一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，包括骨架和勵(lì)磁線，勵(lì)磁線表面敷設(shè)有絕緣層，勵(lì)磁線纏繞在骨架上，還包括陶瓷涂層、玻璃纖維套管和捆扎線；在骨架與勵(lì)磁線之間噴涂陶瓷涂層保證了骨架與勵(lì)磁線之間的絕緣；在最外匝層勵(lì)磁線外套覆耐高溫玻璃纖維，不僅阻止了高溫下導(dǎo)線絕緣層粘接膠揮發(fā)后無(wú)機(jī)絕緣材料的脫落，而且玻璃纖維套管也具有一定的絕緣能力，防止勵(lì)磁線與線圈外圍其它間導(dǎo)體發(fā)生短路；通過(guò)在里層勵(lì)磁線間預(yù)埋壓捆扎線來(lái)扎緊勵(lì)磁導(dǎo)線末端，提供了勵(lì)磁線圈的抗衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的力學(xué)環(huán)境能力；通過(guò)在骨架外先噴涂過(guò)渡涂層再噴涂陶瓷涂層的方法不僅提高了陶瓷涂層在骨架上的結(jié)合力，還提高了骨架表面陶瓷涂層的耐高低溫沖擊性能。
【專利說(shuō)明】一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，屬于特種制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]電推器作為先進(jìn)的空間推進(jìn)技術(shù)，具有比沖高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于地球軌道衛(wèi)星的軌道轉(zhuǎn)移、位置保持、姿態(tài)控制、大氣阻尼補(bǔ)償、深空探測(cè)等任務(wù)；為了提高放電效率，減小放電損失，一般在推力器放電室外布置永磁體或電磁鐵的方法，在放電室內(nèi)產(chǎn)生一定大小和形貌的磁場(chǎng)，增大電子運(yùn)動(dòng)路徑的方法實(shí)現(xiàn)。因電推力器放電室內(nèi)為高溫等離子體，為了減小電推力器體積和增大放電室內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度，線圈與放電室的放置距離很近，為此要求永磁體或電磁鐵具有耐高溫和耐高低溫循環(huán)沖擊的能力。目前霍爾推力器和小功率多模式離子推力器放電室磁路主要采用電磁鐵。有報(bào)到，可采用鎧裝線作為電磁鐵勵(lì)磁線制作電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，但由于鎧裝線的價(jià)格較高，會(huì)導(dǎo)致成本大大升高；為了提高耐溫效果，鎧裝線是在導(dǎo)電絲上敷設(shè)不銹鋼材料的表皮，再在中間填充陶瓷粉作為絕緣材料，導(dǎo)致勵(lì)磁線圈的自重較重，不符合航天器的小巧輕便的要求。當(dāng)勵(lì)磁線的折彎半徑較小時(shí)，容易導(dǎo)致不銹鋼表皮破裂，則會(huì)致使表皮與導(dǎo)電絲短路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，在提高勵(lì)磁線圈的耐高溫能力、勵(lì)磁線之間的絕緣能力、抗力學(xué)環(huán)境能力以及耐高低溫沖擊性能同時(shí)，能夠降低制造成本，減輕線圈重量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，包括骨架(I)和勵(lì)磁線(4)，勵(lì)磁線(4)表面敷設(shè)有絕緣層，勵(lì)磁線(4)纏繞在骨架(I)上，還包括陶瓷涂層(3)、玻璃纖維套管(5)和捆扎線
[6];所述骨架⑴表面噴涂所述陶瓷涂層(3)，所述纏繞在骨架⑴最外層的勵(lì)磁線⑷上套有玻璃纖維套管(5);所述捆扎線(6)對(duì)折后形成一個(gè)套環(huán)，套環(huán)的兩個(gè)自由端分別定義為a段和b段，套環(huán)預(yù)留在最外層勵(lì)磁線(4)外側(cè)，a段和b段預(yù)埋在里層的勵(lì)磁線(4)之間，其中b段的端部引出至最外層勵(lì)磁線(4)外側(cè)，最后一圈勵(lì)磁線(4)從所述捆扎線(6)的套環(huán)穿過(guò)，被捆扎線(6)扎緊。
