要求

1.1.1舰用锅炉的分类和用途

1.1.2舰用锅炉的要求

1.1.3舰用锅炉材料及其要求

1.2舰用蒸汽锅炉的基本结构和工作过程

1.2.1舰用自然循环蒸汽锅炉

<table width="530" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
<tbody>
<tr height="74">
<td width="530" class="xl65" height="74">第1章舰用锅炉的基本结构和工作过程 
 
 1.1舰用锅炉的分类、用途和要求 
 
 1.1.1舰用锅炉的分类和用途 
 
 1.1.2舰用锅炉的要求 
 
 1.1.3舰用锅炉材料及其要求 
 
 1.2舰用蒸汽锅炉的基本结构和工作过程 
 
 1.2.1舰用自然循环蒸汽锅炉 
 
 1.2.2舰用直流式蒸汽锅炉 
 
 1.2.3舰用强制循环蒸汽锅炉 
 
 1.2.4舰用蒸汽锅炉的工作过程 
 
 1.3舰用蒸汽锅炉的特性 
 
 第2章燃油及其燃烧产物 
 
 2.1舰用锅炉用燃油及其特性 
 
 2.1.1舰用锅炉用燃油 
 
 2.1.2燃油的物理化学特性 
 
 2.2燃油燃烧所需的空气量 
 
 2.2.1可燃元素燃烧所需氧量和产生的产物量 
 
 2.2.2理论空气量 
 
 2.2.3实际空气量和空气过余系数 
 
 2.3燃烧产生的烟气量 
 
 2.3.1设计热力计算 
 
 2.3.2烟气分析 
 
 2.3.3校核热力计算 
 
 2.4空气和烟气的焓 
 
 2.4.1空气焓 
 
 2.4.2烟气焓 
 
 第3章燃烧原理及燃烧设备 
 
 3.1燃烧的化学反应动力学基础 
 
 3.1.1化学反应速度及质量作用定律 
 
 3.1.2阿累尼乌斯定律及活化能 
 
 3.1.3影响化学反应速度的主要因素 
 
 3.1.4链锁反应 
 第1章概论 
 
 1.1航天器热控与热控薄膜 
 
 1.2热控薄膜的分类与特点 
 
 1.2.1热控薄膜的定义 
 
 1.2.2热控薄膜的特点 
 
 1.2.3热控薄膜的分类 
 
 1.3热控薄膜技术相关理论与热控原理 
 
 1.3.1热控薄膜的热控性能参数 
 
 1.3.2红外发射率基础理论 
 
 1.3.3热控薄膜材料的控温原理 
 
 1.4热控薄膜的空间环境适应性 
 
 1.4.1热环境对热控薄膜的要求 
 
 1.4.2电磁辐照环境对热控薄膜的要求 
 
 1.4.3空间粒子辐照对热控薄膜的要求 
 
 1.4.4原子氧环境对热控薄膜的要求 
 
 第2章单一结构被动热控薄膜 
 
 2.1聚酰亚胺镀锗膜热控薄膜 
 
 2.1.1基本概念 
 
 2.1.2研究进展 
 
 2.1.3发展趋势 
 
 2.2多层隔热反射屏热控薄膜 
 
 2.2.1基本概念 
 
 2.2.2研究进展 
 
 2.3SiO2热控薄膜 
 
 2.3.1基本概念 
 
 2.3.2研究进展 
 
 2.3.3发展趋势 
 
 2.4TiAlN热控薄膜 
 
 2.4.1基本概念 
 
 2.4.2研究进展 
 
 2.4.3发展趋势 
 
 2.5高热导金刚石薄膜 
 
 2.5.1基本概念 
 
 2.5.2研究进展 
 
 2.5.3发展趋势 
 
 2.6黑色热控薄膜 
 
 2.6.1基本概念 
 
 2.6.2研究进展 
 
 2.6.3发展趋势 
 
 2.7单一结构热控薄膜的优缺点及适用性 
 
 第3章复合结构被动热控薄膜 
 
