一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法技术

一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，霍尔电推力器技术领域。为了解决霍尔推力器在高真空环境中工作时，励磁线圈中心区域温度过高的问题，本发明专利技术提供了一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，在所述线圈绕制过程中，在线圈表面喷涂导热填充物，然后进行加热固化，所述导热填充物由耐高温涂料和导热物质制成，导热物质为纳米氧化物或六方氮化硼。本发明专利技术方法有助于磁聚焦霍尔推力器长期稳定在轨运行。

A coil solidification method of magnetic focusing Hall thruster

【技术实现步骤摘要】
一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法
本专利技术涉及霍尔电推力器
，具体涉及一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法。
技术介绍
霍尔推力器因其具有简单的结构、适当的比冲和较高的效率被广泛应用于卫星位置保持、轨道变换等空间推进任务。磁聚焦霍尔推力器通过励磁线圈产生磁场，由于励磁线圈具有一定电阻，电流通过励磁线圈时会产生热量。霍尔推力器在高真空环境中进行工作时，励磁线圈的各层导线之间接触面积很小，局部甚至出现缝隙(缝隙处只能依靠辐射传热)，因此各层导线之间接触热阻很大，而且包裹导线的绝缘材料导热性能较差，导致各层导线之间的传热效果极差，最直接的后果就是励磁线圈中心区域温度过高。励磁线圈长时间在高温下工作会加速绝缘层老化失效，各层导线失去绝缘层保护可能发生短路，或与推力器外壳接触使壳体带电，影响推力器的磁场和电场的分布，导致推力器无法正常工作。
技术实现思路
为了解决霍尔推力器在高真空环境中工作时，励磁线圈中心区域温度过高导致的绝缘层失效及其引发的励磁线圈短路的问题，提供了一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，是在线圈绕制过程中，在线圈表面喷涂导热填充物，然后进行加热固化，所述导热填充物由耐高温涂料和导热物质制成。进一步地限定，所述耐高温涂料由粘结剂和固体绝缘物组成，所述粘结剂由独立包装的组分A和组分B组成，其中组分A为粘合剂；组分B为固化剂；使用时组分A与组分B按照(1.2：1)～(1.6：1)的质量比混合后进行熟化。进一步地限定，所述导热填充物通过如下方法制备而成：1)将粘结剂组分A与组分B按照(1.2：1)～(1.6：1)的质量比混合后进行熟化，按照粘结剂：固体绝缘物＝(1.6：1)～(1.8：1)的质量比，将固体绝缘物与熟化后的粘结剂混合后制备获得熟化涂料；2)按照熟化涂料：导热物质＝(1:0.02)～(1：0.03)的质量比，将导热物质与熟化涂料混合制备获得导热填充物。优选地，步骤1)中所述粘结剂中组分A与组分B按照(1.3：1)～(1.5：1)的质量比混合后进行熟化。更优选地，步骤1)中所述粘结剂中组分A与组分B按照1.4:1的质量比混合后进行熟化；粘结剂与固体绝缘物按照1.7:1的质量比混合。进一步地限定，步骤1)所述熟化是指将粘结剂中的组分A与组分B混合后搅拌4-5h。进一步地限定，步骤2)中所述熟化涂料与导热物质按照1:0.02的质量比混合。进一步地限定，所述导热物质为纳米氧化物或六方氮化硼，其中，纳米氧化物为纳米氧化铝、纳米氧化镁或纳米氧化镧。进一步地限定，所述导热物质为粉末状，粒径小于0.5μm。进一步地限定，所述加热固化是指将喷涂有导热填充物的线圈加热到40±5℃，保温30min，随后，加热到90±5℃，保温1h，继续加热到280±5℃，保温1h，继续加热到450±5℃，保温6h。有益效果本专利技术将原有耐高温涂料中粘结剂和固体绝缘物的配比改变，降低耐高温涂料中粘结剂的含量，将耐高温涂料进行熟化后，加入导热性能较好的纳米氧化物粉末或六方氮化硼粉末。在绕制励磁线圈的过程中，将上述加入纳米氧化物粉末或六方氮化硼粉末的耐高温涂料均匀喷涂于各层导线的表面，作为各层导线之间以及导线与磁极之间的填充物，最后将励磁线圈加热，实现线圈固化，取得了如下有益的技术效果：1.本专利技术所述的固化方法中，将原有耐高温涂料中粘结剂和固体物的配比改变，降低耐高温涂料中粘结剂的含量，使涂料更好地附着于励磁线圈表面，便于实现线圈固化。2.将耐高温涂料进行熟化后，加入导热性能较好的纳米氧化物粉末或六方氮化硼粉末，提高了涂料的导热能力，提高励磁线圈的传热效果，降低励磁线圈中心区域的表面温度，对于磁聚焦霍尔推力器长期稳定在轨运行具有重要的意义。3.本专利技术有效地改善了励磁线圈的工作环境，经过上述方法固化的励磁线圈，在导热填充物的作用下，导热能力明显提升，可以有效地降低励磁线圈表面的温度，使线圈绝缘层不会因为过热而失效。