[0006]所述骨架(I)與陶瓷涂層(3)之間噴涂有提高陶瓷涂層(3)與骨架(I)之間結(jié)合力的過(guò)渡涂層(2)。
[0007]所述過(guò)渡涂層(2)包含所述骨架(I)中的部分或全部材料的元素。
[0008]所述過(guò)渡涂層(2)材料的熱膨脹系數(shù)在骨架(I)材料的熱膨脹系數(shù)和陶瓷涂層
(3)材料的熱膨脹系數(shù)之間。
[0009]所述過(guò)渡涂層(2)的材料為NiCrAH。
[0010]所述陶瓷涂層(3)的厚度與所述電推力器的額定耐壓值成正比。
[0011]有益效果:
[0012]本發(fā)明在骨架與勵(lì)磁線之間噴涂陶瓷涂層保證了骨架與勵(lì)磁線之間的絕緣；在最外匝層勵(lì)磁線外套覆耐高溫玻璃纖維，不僅阻止了高溫下導(dǎo)線絕緣層粘接膠揮發(fā)后無(wú)機(jī)絕緣材料的脫落，而且玻璃纖維套管也具有一定的絕緣能力，防止勵(lì)磁線與線圈外圍其它間導(dǎo)體發(fā)生短路；通過(guò)在里層勵(lì)磁線間預(yù)埋壓捆扎線來(lái)扎緊勵(lì)磁導(dǎo)線末端，提供了勵(lì)磁線圈的抗衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的力學(xué)環(huán)境能力；通過(guò)在骨架外先噴涂過(guò)渡涂層再噴涂陶瓷涂層的方法不僅提高了陶瓷涂層在骨架上的結(jié)合力，還提高了骨架表面陶瓷涂層的耐高低溫沖擊性能。相比于鎧裝線形式的勵(lì)磁線圈，節(jié)省了成本，同時(shí)降低重量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，1-骨架，2-過(guò)渡涂層，3-陶瓷涂層，4-勵(lì)磁線，5-玻璃纖維套管，6-捆扎線。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016]本發(fā)明的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，包括骨架I和勵(lì)磁線4，勵(lì)磁線4表面敷設(shè)有絕緣層，勵(lì)磁線4纏繞在骨架I上，形成勵(lì)磁線圈，該勵(lì)磁線圈還包括陶瓷涂層3、玻璃纖維套管5和捆扎線6 ;骨架I表面噴涂陶瓷涂層3，纏繞在骨架I最外層的勵(lì)磁線4上套有玻璃纖維套管5 ;捆扎線6對(duì)折后形成一個(gè)套環(huán)，套環(huán)的兩個(gè)自由端分別定義為a段和b段，套環(huán)預(yù)留在最外層勵(lì)磁線外側(cè)，a段和b段預(yù)埋在里層的勵(lì)磁線4之間，其中b段的端部引出至最外層勵(lì)磁線4外側(cè)，最后一圈勵(lì)磁線4的末端從所述捆扎線6的套環(huán)穿過(guò)，最后一圈勵(lì)磁線4被捆扎線6扎緊。
[0017]該電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈用于電推力器，在推力器放電室內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。該種耐高溫勵(lì)磁線圈通過(guò)在骨架I與勵(lì)磁線4之間噴涂陶瓷涂層3保證了骨架I與勵(lì)磁線4之間的絕緣；通過(guò)在最外匝層勵(lì)磁線4外套覆耐高溫玻璃纖維套管5，不僅阻止了高溫下導(dǎo)線絕緣層粘接膠揮發(fā)后無(wú)機(jī)材料的脫落，而且玻璃纖維套管5也具有一定的絕緣能力，進(jìn)一步防止勵(lì)磁線4與線圈外圍其它導(dǎo)體發(fā)生短路。通過(guò)在里層勵(lì)磁線4之間預(yù)埋捆扎線6，抽緊b端，將捆扎線6形成的套環(huán)拉緊，將最后一層的最后一圈勵(lì)磁線4末端扎緊，可防止勵(lì)磁線4松動(dòng)，提高了勵(lì)磁線圈的在衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的抗力學(xué)環(huán)境能力。