 3.1玻璃型二次表面镜 
 
 3.1.1基本概念 
 
 3.1.2研究进展 
 
 3.1.3发展趋势 
 
 3.2柔性二次表面镜 
 
 3.2.1基本概念 
 
 3.2.2研究进展 
 
 3.2.3发展趋势 
 
 3.3金属-陶瓷(介质)复合热控薄膜 
 
 3.3.1基本概念 
 
 3.3.2研究进展 
 
 3.3.3发展趋势 
 
 3.4CCAg光学多层复合热控薄膜 
 
 3.4.1基本概念 
 
 3.4.2研究进展 
 
 3.4.3发展趋势 
 
 3.5复合结构被动热控薄膜的优缺点及适用性 
 
 第4章智能型热控薄膜 
 
 4.1二氧化钒智能型热控薄膜 
 
 4.1.1基本概念 
 
 4.1.2研究进展 
 
 4.1.3发展趋势 
 
 4.2稀土锰氧化物掺杂智能热控薄膜 
 
 4.2.1稀土锰氧化物掺杂材料基本概念 
 
 4.2.2研究进展 
 
 4.2.3发展趋势 
 
 4.3电致变色热控器件 
 
 4.3.1基本概念 
 
 4.3.2研究进展 
 
 4.3.3发展趋势 
 
 4.4智能型热控薄膜的优缺点及适用性 
 
 第5章微结构热控薄膜器件 
 
 5.1MEMS热控百叶窗 
 
 5.1.1基本概念 
 
 5.1.2微型热控百叶窗国内外研究现状 
 
 5.1.3扭转式微型热控百叶窗结构设计 
 
 5.1.4扭转式微型热控百叶窗材料选择 
 
 5.1.5扭转式微型热控百叶窗的机电特性的理论分析 
 
 5.1.6扭转式微型热控百叶窗有限元仿真模拟 
 
 5.1.7仿真分析结果与解析计算结果对比 
 
 5.1.8微型热控百叶窗原理样件研制 
 
 5.1.9微型热控百叶窗发展趋势 
 
 5.2微型热开关辐射器 
 
 5.2.1基本概念 
 
 5.2.2国内外研究现状 
 
 5.2.3微型热开关辐射器设计 
 
 5.2.4微型热开关辐射器驱动电压计算 
 
 5.2.5仿真分析 
 
 5.2.6微型热开关辐射器热性能理论分析 
 
 5.2.7微型热开关辐射器制备 
 
 5.2.8发展趋势 
 
 5.3薄膜电加热器 
 
 5.3.1基本概念 
 
 5.3.2研究进展 
 
 第6章热控薄膜制备、表征与检测 
 
 6.1热控薄膜制备 
 
 6.1.1真空蒸镀技术 
 
 6.1.2磁控溅射技术 
 
 6.1.3微波CVD技术 
 
 6.1.4溶胶-凝胶法 
 
 6.1.5原子层沉积技术 
 
 6.1.6热控薄膜制备方案的选择及关键技术途径 
 
 6.2热控薄膜表征 
 
 6.2.1薄膜材料的晶体结构分析 
 
 6.2.2薄膜材料的微观结构分析 
 
 6.2.3薄膜材料的化学组成分析 
 
 6.2.4薄膜材料的光学性能分析 
 
 6.2.5薄膜材料的电学性能分析 
 
 6.3热控薄膜检测 
 
 6.3.1薄膜材料热导率检测技术 
 
 6.3.2太阳吸收率检测技术 
 
 6.3.3红外发射率检测技术 
 
 第7章热控薄膜试验技术 
 
 7.1地面环境试验 
 
 7.1.1热控薄膜湿热试验 
 
 7.1.2热控薄膜附着力试验 
 
 7.2单一模拟空间环境试验 
 
 7.2.1真空-紫外辐照试验 
 
 7.2.2真空-质子辐照试验 
 
 7.2.3真空-电子辐照试验 
 
 7.2.4原子氧试验 
 
 7.2.5热真空试验 
 
 7.2.6充放电试验 
 
 7.3综合模拟空间环境试验 
 
 参考文献 
 
 
 CONTENTS 
 
 
 
