CN202368004U - 一种隔热/导热复合多层材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航天器热控制技术领域，特别涉及一种隔热/导热复合多层材料。所述复合多层材料包括面膜、反射屏、间隔层、导热材料、内膜；其中，单层反射屏和单层间隔层组成一个单元，N个单元依次排列后进行缝制，依次为1单元、2单元、……N单元，N个单元组成多层芯，N≤20；在多层芯上表面包覆面膜，多层芯下表面依次包覆导热材料和内膜。本实用新型在现有多层隔热材料组成结构的基础上，增加一种横向导热性能优良的材料，利用该材料的横向导热能力，使多层隔热材料内表面温度均匀，从而使位于多层内侧的设备或部件处于较好的温度环境中，利于实现热控制的高精度和高稳定度。
Description
技术领域
本实用新型属于航天器热控制技术领域，特别涉及一种隔热/导热复合多层材料。
背景技术
多层隔热材料为一种材料组合体，有两种组合结构。一种由反射屏和间隔层材料组成。通常反射屏为双面镀铝或镀金的薄膜非金属材料，间隔层材料为稀疏结构的薄膜或网状非金属材料。一层反射屏叠加一层间隔材料就构成多层隔热的一个单元。另一种则由压出凸纹的双面镀铝或镀金的薄膜材料组装而成，以凸纹取代间隔层。一层薄膜就是一个单元。根据需要可以设计成不同的单元数，通常分5、10、15或20单元等等，通过特定的工艺过程就制成了多层隔热材料。目前常用的是第一种结构组成。
多层隔热材料主要在航天器上使用，用于航天器对空间或航天器不同设备间的隔热。当前应用中主要关注的是多层隔热材料的隔热性能。
虽然多层隔热材料具有优异的真空隔热性能，能大大降低多层隔热材料两侧环境的辐射热交换，但仍然无法实现彻底绝热。因此在内外温差大的情况下，航天器对空间环境的热交换也是无法忽略的。
多层隔热材料的主要材料为非金属聚酯薄膜，薄膜自身导热性能较差。这使得多层隔热材料除了纵向隔热性能好外，也有着沿材料横向的导热性能差的缺点。若多层隔热材料表面不同部位接受到的热流差异很大，通过多层材料一侧传入另一侧的热流在各部位的相应位置也会有较大的差异，这对于具有精密温度控制要求的设备来说，会造成不可逾越的困难。因此如何提高多层隔热材料本身的温度均匀性是目前航天器热控制的一个难题。
发明内容
本实用新型的目的是提供了一种隔热/导热复合多层材料，在保证多层隔热纵向隔热性能的同时，解决了现有多层隔热材料自身导热能力差的问题，使多层隔热材料具有纵向隔热性能好、横向导热能力强的双重优点。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种隔热/导热复合多层材料，所述复合多层材料包括面膜、反射屏、间隔层、导热材料、内膜；
其中，单层反射屏和单层间隔层组成一个单元，N个单元依次排列后进行缝制，依次为1单元、2单元、……N单元，N个单元组成多层芯，N≤20；在多层芯上表面包覆面膜，多层芯下表面依次包覆导热材料和内膜。
其中，所述导热材料为金属箔或碳纤维薄膜，厚度为0.1～0.5mm，金属箔优选为银箔、铜箔、铝箔中的一种；当所述导热材料为金属箔时，优选对金属箔的边缘进行钝化处理。
所述面膜为单面镀铝聚酰亚胺薄膜或F46镀银二次表面镜，单面镀铝聚酰亚胺薄膜厚度为18～25μm。
所述反射屏为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为6～10μm。
所述间隔层为非金属网状材料，厚度为10～20μm，优选涤纶网，规格20～30D、网眼密度4个孔/cm2、全绞纱编织。
内膜为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为18～20μm。
有益效果
本实用新型在现有多层隔热材料组成结构的基础上，增加一种横向导热性能优良的材料，利用该材料的横向导热能力，使多层隔热材料内表面温度均匀，从而使位于多层内侧的设备或部件处于较好的温度环境中，利于实现热控制的高精度和高稳定度。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种隔热/导热复合型多层隔热材料结构示意图；
其中，1-面膜、2-反射屏、3-间隔层、4-导热材料、5-内膜、6-多层芯。
具体实施方式
下面通过实施例具体描述本实用新型。
