本發(fā)明屬于航天器的熱控制、防靜電，具體涉及一種高白度導(dǎo)電粒子及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代航天器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，熱控制和防靜電是確保設(shè)備性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。特別是在高軌道環(huán)境中，航天器必須面對(duì)極端的溫度變化和高電荷的等離子體環(huán)境，這些因素均對(duì)熱控制系統(tǒng)和防靜電系統(tǒng)提出了更高的要求。

2、傳統(tǒng)的相變輻射器雖然在航天器熱管理中發(fā)揮了重要作用，但其技術(shù)局限性日益凸顯。首先，這些裝置依賴的相變材料通常具有較低的導(dǎo)熱性，這限制了它們?cè)诳焖僮兓沫h(huán)境溫度中的響應(yīng)速度。在航天環(huán)境中，尤其是在面對(duì)太陽輻射引起的快速溫度變化時(shí)，這種熱控制方法可能無法及時(shí)調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，從而影響航天器系統(tǒng)的整體性能和可靠性。其次，在當(dāng)今日益追求微型化和高功能集成的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，靜電控制尤為關(guān)鍵。隨著電路板密度的增加和元件尺寸的縮小，靜電放電(esd)的風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)提高，即使是極低的電荷積累也可能引起敏感元件的損壞。因此，設(shè)計(jì)高效的靜電防護(hù)措施，以減少這些風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)保持設(shè)備的性能和可靠性至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、基于以上問題，本發(fā)明提出一種在極端溫度波動(dòng)下具有高效熱緩沖和儲(chǔ)能吸熱功能的多孔泡沫結(jié)構(gòu)，這種多孔泡沫結(jié)構(gòu)被一層由高白度導(dǎo)電粒子組成的防靜電高反射高發(fā)射殼體結(jié)構(gòu)包覆，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的熱控制和靜電防護(hù)雙重功能。這種集成設(shè)計(jì)顯著增強(qiáng)了航天器在復(fù)雜空間環(huán)境中的操作性能和可靠性，確保了更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性和長期耐久性。

3、鑒于上述和/或現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。

4、因此，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高白度導(dǎo)電粒子的制備方法。

5、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，包括，

6、兩種或兩種以上的三價(jià)摻雜劑離子和金屬氧化物混合均勻后，洗滌、干燥、研磨，在惰性氣氛下100～400℃燒結(jié)1～6h，制備得到高白度導(dǎo)電粒子。

7、作為本發(fā)明所述高白度導(dǎo)電粒子的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述三價(jià)摻雜劑離子和金屬氧化物的摩爾比為1∶20～100，所述惰性氣氛包括高純氮?dú)?、高純氬氣、高純氦氣中的一種或多種。

8、作為本發(fā)明所述高白度導(dǎo)電粒子的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述三價(jià)摻雜劑離子包括鋁離子、鎵離子、銦離子、錫離子或釓離子中的一種或多種；所述金屬氧化物包括zn、al、zr、mg、y的氧化物。

9、本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高白度導(dǎo)電粒子。

10、本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種采用高白度導(dǎo)電粒子制備的防靜電熱控涂料。

11、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，防靜電熱控涂料的制備方法，包括，

12、高白度導(dǎo)電粒子與粘結(jié)劑以2～4∶1的質(zhì)量比混合均勻，充分?jǐn)嚢?，得到防靜電熱控涂料。

13、作為本發(fā)明所述防靜電熱控涂料的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述粘結(jié)劑包括有機(jī)粘結(jié)劑或無機(jī)粘結(jié)劑；其中，所述有機(jī)粘結(jié)劑包括硅樹脂、丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯中的一種或多種；所述無機(jī)粘結(jié)劑包括硅酸鉀、硅酸鋰、硅酸鈉、磷酸二氫鋁中的一種或多種。

14、作為本發(fā)明所述防靜電熱控涂料的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述混合均勻?yàn)?70kpa～-90kpa下以1500rpm～2000rpm的轉(zhuǎn)速真空攪拌。

15、本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種防靜電熱控薄膜，包括，

16、高白度導(dǎo)電粒子與高透明結(jié)晶聚合物以質(zhì)量比1∶1～4充分混合后經(jīng)150℃～300℃高溫混煉得到雜化顆粒；雜化顆粒經(jīng)150℃～300℃的高溫?cái)D出成膜，得到防靜電熱控薄膜；

17、其中，所述高透明結(jié)晶聚合物包括聚氨酯聚合物顆粒、聚四氟乙烯聚合物顆粒、4-甲基戊烯聚合物顆粒、熱塑性彈性體顆粒、聚丙烯聚合物顆粒中的一種或多種。

18、本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種防靜電熱控涂料或防靜電熱控薄膜制備的防靜電相變輻射器。

19、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，防靜電相變輻射器的制備方法，包括，

20、將多孔泡沫浸入相變材料中，完全浸沒1～5h后，40～60℃下干燥12～24h，制備得到復(fù)合相變材料；

21、將防靜電熱控薄膜附著于殼體表面或防靜電熱控涂料噴涂或刷涂至殼體表面，在殼體表面形成防靜電熱控層；

22、將復(fù)合相變材料填充至殼體內(nèi)部，即可得到防靜電相變輻射器。

23、作為本發(fā)明所述防靜電相變輻射器的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述多孔泡沫包括碳泡沫、泡沫銅、泡沫鋁中的一種或多種，所述相變材料包括石蠟、脂肪酸類、多元醇類中的一種或多種。