 Chapter 1Introduction 
 
 1.1Spacecraft thermal control and thermal control thin films 
 
 1.2Classification and properties of thermal control thin films 
 
 1.2.1Definition of thermal control thin films 
 
 1.2.2Properties of thermal control thin films 
 
 1.2.3Classification of thermal control thin films 
 
 1.3Theories and principles of thermal control thin film technology 
 
 1.3.1Thermal control parameters of thermal control thin films 
 
 1.3.2Theories of infrared emissivity 
 
 1.3.3Thermal control principles of thermal control thin films 
 
 1.4Space environmental adaptability of thermal control thin films 
 
 1.4.1Thermal control requirement for thermal control 
 thin films 
 
 1.4.2Eletromagnetic radiation protection requirement for 
 thermal control thin films 
 
 1.4.3Space particle irradiation protection requirement for 
 thermal control thin films 
 
 1.4.4Atomic oxygen protection requirement for thermal 
 control thin films 
 
 Chapter 2Passive thermal control thin films with single structure 
 
 2.1Germanium coated polyimide thermal control thin film 
 
 2.1.1Basic concept 
 
 2.1.2Research progress 
 
 2.1.3Trend in development 
 
 2.2Multilayer heat insulation reflective plate thermal control 
 thin film 
 
 2.2.1Basic concept 
 
 2.2.2Research progress 
 
 2.3Silicon dioxide thermal control thin film 
 
 2.3.1Basic concept 
 
 2.3.2Research progress 
 
 2.3.3Trend in development 
 
 2.4TiAlN thermal control thin film 
 
 2.4.1Basic concept 
 
 2.4.2Research progress 
 
 2.4.3Trend in development 
 
 2.5High heat conductivity diamond thermal control thin film 
 
 2.5.1Basic concept 
 
 2.5.2Research progress 
 
 2.5.3Trend in development 
 
 2.6High absorptivity thermal control thin film 
 
 2.6.1Basic concept 
 
 2.6.2Research progress 
 
 2.6.3Trend in development 
 
 2.7Properties and applicability of passive thermal control thin films
 
 with single structure 
 
 Chapter 3Passive thermal control thin films with composite 
 structures 
 3.1Glass second surface mirror 
 
 3.1.1Basic concept 
 
 3.1.2Research progress 
 
 3.1.3Trend in development 
 
 3.2Flexible second surface mirror 
 
 3.2.1Basic concept 
 
 3.2.2Research progress 
 
 3.2.3Trend in development 
 
 3.3Metal-ceramic(dielectric) composite thermal control thin film 
 
 3.3.1Basic concept 
 
 3.3.2Research progress 
 
 3.3.3Trend in development 
 
 3.4CCAg optical multilayer composite thermal control thin film 
 
 3.4.1Basic concept 
 
 3.4.2Research progress 
 
 3.4.3Trend in development 
 
 3.5Properties and applicability of passive thermal control thin films
 
 with composite structures 
 
 
 
 
 
 
 Chapter 4Intelligent thermal control thin films 
 
 4.1Vanadium dioxide intelligent thermal control thin film 
 
 4.1.1Basic concept 
 
 4.1.2Research progress 
 
 4.1.3Trend in development 
 
 4.2Rare earth manganese oxide doped intelligent thermal control 
 thin film 
 
 4.2.1Basic concept of rare earth manganese oxide doped 
 materials 
 
 4.2.2Research progress 
 
 4.2.3Trend in development 
 
 4.3Electrochromic thermal control device 
 
 4.3.1Basic concept 
 
 4.3.2Research progress 
 
 4.3.3Trend in development 
 
 4.4Properties and applicability of intelligent thermal control 
 thin films 
 
 Chapter 5Microstructure thermal control thin film devices 
 
 5.1MEMS thermal control louvers 
 
 5.1.1Basic concept 
 
 5.1.2Research status of MEMS thermal control louvers at home 
 and abroad 
 
 5.1.3Configuration design of torsion type MEMS thermal control 
 louvers 
 
 5.1.4Material selection of torsion type MEMS thermal control 
 louvers 
 
 5.1.5Theoretical analysis of electromechanical characteristics for 
 torsion type MEMS thermal control louvers 
 