实施例1
如图1所示的一种隔热/导热复合多层材料，所述复合多层材料包括面膜1、反射屏2、间隔层3、导热材料4、内膜5；
其中，单层反射屏2和单层间隔层3组成一个单元，20个单元依次排列后进行缝制，依次为1单元、2单元、……20单元，20个单元组成多层芯6；在多层芯6上表面包覆面膜1，多层芯6下表面依次包覆导热材料4和内膜5。
其中，所述导热材料4为0.15mm厚的石墨纸。
所述面膜1为F46镀银二次表面镜，厚度为75μm。
所述反射屏2为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为6μm。
所述间隔层3为涤纶网，规格20～30D、网眼密度4个孔/cm2、全绞纱编织。
内膜5为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为20μm。
其中，所述隔热/导热复合多层材料的制备过程如下：
将20个单元排列在一起，经缝制后得到多层芯6，将导热材料4部分用胶粘后固定在多层芯6下表面上，依次包覆内膜5和面膜1，所述面膜1翻边后与内膜5搭接在一起后，用胶带固定，得到所述隔热/导热复合多层材料。
载荷真空热平衡试验中，对处于同样环境条件下的相机镜筒分别包覆实施例1所述的隔热/导热复合多层材料与没有添加导热材料的普通多层隔热材料，相机镜筒周向温度梯度见表1。
表1
经表中试验结果验证，包覆隔热/导热复合多层材料的相机镜筒周向温度梯度远小于包覆普通多层的镜筒周向温度梯度，从而证明了本实用新型能够有效提高多层隔热材料横向导热能力。
实施例2
一种隔热/导热复合多层材料，其中导热材料4为0.15mm厚的银箔，在银箔四周粘贴一圈胶膜，对边缘进行钝化处理。其余特征参数与实施例1相同。
实施例3
一种隔热/导热复合多层材料，其中导热材料4为0.15mm厚的铜箔，其余特征参数与实施例2相同。
实施例4
一种隔热/导热复合多层材料，其中导热材料4为0.15mm厚的铝箔，其余特征参数与实施例2相同。
对某对地遥感卫星上一相机镜筒包覆实施例1～4所述的隔热/导热复合多层隔热材料与没有添加导热材料的普通多层隔热材料，对相机镜筒在空间中的温度差异进行分析，其中镜筒长2m，厚3mm，钛合金材料，镜筒控温20℃，共分析了200mm/300mm/400mm/500mm五种口径的镜筒，结果见表2。
表2
从表中分析数据看出，包覆隔热/导热复合多层材料的相机镜筒周向温度梯度远小于包覆普通多层的镜筒周向温度梯度。证明了本实用新型能够有效提高多层隔热材料横向导热能力，均匀多层内表面温度，从而增加被多层包裹设备的温度均匀度。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种隔热/导热复合多层材料，其特征在于：所述复合多层材料包括面膜(1)、反射屏(2)、间隔层(3)、导热材料(4)、内膜(5)；
其中，单层反射屏(2)和单层间隔层(3)组成一个单元，N个单元依次排列后进行缝制，依次为1单元、2单元、……N单元，N个单元组成多层芯(6)，N≤20；在多层芯(6)上表面包覆面膜(1)，多层芯(6)下表面依次包覆导热材料(4)和内膜(5)；
其中，所述导热材料(4)为金属箔或碳纤维薄膜，厚度为0.1～0.5mm；
所述面膜(1)为单面镀铝聚酰亚胺薄膜或F46镀银二次表面镜，单面镀铝聚酰亚胺薄膜厚度为18～25μm；
所述反射屏(2)为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为6～10μm；
所述间隔层(3)为非金属网状材料，厚度为10～20μm；
内膜(5)为双面镀铝聚酯薄膜，厚度为18～20μm。
2.根据权利要求1所述的一种隔热/导热复合多层材料，其特征在于：金属箔为银箔、铜箔、铝箔中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种隔热/导热复合多层材料，其特征在于：当所述导热材料(4)为金属箔时，对金属箔的边缘进行钝化处理。
4.根据权利要求1所述的一种隔热/导热复合多层材料，其特征在于：所述间隔层(3)为涤纶网，规格20～30D、网眼密度4个孔/cm2、全绞纱编织。
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