卫星用恒温加热器及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种卫星用恒温加热器及其制作方法，包括绝缘薄膜、PTC材料、蚀刻铜电极板、聚酰亚胺薄膜、引出线；蚀刻铜电极板与聚酰亚胺薄膜提前复合在一起，在蚀刻铜电极板侧放置PTC材料，蚀刻铜电极板两端分别焊接引出线，绝缘薄膜覆在PTC材料表面后，对加热器整体进行真空封装，最上层绝缘薄膜和最下层聚酰亚胺薄膜将中间的PTC材料和蚀刻铜电极板完全包覆住，实现绝缘。本发明专利技术仅依靠加热器自身就可以实现自适应控温，允许弯曲，可为异形，适用范围广；加热均匀，PTC材料的居里温度在0～50℃可调，真空放气率低，质量损失小，耐粒子辐射，能满足航天器使用要求。满足航天器使用要求。满足航天器使用要求。

【技术实现步骤摘要】
卫星用恒温加热器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及恒温加热领域，具体地，涉及卫星用恒温加热器及其制作方法。

技术介绍

[0002]航天器在轨服役期间，要经受各种各样极端苛刻复杂的空间环境因素的综合作用。由于航天器自身的姿态变化以及航天器轨道外热流的变化，使得航天器外表面的外热流环境呈周期性变化，从而影响航天器尤其是位于航天器外部的各分系统的温度变化。
[0003]卫星一般通过主动控温，采用加热器、温度传感器和控制器相配合完成温度控制任务，加大了热控系统的复杂性，当控制对象的面积和尺度大到一定程度时，需要消耗大量的重量和测控资源满足温度要求。
[0004]使用正温度系数(PTC)热敏材料作为发热元件，电阻率在一定转变温度附近随温度升高而急剧升高，发热功率随温度变化而急剧变化，利用材料自身的物性变化实现了控制受控对象温度，达到控温对象的自适应热控制。这种温度控制系统可靠性高，在航天器热控制领域有着广泛的应用前景。
[0005]经对现有技术进行检索：
[0006]专利文献CN108803728A公开了一种航天器用自调节控温加热器，其利用PTC材料自身特性实现加热回路阻值自主调整的加热器，相比传统控温系统，取消了控制软件、测温元件，但加热器需通过热控设计使加热器内部的PTC材料居里温度点与控温点匹配，主要是利用隔热垫片作为调节PTC加热元件和加热器安装面温差的手段，操作繁琐，结构比较复杂且为刚性结构，重量大。
[0007]专利文献CN114063676A公开了一种基于电热丝PTC特性的薄膜电加热器温控方法，其采用周期性加热与测温方式对电加热丝进行加热与温控，利用材料的PTC特性来检测电加热丝的实时温度值，进而推算出温控对象的温度，来控制加热电路的通断，主要是针对一些对加热装置安装空间有严格限制的场合，仅能放下电加热薄膜而无法放置温度传感器所产生的难以实现温控的问题。但是专利文献CN114063676A仍然需要控制系统。
[0008]专利文献CN112770422A公开了一种自控温电加热膜及其制备方法和应用，其提供一种电加热膜，在施加外部电压时，通过叉指电极将电能传递给正温度系数(PTC)涂层，利用其PTC效应，使涂层在加热达到一定温度后会由于电阻变大发热功率降低而自动限温，实现自控温，从而达到防除冰的目的。但是该正温度系数涂层的居里温度约为50℃，超过航天器常见单机的工作温度。
[0009]专利文献CN105208691A公开了一种基于正温度系数PTC材料的新型加热器，其将正温度系数PTC材料加热片放置中间位置，其上下放置导电薄片，并在上下的导电薄片上搭接引出线，通过引出线实现对该新型加热器的供电，最后在导电薄片上下包覆聚酰亚胺薄膜，实现绝缘，该新型加热器根据正温度系数PTC材料所具有的居里特性，达到自适应控温的目的，有效的减少了星上资源，但是其局里温度不可调。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星用恒温加热器及其制作方法。
[0011]根据本专利技术提供的一种卫星用恒温加热器，包括：绝缘薄膜、PTC材料、蚀刻铜电极板、聚酰亚胺薄膜、引出线；
[0012]蚀刻铜电极板一侧与聚酰亚胺薄膜复合在一起；
[0013]蚀刻铜电极板另一侧放置PTC材料，蚀刻铜电极板两端分别焊接引出线；
[0014]绝缘薄膜覆在PTC材料表面；
[0015]绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜将中间的PTC材料和蚀刻铜电极板完全包覆住，实现绝缘，并真空封装；
[0016]引出线从绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜的连接处引出。
[0017]优选地，绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜大小一致。
[0018]优选地，利用黏结材料的热固性，使绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜粘结连接。