 5.1.6Finite element simulation of torsion type MEMS thermal 
 control louvers 
 
 5.1.7Comparison of finite element simulation and analytic 
 calculation 
 
 5.1.8Principled sample preparation of MEMS thermal control 
 louvers 
 
 5.1.9Trend in development of MEMS thermal control louvers 
 
 5.2Minitype thermal switch radiator 
 
 5.2.1Basic concept 
 
 5.2.2Research status at home and abroad 
 
 5.2.3Design of minitype thermal switch radiator 
 
 5.2.4Drive voltage calculation of minitype thermal switch 
 radiator 
 
 5.2.5Simulation of minitype thermal switch radiator 
 
 5.2.6Theoretical analysis of heat characteristics for minitype 
 thermal switch radiator 
 
 5.2.7Preparation of minitype thermal switch radiator 
 
 5.2.8Trend in development 
 
 5.3Thin film electric heater 
 
 5.3.1Basic concept 
 
 5.3.2Research progress 
 
 
 Chapter 6Preparation, characterization and detection of thermal 
 control thin films 
 6.1Preparation of thermal control thin films 
 
 6.1.1Vacuum evaporation 
 
 6.1.2Magnetron sputtering 
 
 6.1.3Microwave CVD 
 
 6.1.4Sol-Gel 
 
 6.1.5Atomic layer deposition 
 
 6.1.6Preparation method selection and key technology of thermal 
 control films 
 
 6.2Characterization of thermal control thin films 
 
 6.2.1Crystal structure analysis of thin films 
 
 6.2.2Microstructure analysis of thin films 
 
 6.2.3Chemical composition analysis of thin films 
 
 6.2.4Optical performance analysis of thin films 
 
 6.2.5Electrical performance analysis of thin films 
 
 6.3Detection of thermal control thin films 
 
 6.3.1Thermal conductivity detection of thin films 
 
 6.3.2Solar absorption detection of thin films 
 
 6.3.3Infrared emissivity detection of thin films 
 
 
 
 
 
 
 Chapter 7Test technique for thermal control thin films 
 
 7.1Ground environmental test 
 
 7.1.1Damp heat test of thermal control thin films 
 
 7.1.2Adhesion test of thermal control thin films 
 
 7.2Simulative individual space environmental test 
 
 7.2.1Vacuum-ultraviolet irradiation test 
 
 7.2.2Vacuum-proton irradiation test 
 
 7.2.3Vacuum-electron irradiation test 
 
 7.2.4Atomic oxygen test 
 
 7.2.5Thermal vacuum test 
 
 7.2.6Charge-discharge test 
 
 7.3Combined irradiation test 
 
 Reference 
 </td>
</tr>
</tbody>
</table>

显示全部信息

前　　言

航天技术的发展促进了卫星热控技术的进步，其中具有重量轻、稳定性好、热控参数可设计等优势的热控薄膜技术正成为航天器热控技术的重要发展方向之一。经过几十年的发展，热控薄膜产品已由最初的几种逐渐发展成几大类数十个品种，其在结构、原理、功能、制备技术及应用范围等方面也出现多样化趋势。
在多年技术研发及工程实践中，作者和同行专家、技术人员普遍感到，航天器热控薄膜技术发展迅速，但目前尚没有关于热控薄膜技术的较为系统和专门的著作。因此，有必要对热控薄膜技术进行一次较为全面的梳理，系统地总结航天器热控薄膜技术体系，撰写一本关于热控薄膜技术的专著。

