[发明专利]一种发射率可调型光学太阳反射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种发射率可调型光学太阳反射器，属于航天器热控领域。

背景技术

专利(专利号US6587263)提出的光学太阳反射器是在石英玻璃或者掺铈玻璃背面镀铝或者银金属层来获得对太阳光极低的吸收率和自身较高的发射率，从而实现航天器在轨受太阳直射时仍然具备一定的散热能力，保持航天器内部温度处于适宜状态。光学太阳反射器是目前航天器热控领域主要的热控器件之一，而目前的光学太阳反射器是固定发射率的被动热控器件，由于发射率不可调节，使得航天器面对深冷背景空间使由于光学太阳反射器仍然具有极高的反射率而不得不消耗航天器内部宝贵的能源来采用加热器进行温度补偿，这就对航天器的热控制和热设计以及整个航天器本身的性能带来了很大的限制，因此，发射率可以直接或间接地主动调节的光学太阳反射器是目前航天器所急需的。

本专利提出了一种采用压电材料的电致伸缩特性来控制光学太阳反射器与航天器散热面之间接触面积的大小，从而间接性的实现了对光学太阳反射器反射率的主动调节，使得基于光学太阳反射器的航天器热控方式由被动工作模式变为了可调整的主动工作模式，从而解决了传统被动式光学太阳反射器在工作性能主动调节方面存在的不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统光学太阳反射器因其发射率固定不变导致航天器在轨道变化时部分热控系统不能满足航天器热控需求的问题，提供一种发射率可调型光学太阳反射器。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

本发明的一种发射率可调型光学太阳反射器，包括导热基片、压电驱动模块、光学太阳反射器、预紧弹簧和封装盖板；导热基片为方形片状结构，上开有压电驱动模块安装槽、封装固定螺孔和从安装槽向基片边缘开设的引线孔，压电驱动模块安装槽为回形结构，内镀有导电金属薄膜，该导电金属薄膜作为压电驱动模块的下电极，并经引线孔中引出导线用于电连接，压电驱动模块为能够正好嵌入压电驱动模块安装槽带银电极的回形压电陶瓷块，从压电驱动模块的银电极表面上经引线孔引出导线，用于电连接，压电驱动模块用胶固定在导热基片的压电驱动模块安装槽内，已经安装了压电驱动模块的导热基片表面镀有对红外线热辐射高反射的薄膜，光学太阳反射器为与压电驱动模块外边缘尺寸一致的片状结构，一面依次沉积银薄膜、镍铬合金膜、金膜，一面沉积氧化铟锡薄膜，光学太阳反射器镀有氧化铟锡薄膜一面朝上，放置到已经安装了压电驱动模块的基片上面，封装盖板为覆盖在导热基片与光学太阳反射器上的筒状结构，封装盖板上开有反射窗和与导热基片对应的封装固定螺孔，通过螺丝与导热基片固定，封装盖板上边缘与光学太阳反射器之间用预紧弹簧连接；

其中导热基片材料选用氧化铝、氮化铝或氧化铍中的任意一种，压电驱动模块材料选用锆钛酸铅、掺镧锆钛酸铅或铌镁锆钛酸铅中的任意一种，安装了压电驱动模块的导热基片表面镀有的对红外线热辐射高反射的薄膜为铝、金中的任意一种；光学太阳反射器材料选用玻璃片，封装盖板材料选用铝合金、钛或钛合金。

本发明的一种发射率可调型光学太阳反射器制作方法是：

步骤1，选择导热基片材料，加工成长度为20mm～100mm、宽度20mm～100mm、厚度在0.5mm～5mm之间的方形片状结构，导热基片为氧化铝、氮化铝或氧化铍中的任意一种；

步骤2，对步骤1完成的结构采用研磨加工工艺对上表面进行加工，使上表面的粗糙度在0.2um～0.3um之间、平面度在0.4um之间；

步骤3，在步骤2完成的高导热基片上采用溶胶凝胶旋涂法制备一层光刻胶层，光刻胶层厚度在1um～15um之间，在80摄氏度～120摄氏度下保存10～30分钟后使光刻胶层固化；

步骤4，在步骤3完成的基片上加工出压电驱动模块安装槽，压电驱动模块安装槽为回形结构，外槽为10mm×10mm～90mm×90mm，槽宽为5mm～20mm，槽深为0.2mm～3mm，以基片中心对称分布；从压电驱动模块安装槽向基片边缘开引线孔，引线孔开孔位置任意，长度由驱动模块安装槽外边到基片侧面垂直距离决定，宽度在0.2mm～1mm之间，深度在0.25mm～3.5mm之间；基片上表面边缘开有封装螺丝孔，且该封装螺丝孔均布；

步骤5，在步骤4中完成的基片表面沉积一层导电金属薄膜，薄膜厚度在20nm～100nm之间；

步骤6，将步骤5中完成镀膜的基片放入光刻胶显影液中，显影1分钟～30分钟，从而去除了光刻胶和除压电驱动模块安装槽底之外的所有金属薄膜；