线圈表面绝缘电阻测试结果为35MΩ-713MΩ，均值为248.75MΩ，绝缘电阻测量值在置信度0.99条件下的置信区间为(168.66MΩ，328.84MΩ)，均满足线圈绝缘电阻要求20MΩ；在室温至450℃下进行高低温循环测试实验，十次循环后绝缘电阻测试值为78MΩ-823MΩ，仍然高于线圈绝缘电阻要求20MΩ。测试结果表明，励磁线圈在导热填充物的作用下，绝缘性和耐温性大幅提高，从而保证励磁线圈可以长时间工作而不发生短路等故障。附图说明图1为励磁线圈固化流程示意图。图2为励磁线圈结构示意图，其中1为导线，2为绝缘层，3为导热填充物，4为磁极。具体实施方式本专利技术所述粘合剂、固化剂和固体绝缘物各自的具体物质无特殊的要求，均为本领域常用的能够具有耐高温功能的粘合剂、固化剂和固体绝缘物质。下述实施例中所用的粘结剂组分A粘合剂，购买自深圳市夸克纳米材料有限公司，批号KS180615001，产品型号为：EC-53468A。粘结剂的组分B固化剂，购买自深圳市夸克纳米材料有限公司，批号KS180615001，产品型号为：EC-53468B。固体绝缘物购买自深圳市夸克纳米材料有限公司，批号KS180615001，产品型号为：EC-53468C。线圈表面绝缘电阻测试采用深圳市胜利高电子科技有限公司生产的VictorVC60B+型号数字式绝缘电阻测试仪。本专利技术在耐高温涂料中加入纳米或其他种类的导热填充材料并按照一定比例混合，在励磁线圈的绕制过程中作为导热填充物喷涂于各层导线表面，之后将涂有填充物的励磁线圈置于高温环境下进行固化。经过固化的励磁线圈各层导线之间的接触面积在填充物的作用下增大，接触热阻减小；线圈导热与散热能力在纳米导热填充物的作用下增强，励磁线圈产生的热量通过填充物传导至霍尔推力器的底板，可以有效地降低各层导线的表面温度。下面结合附图对本专利技术进一步说明。实施例1.磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法。结合图1说明本专利技术所述的线圈固化方法。本实施例涉及耐高温涂料配制、导热填充物制作、励磁线圈喷涂和加热固化。1)将粘结剂组分A，耐高温的粘合剂，产品号：EC-53468A，粘结剂组分B，耐高温的固化剂，产品号：EC-53468B，分别搅拌20-30分钟至均匀，以组分A：组分B＝1.4:1(质量比)的比例将组分B加入组分A中获得粘结剂，将粘结剂搅拌4小时进行熟化。按照粘结剂：固体绝缘物质(即固体物)＝1.7:1(质量比)将固体绝缘物质，产品号为：EC-53468C，搅拌20分钟后加入上述熟化后的粘结剂中，密封静置1小时后用300-400目布网过滤，收集滤液，完成耐高温涂料的配制，即获得熟化的涂料。2)按照熟化后涂料：导热物质1:0.02的比例将粒径小于0.5μm的纳米粉末，本实施例所使用的为纳米氧化铝粉末，加入熟化后的涂料中并搅拌均匀，完成导热填充物的制作。绕制励磁线圈，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，其特征在于，在线圈绕制过程中，在线圈表面喷涂导热填充物，然后进行加热固化，所述导热填充物由耐高温涂料和导热物质制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，其特征在于，在线圈绕制过程中，在线圈表面喷涂导热填充物，然后进行加热固化，所述导热填充物由耐高温涂料和导热物质制成。


2.根据权利要求1所述的磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，其特征在于，所述耐高温涂料由粘结剂和固体绝缘物组成，所述粘结剂由独立包装的组分A和组分B组成，其中组分A为粘合剂；组分B为固化剂；使用时组分A与组分B按照(1.2：1)～(1.6：1)的质量比混合后进行熟化。


3.根据权利要求2所述的磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，其特征在于，所述导热填充物通过如下方法制备而成：
1)将粘结剂组分A与组分B按照(1.2：1)～(1.6：1)的质量比混合后进行熟化，按照粘结剂：固体绝缘物＝(1.6：1)～(1.8：1)的质量比，将固体绝缘物与熟化后的粘结剂混合后制备获得熟化涂料；
2)按照熟化涂料：导热物质＝(1:0.02)～(1：0.03)的质量比，将导热物质与熟化涂料混合制备获得导热填充物。


4.根据权利要求3所述的磁聚焦霍尔推力器的线圈固化方法，其特征在于，步骤1)中所述粘结剂中组分A与组分B按照(1.3：1)～(1.5：1)的质量比混合后进行熟化。
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【专利技术属性】
技术研发人员：于达仁，魏立秋，杨鑫勇，丁永杰，李鸿，李文博，宁中喜，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23