<table width="530" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
<tbody>
<tr height="76">
<td width="530" class="xl65" height="76">航天技术的发展促进了卫星热控技术的进步，其中具有重量轻、稳定性好、热控参数可设计等优势的热控薄膜技术正成为航天器热控技术的重要发展方向之一。经过几十年的发展，热控薄膜产品已由最初的几种逐渐发展成几大类数十个品种，其在结构、原理、功能、制备技术及应用范围等方面也出现多样化趋势。 
 
 在多年技术研发及工程实践中，作者和同行专家、技术人员普遍感到，航天器热控薄膜技术发展迅速，但目前尚没有关于热控薄膜技术的较为系统和专门的著作。因此，有必要对热控薄膜技术进行一次较为全面的梳理，系统地总结航天器热控薄膜技术体系，撰写一本关于热控薄膜技术的专著。 
 
 本书共有7章，第1章系统论述了航天器热控薄膜的基本理论、技术基础、空间热环境及辐射环境、热控薄膜的分类、热控薄膜的应用以及热控薄膜的发展现状与趋势；第2章和第3章按照结构不同先后介绍了单一结构和复合结构两大类常见的10种被动热控薄膜，较全面地介绍了传统热控薄膜的基本概念、热控原理、功能和特点，用较为翔实的数据对国内外技术水平和发展现状进行了对比，并分析了此类热控薄膜未来的发展趋势；第4章和第5章介绍了近10年发展起来的新型热控薄膜技术，内容涵盖了国际上主流的几种智能热控薄膜和基于MEMS的微结构热控薄膜技术，并分别从薄膜的设计、理论计算、制备方法、性能及特点等方面做了系统的论述；第6章主要介绍了包括真空蒸发、磁控溅射、微波CVD、溶胶-凝胶法及原子层沉积在内的几种常见薄膜沉积技术，并介绍了薄膜的结构、组成及电学、光学和热学性能的分析方法；第7章介绍了热控薄膜试验技术，内容包括相关的环境和辐照试验方法。 
 本书全面总结了航天器热控薄膜的研制经验和研究成果，重点讲述了新型热控薄膜的设计理论和技术，对各类热控薄膜的设计、制备及相关测试试验等尽可能做了较为详尽的阐述，内容涵盖了传统热控薄膜、新型热控薄膜及智能型热控薄膜。 
 
 本书作者均长期从事航天器热控薄膜的开发与研究，主持和参与了多个航天器热控薄膜材料的研究和型号产品开发工作，熟悉国内外相关技术现状及发展趋势。作者所在单位及团队开发的多种热控薄膜已在我国各类航天器上成功应用，各项性能指标均有良好的表现，技术水平达到了国际先进水平；正在研究的系列新型热控薄膜，对未来航天器的热控技术发展具有重要支撑作用。书中主要内容均为作者的实践总结，主要数据也来源于科研生产试验中的实测数据，很多数据为国内最新的研究成果。希望通过本书与国内外同行专家分享，也希望本书能够对航天器热控设计人员、工程技术人员和研制人员起到一定的参考和借鉴作用。 
 
 在本书的撰写过程中，兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室（原表面工程技术国家级重点实验室）的许旻、王洁冰、王艺、曹生珠、熊玉卿、何延春、王志民、王多书、王兰喜、杨淼、王金晓、韦波、王虎、吴敢、张玲等同事提供了大量资料，给予了无私的帮助，在此表示衷心的感谢！ 
 在本书申请国防科技图书出版基金和出版过程中，得到了闵桂荣院士、于登云先生的鼓励、推荐和支持，特别是闵先生抱病为本书作序，作者在此致以十分的敬意和衷心的感谢！ 
 由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正！ 
 邱家稳 
 2015年6月 
 </td>
</tr>
</tbody>
</table>

