[发明专利]基于粉末填充的固化结构、固化方法及其应用

说明书

一种基于粉末填充的固化结构、固化方法及其应用，其中基于粉末填充的固化结构包括：阴面区；阳面区，与所述阴面区间隔设置，能够被光照辐射升温；阻隔框架，设置于所述阴面区和阳面区之间的间隔内，将阴面区和阳面区之间的间隔分隔为若干封闭的粉末腔；以及粉末，填充于所述粉末腔内，所述粉末能够接收阳面区散发的热量而被加热固化。本发明能够利用阻隔框架将阴面区和阳面区之间分隔为若干个粉末腔，将粉末均匀填充，避免其在太空微重力环境下的固化不均匀问题，又能够利用阻隔框架的柔性来提高空间舱体材料的体积利用率，对提升空间舱体材料的技术性能具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种太空航天设备技术领域，尤其涉及一种基于粉末填充的固化结构、固化方法及其应用。

背景技术

太空已成为美、俄等军事强国谋求战略制衡、打造非对称军事优势的空间领域，严峻的国际形势迫使我国需要在太空具备相关的大型平台快速建造和部署能力。国际空间站是目前地球外最大的天基平台，建造周期极长、成本极高。火箭土星五号的直径为10米，运载能力有限，而火箭有限的发射尺寸基本决定了未来相关设备的最大直径和运输体积，如果采用现有刚性材料，则其体积与直径将会受制于运载火箭舱体的容积，无法实现10m乃至更大尺寸及直径太空舱的需求，而如果采用柔性材料运输方案，就能够充分利用材料的柔性最大限度地填充整个运载舱，实现大展开比的太空舱设计，而这些功能的实现都急需相关轻量化、抗辐射、抗冲击的空间舱体材料。

美国私人太空公司毕格罗宇航公司研制可膨胀式空间舱设计用于太空舱建造，但由于采用地面固化、太空展开的设计，导致其展开比相对较小，需要采用新型固化结构及方法来进一步拓展空间舱及其他太空航天装备平台建造的空间容积。

而目前国外针对粉末填充的固化结构、固化方法研究较少，且国内涉及粉末填充材料的研究也相对较少。兰州空间技术物理研究所利用粉末获得薄膜，但是该薄膜实际上是由气体和固体在太空微重力环境下两相流混合而成，其均匀性会有较大问题，且装置比较复杂。如果有机或无机粉末无法在太空中均匀混合，就有可能造成用于太空的基础结构及材料内部存在大量的孔隙，这将严重影响结构的强度和刚度，进而影响材料及结构在太空中的长期使用可靠性，也将极大限制新型固化方法在太空中的使用效果和范围，最终制约大型太空航天设备基础平台的实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于粉末填充的固化结构、固化方法及其应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为达到上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种基于粉末填充的固化结构，包括

阴面区；

阳面区，与所述阴面区间隔设置，能够被光照辐射升温；

阻隔框架，设置于所述阴面区和阳面区之间的间隔内，将阴面区和阳面区之间的间隔分隔为若干封闭的粉末腔；以及

粉末，填充于所述粉末腔内，所述粉末能够接收阳面区散发的热量而被加热固化。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种利用上述基于粉末填充的固化结构的固化方法，包括以下步骤：所述阳面区受太阳光照射升温后，将热量散发给所述粉末腔内的粉末，当所述粉末达到固化温度时，所述粉末腔内的粉末固化为实体结构。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种上述基于粉末填充的固化结构在太空舱舱体或其他太空环境结构件中的应用。

作为本发明的再一个方面，还提供了一种太空舱体，所述太空舱体包括利用上述基于粉末填充的固化结构在光照下固化形成的太空舱体外壳。

从上述技术方案可以看出，本发明基于粉末填充的固化结构、固化方法及其应用至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：