[0018]本發(fā)明中，為了增加陶瓷涂層3與骨架I間的結(jié)合力，骨架I與陶瓷涂層3之間噴涂有提高陶瓷涂層3與骨架I之間結(jié)合力的過(guò)渡涂層2。當(dāng)過(guò)渡涂層2包含骨架I中的部分或全部材料的元素時(shí)，能進(jìn)一步提高過(guò)渡涂層2的結(jié)合力。
[0019]另外，由于該電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈的使用環(huán)境為太空中，冷熱溫差較大，為了提高骨架I表面陶瓷涂層3的耐高低溫沖擊能力，過(guò)渡涂層2材料的熱膨脹系數(shù)在骨架I材料的熱膨脹系數(shù)和陶瓷涂層3的熱膨脹系數(shù)之間。
[0020]根據(jù)常用骨架I的材料，本發(fā)明中的過(guò)渡涂層2的材料選為NiCrAH。
[0021]陶瓷涂層3的厚度根據(jù)電推力器的額定耐壓值進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)陶瓷涂層3單位厚度的耐壓值，以及電推力器的額定耐壓值即可計(jì)算陶瓷涂層3的厚度。陶瓷涂層3的厚度越厚，其耐壓能力越強(qiáng)，但兼顧到電推力器的重量不能太大，陶瓷涂層3的厚度在保證耐壓前提下，越薄越理想。
[0022]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的勵(lì)磁線圈的絕緣涂層結(jié)合強(qiáng)度大于30MPa，600攝氏度與室溫水之間經(jīng)歷30次熱震實(shí)驗(yàn)未出現(xiàn)裂紋和剝落。線圈繞組絕緣電阻大于50ΜΩ/500ν, 500攝氏度高溫老化試驗(yàn)400小時(shí)和液氮下2小時(shí)耐寒試驗(yàn)絕緣特性無(wú)下降。
[0023]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，包括骨架(I)和勵(lì)磁線(4)，勵(lì)磁線(4)表面敷設(shè)有絕緣層，勵(lì)磁線(4)纏繞在骨架(I)上，其特征在于，還包括陶瓷涂層(3)、玻璃纖維套管(5)和捆扎線￠);所述骨架(I)表面噴涂所述陶瓷涂層(3)，所述纏繞在骨架(I)最外層的勵(lì)磁線(4)上套有玻璃纖維套管(5);所述捆扎線(6)對(duì)折后形成一個(gè)套環(huán)，套環(huán)的兩個(gè)自由端分別定義為a段和b段，套環(huán)預(yù)留在最外層勵(lì)磁線(4)外側(cè)，a段和b段預(yù)埋在里層的勵(lì)磁線(4)之間，其中b段的端部引出至最外層勵(lì)磁線(4)外側(cè)，最后一圈勵(lì)磁線(4)從所述捆扎線(6)的套環(huán)穿過(guò)，被捆扎線(6)扎緊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，其特征在于，所述骨架(I)與陶瓷涂層(3)之間噴涂有提高陶瓷涂層(3)與骨架(I)之間結(jié)合力的過(guò)渡涂層(2)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，其特征在于，所述過(guò)渡涂層(2)包含所述骨架(I)中的部分或全部材料的元素。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，其特征在于，所述過(guò)渡涂層(2)材料的熱膨脹系數(shù)在骨架(I)材料的熱膨脹系數(shù)和陶瓷涂層(3)材料的熱膨脹系數(shù)之間。
5.如權(quán)利要求2或3所述的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，其特征在于，所述過(guò)渡涂層(2)的材料為NiCrAH。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電推力器耐高溫勵(lì)磁線圈，其特征在于，所述陶瓷涂層(3)的厚度與所述電推力器的額定耐壓值成正比。
【文檔編號(hào)】F03H1/00GK104290926SQ201410454318
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】趙以德, 馬林, 郭寧, 孫運(yùn)奎, 顧左, 李福 , 高俊 申請(qǐng)人:蘭州空間技術(shù)物理研究所