显示全部信息

在线试读部分章节

第5章

微结构热控薄膜器件

本章对通过MEMS技术制备和加工的微型热控薄膜器件的结构、仿真技术、国内外发展情况以及器件性能进行了详细介绍，器件类型包括MEMS热控百叶窗、MEMS热开关以及微型薄膜加热器。
51MEMS热控百叶窗
511基本概念
微型热控百叶窗是下一代航天器热控系统所采用的一种重要的薄膜热控部件，其原理是通过调节被低发射率的百叶窗窗叶遮盖的高发射率辐射器的面积来实现对航天器向外辐射热量的主动调节，从而达到控温的目的。传统的热控百叶窗体积大、重量重，且由于采用记忆合金驱动，具有响应速度慢、难以主动控制等缺点。
微型热控百叶窗是一种采用静电力等作为驱动源，通过驱动低发射率可动叶片不同程度地遮挡高发射率散热表面的方法来控制温度的装置。由于整体采用驱动和执行机构一体化的设计和MEMS微加工的制作工艺，具有体积小、重量轻、响应速度快、可主动控制等特点，因此能够在器件体积和重量大大减小的情况下获得接近传统热控百叶窗有效发射率变化量的热控性能，对迫切需要轻小的主动热控元件的深空探测航天器和微纳卫星具有重要的意义。
512微型热控百叶窗国内外研究现状
微型热控百叶窗的研究单位主要有美国霍普金斯大学应用物理实验室、南京理工大学、清华大学和兰州空间技术物理研究所等。根据开关方式，微型热控百叶窗可以分为推拉式和扭转式两种。美国霍普金斯大学应用物理实验室为NASA新盛世计划的ST-5试验卫星研制推拉式微型热控百叶窗如图5-1所示。推拉式微型热控百叶窗整体基于体硅微加工工艺制造，主要采用静电梳齿电极驱动上层可动叶片水平推拉，与下层结构相同但固定的叶片形成相对位移，从而调节可与外部环境直接进行热交换的高发射率基底的散热面面积。

<table width="530" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
<tbody>
<tr height="79">
<td width="530" class="xl65" height="79">第5章 
 
 微结构热控薄膜器件 
 
 
 
 本章对通过MEMS技术制备和加工的微型热控薄膜器件的结构、仿真技术、国内外发展情况以及器件性能进行了详细介绍，器件类型包括MEMS热控百叶窗、MEMS热开关以及微型薄膜加热器。 
 51MEMS热控百叶窗 
 511基本概念 
 微型热控百叶窗是下一代航天器热控系统所采用的一种重要的薄膜热控部件，其原理是通过调节被低发射率的百叶窗窗叶遮盖的高发射率辐射器的面积来实现对航天器向外辐射热量的主动调节，从而达到控温的目的。传统的热控百叶窗体积大、重量重，且由于采用记忆合金驱动，具有响应速度慢、难以主动控制等缺点。 
 
 微型热控百叶窗是一种采用静电力等作为驱动源，通过驱动低发射率可动叶片不同程度地遮挡高发射率散热表面的方法来控制温度的装置。由于整体采用驱动和执行机构一体化的设计和MEMS微加工的制作工艺，具有体积小、重量轻、响应速度快、可主动控制等特点，因此能够在器件体积和重量大大减小的情况下获得接近传统热控百叶窗有效发射率变化量的热控性能，对迫切需要轻小的主动热控元件的深空探测航天器和微纳卫星具有重要的意义。 
 512微型热控百叶窗国内外研究现状 
 
 微型热控百叶窗的研究单位主要有美国霍普金斯大学应用物理实验室、南京理工大学、清华大学和兰州空间技术物理研究所等。根据开关方式，微型热控百叶窗可以分为推拉式和扭转式两种。美国霍普金斯大学应用物理实验室为NASA新盛世计划的ST-5试验卫星研制推拉式微型热控百叶窗如图5-1所示。推拉式微型热控百叶窗整体基于体硅微加工工艺制造，主要采用静电梳齿电极驱动上层可动叶片水平推拉，与下层结构相同但固定的叶片形成相对位移，从而调节可与外部环境直接进行热交换的高发射率基底的散热面面积。 
 
 
 第6章 
 
 热控薄膜制备、表征与检测 
 
 
 