[0019]优选地，PTC材料涂布到整个蚀刻铜电极板上。
[0020]优选地，PTC材料通过溶液混合法制备，制备步骤包括：将聚合物基质提前进行溶胀，然后加入导电填料、有机酸晶体、极性材料、聚氨基有机交联化合物，在恒温水浴锅中加热搅拌至充分溶解，进行超声分散。
[0021]根据本专利技术提供的一种卫星用恒温加热带，包括所述的卫星用恒温加热器，绝缘薄膜、聚酰亚胺薄膜为带状。
[0022]根据本专利技术提供的一种所述的卫星用恒温加热器的制作方法，包括：
[0023]步骤A：将蚀刻铜电极板与聚酰亚胺薄膜提前复合在一起；
[0024]步骤B：将PTC材料浆液涂布到蚀刻铜电极板和聚酰亚胺薄膜上，烘干；
[0025]步骤C：蚀刻铜电极板两端分别焊接引出线，引出线由多股铜导线组成；
[0026]步骤D：将涂覆有黏结材料的绝缘薄膜覆在PTC材料表面，进行真空处理，实现真空封装。
[0027]优选地，根据受控对象的目标温度，选择对应居里温度的PTC材料。
[0028]根据加热面积、加热功率、PTC材料的电阻率，确定蚀刻铜电极板的电阻，进而确定蚀刻铜电极板的线条宽度、间距。
[0029]优选地，PTC材料通过溶液混合法制备，制备步骤包括：将聚合物基质提前进行溶胀，然后加入导电填料、有机酸晶体、极性材料、聚氨基有机交联化合物，在恒温水浴锅中加热搅拌至充分溶解，进行超声分散。
[0030]优选地，在所述步骤D中，绝缘薄膜选用聚酰亚胺薄膜；在温度和压力的作用下，利用黏结材料的热固性，使最上层绝缘薄膜和最下层聚酰亚胺薄膜将中间的PTC材料和蚀刻铜电极板完全包覆住，对裸露的PTC材料和蚀刻铜电极板完成真空包装。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]1、本专利技术利用PTC材料自身特性实现加热回路阻值的自主调整，温度达到居里温度后，电阻迅速增加，加热器功率迅速减小，当加热器温度低于居里温度后，电阻迅速减小，加热功率迅速加大，实现了受控对象温度恒定，仅依靠加热器自身就可以实现自适应控温，可靠性高，相比传统控温系统，不需要测温元件和控制系统，大幅减轻热控系统的重量和测
控资源。
[0033]2、本专利技术柔性结构的加热器为层状复合结构，便于在复杂管路、曲面上实施，适用范围更广，蚀刻铜电极板相比于导电薄片柔韧性更好，重量更轻，加热器厚度薄、重量轻、强度高、柔韧性好，允许弯曲，可为异形，可在曲面上实施，可在空间狭小的区域实施。
[0034]3、本专利技术通过降低晶型转变温度，得到低温PTC材料，居里温度在0～50℃范围内可调，真空放气率低，质量损失小，耐粒子辐射，能满足航天器使用要求。
[0035]4、本专利技术中PTC材料涂布到整个加热器上，相对于传统加热器，加热更均匀。
附图说明
[0036]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0037]图1为本专利技术提供的一种卫星用恒温加热器结构示意图。
[0038]图2为本专利技术提供的一种卫星用恒温加热器截面示意图。
[0039]图中示出：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星用恒温加热器，其特征在于，包括：绝缘薄膜、PTC材料、蚀刻铜电极板、聚酰亚胺薄膜、引出线；蚀刻铜电极板一侧与聚酰亚胺薄膜复合在一起；蚀刻铜电极板另一侧放置PTC材料，蚀刻铜电极板两端分别焊接引出线；绝缘薄膜覆在PTC材料表面；绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜将中间的PTC材料和蚀刻铜电极板完全包覆住，实现绝缘，并真空封装；引出线从绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜的连接处引出。2.根据权利要求1所述的卫星用恒温加热器，其特征在于，绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜大小一致。3.根据权利要求1所述的卫星用恒温加热器，其特征在于，利用黏结材料的热固性，使绝缘薄膜和聚酰亚胺薄膜粘结连接。4.根据权利要求1所述的卫星用恒温加热器，其特征在于，PTC材料涂布到整个蚀刻铜电极板上。5.根据权利要求1所述的卫星用恒温加热器，其特征在于，PTC材料通过溶液混合法制备，制备步骤包括：将聚合物基质提前进行溶胀，然后加入导电填料、有机酸晶体、极性材料、聚氨基有机交联化合物，在恒温水浴锅中加热搅拌至充分溶解，进行超声分散。6.一种卫星用恒温加热带，其特征在于，包括权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳彬，付鑫，徐文杰，翟载腾，韩赛赛，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：