24、作為本發(fā)明所述防靜電相變輻射器的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述防靜電熱控層的厚度為100～500μm。

25、作為本發(fā)明所述防靜電相變輻射器的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述高透明結(jié)晶聚合物包括聚氨酯聚合物顆粒、聚四氟乙烯聚合物顆粒、4-甲基戊烯聚合物顆粒、熱塑性彈性體顆粒、聚丙烯聚合物顆粒中的一種或多種；

26、所述殼體包括鋁合金、鈦合金、鎂合金中的一種或多種。

27、本發(fā)明有益效果：

28、(1)本發(fā)明的防靜電熱控層由于引入了高白度導(dǎo)電粒子，極大地減少了靜電積累的風(fēng)險(xiǎn)，且在太陽波段具有高反射、寬紅外波段具有高發(fā)射特性，提高了系統(tǒng)在高軌道環(huán)境下的散熱能力及靜電耗散能力。

29、(2)本發(fā)明的防靜電相變輻射器兼具防靜電能力、熱量收集、傳輸和排散能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可使器件表面的熱量發(fā)散到外部環(huán)境，且保證航天器的安全運(yùn)行。

30、(3)本發(fā)明的防靜電相變輻射器相較于傳統(tǒng)熱控涂層和相變材料，散熱效率顯著增強(qiáng)，與傳統(tǒng)熱控涂層相比，該技術(shù)不僅減少了靜電積累，還利用相變材料增強(qiáng)了熱能的快速分散，使得航天器在面對(duì)太陽直射等極端環(huán)境條件下保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)；與傳統(tǒng)相變材料相比，本發(fā)明通過結(jié)合多孔泡沫結(jié)構(gòu)和相變材料，顯著提高了熱響應(yīng)速度和熱傳導(dǎo)能力，這種結(jié)構(gòu)不僅加快了熱能的吸收和釋放，而且通過高效的熱傳導(dǎo)確保了熱量在整個(gè)系統(tǒng)中更均勻地分布，從而提高了熱管理系統(tǒng)在快速變化的環(huán)境溫度下的性能和可靠性。

31、(4)本發(fā)明的防靜電熱控層具有裝配周期短、施工簡單、可大面積制備的特點(diǎn)，可滿足高軌運(yùn)行航天器的防靜電、散熱需求。

技術(shù)特征：

1.一種高白度導(dǎo)電粒子的制備方法，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的高白度導(dǎo)電粒子的制備方法，其特征在于：所述三價(jià)摻雜劑離子和金屬氧化物的摩爾比為1∶20～100，所述惰性氣氛包括高純氮?dú)?、高純氬氣、高純氦氣中的一種或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的高白度導(dǎo)電粒子的制備方法，其特征在于：所述三價(jià)摻雜劑離子包括鋁離子、鎵離子、銦離子、錫離子或釓離子中的一種或多種；所述金屬氧化物包括zn、al、zr、mg、y的氧化物。

4.一種如權(quán)利要求1～3任一所述制備方法制備得到的高白度導(dǎo)電粒子。

5.采用如權(quán)利要求4所述的高白度導(dǎo)電粒子制備的防靜電熱控涂料，其特征在于：包括，

6.如權(quán)利要求5所述的防靜電熱控涂料的制備方法，其特征在于：所述粘結(jié)劑包括有機(jī)粘結(jié)劑或無機(jī)粘結(jié)劑；其中，所述有機(jī)粘結(jié)劑包括硅樹脂、丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯中的一種或多種；所述無機(jī)粘結(jié)劑包括硅酸鉀、硅酸鋰、硅酸鈉、磷酸二氫鋁中的一種或多種。

7.采用如權(quán)利要求4所述的高白度導(dǎo)電粒子制備的防靜電熱控薄膜，其特征在于：包括，

8.采用如權(quán)利要求5所述的防靜電熱控涂料或如權(quán)利要求7所述的防靜電熱控薄膜制備的防靜電相變輻射器。

9.一種防靜電相變輻射器的制備方法，其特征在于：包括，

10.如權(quán)利要求9所述的防靜電相變輻射器的制備方法，其特征在于：所述多孔泡沫包括碳泡沫、泡沫銅、泡沫鋁中的一種或多種，所述相變材料包括石蠟、脂肪酸類、多元醇類中的一種或多種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高白度導(dǎo)電粒子及其制備方法和應(yīng)用，屬于航天器的熱控制、防靜電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明制備的防靜電相變輻射器由基于高白度導(dǎo)電粒子的防靜電熱控層組成的高反射高發(fā)射殼體結(jié)構(gòu)與基于多孔泡沫結(jié)構(gòu)的復(fù)合相變材料芯材復(fù)合得到。本發(fā)明制備的防靜電相變輻射器兼具防靜電能力、熱量收集、傳輸和排散能力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有裝配周期短、施工簡單、可大面積制備的特點(diǎn)，可滿足高軌運(yùn)行航天器的防靜電、散熱需求。

技術(shù)研發(fā)人員：范德松,朱廣昊,閆震,李強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10