 本章介绍了热控薄膜的主要制备方法，包括物理气相沉积技术中的真空蒸镀技术、磁控溅射技术，化学气相沉积技术中的微波CVD、原子层沉积技术以及化学制备技术中的溶胶-凝胶法，分析了各种方法的特点，同时对材料制备过程中的薄膜材料表征方法，包括材料微观结构分析、材料化学成分测试、材料晶体结构分析、材料光学、电学性能、导热系数、太阳吸收率和发射率的测试原理及方法进行了详细的描述。 
 61热控薄膜制备 
 611真空蒸镀技术 
 1 真空蒸发镀膜原理及特点 
 
 蒸发材料在真空室中被加热时，其原子或分子就会从表面逸出，这种现象称为热蒸发。真空蒸发镀膜法（简称真空蒸镀）是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（称为基底）表面，凝结形成固态薄膜的方法。其工作原理如图6-1所示。 
 
 
 图6-1真空蒸发镀膜原理图 
 
 1—镀件加热电源；2—真空室；3—镀件支架；4—镀件；5—蒸发镀膜材料；6—蒸发源； 
 
 7—加热电源；8—抽气口；9—真空密封；10—挡板；11—蒸气流。 
 
 
 相对于其他物理气相沉积技术，真空蒸发镀膜技术具有设备简单，价格便宜，工艺容易掌握，可进行大规模生产等优点。另外，它还具有如下优点： 
 （1） 制膜材料及被镀件材料范围很广，无论是金属、金属合金、金属间的化合物、陶瓷或有机物质等都可以蒸镀各种金属膜和介质膜，而且还可以同时蒸镀不同材料而得到多层膜。 
 （2） 镀制过程中，膜厚可以进行比较精确的测量和控制，从而保证了膜厚的均匀性。 
 （3） 镀膜可以通过微调阀控制镀膜室中气体的成分和含量，按照人们的需要制成各种不同性质的薄膜。 
 （4） 镀膜过程可以实现连续化，从而大大提高产品的产量。 
 （5） 镀制膜层附着力强、纯度高、致密性好、表面光洁，力学性能和化学性能远远高于电镀膜和化学膜。 
 
 
 第7章 
 
 热控薄膜试验技术 
 
 
 
 本章对热控薄膜的耐受性指标的试验技术进行了描述，包括湿热老化试验、膜层附着力试验、空间质子、电子、紫外和原子氧的辐照试验的试验条件、试验规程等进行了描述。 
 71地面环境试验 
 711热控薄膜湿热试验 
 试验的目的是为了在高温高湿条件下评定热控薄膜材料的防腐蚀性能。其试验方法是将航天器热控薄膜材料置于专用的湿热试验设备中，经过规定的试验周期后，取出检查，并测量其试验前后的αs、半球发射率和表面电阻率，通过热控薄膜材料性能的变化来评价其抗高温高湿能力。主要试验参数如下： 
 （1） 相对湿度不小于95%。 
 （2） 温度为50℃±2℃的环境中。 
 （3） 连续放置24h。 
 （4） 如条件允许，可在专用的温湿度箱中完成该试验。 
 （5） 试验中，试验样品可悬挂于试验箱中，以避免样品与其他物品发生接触遭到污染。 
 712热控薄膜附着力试验 
 
 试验的目的是为了在评定热控薄膜材料表面膜层与基底的结合力强度。其试验方法是使用一定剥离强度的胶带贴紧膜层中间区域，用手缓慢垂直拉起胶带，检查该位置的外观。主要试验参数如下： 
 （1） 对于柔性热控材料，尺寸通常为100mm×100mm，其他产品按产品规格进行试验。 
 （2） 剥离强度为2～4N/cm的胶带，要求胶带宽度10mm，长度40mm。 
 （3） 紧贴膜层中间区域，离边缘不小于3mm，胶带与试件间不留气泡。 
 （4） 用手缓慢垂直拉掉胶带，检查该位置的外观并进行电阻值测量。 
 </td>
</tr>
</tbody>
</table>

显示全部信息

航天器热控薄膜技术下载

航天器热控薄膜技术

发布书评

相关图书推荐