一种用于航天器的耐高温冲击电加热片及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，涉及电加热元件技术领域，电加热片为三层复合结构，自上而下包括气凝胶与聚酰亚胺（PI）通过原位化学键合形成的复合薄膜（保温绝缘层）、Fe‑Cr‑Al/Ni‑Cr双层合金及羧基功能化碳纳米管垂直取向排列的聚酰亚胺复合薄膜（导热绝缘层）。其具备高导热性、宽温域稳定性、快速热响应及耐高温冲击特性。制备方法包括保温绝缘层制备、合金加热层与导热绝缘层集成、亚胺化反应强化及等离子体辅助热处理。该电加热片可用于航天器推进系统或精密电子设备等极端温度环境的热管理，解决了传统电加热片高温分层、响应迟滞等问题，提升了热控可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电加热元件，具体为一种用于航天器的耐高温冲击电加热片及其制备方法和用途。

技术介绍

1、在航天领域，电加热片是保障航天器在极端温度环境下可靠运行的核心部件，其性能直接影响精密仪器、推进系统及能源设备的稳定性。太空环境中，航天器面临剧烈的温度交变（如-150℃深冷阴影区至高温工作场景），传统电加热片因材料与结构缺陷难以满足需求：

2、（1）层间粘结失效问题：传统电加热片采用环氧胶等物理粘结层，界面剪切强度低于8mpa，在300℃以上高温或热冲击下易分层，导致加热功能失效。例如，丙烯酸酯压敏胶作为连接层时，因导热系数低，毫秒级升温至300℃以上会引发界面碳化和烧蚀，威胁航天器热管理安全。

3、（2）导热与隔热性能失衡：现有导热层（如石墨烯膜）与隔热层（如陶瓷纤维）材料特性冲突，导致热量散失或局部过热（温差>8℃），无法实现精准温控。例如，在深空探测中，传统系统因热响应迟滞（>50ms），难以快速除冰，可能造成光学器件结霜、推进剂管路堵塞等风险。

4、（3）温域适应性不足：多数传统电加热片工作温域局限本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述电加热片为三层复合结构，自上而下依次包括：保温绝缘层、合金加热层、导热绝缘层；

2.如权利要求1所述的一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述保温绝缘层是通过硅氧烷偶联剂KH-550介导形成Si-O-Si共价键，实现气凝胶与PI的原位化学键合，厚度≤50μm，弯曲半径≤5mm，可耐受温度≥1200℃。

3.如权利要求1所述的一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述仿生分形合金线路为Hilbert曲线、树状分形结构中的一种，热响应时间<30ms，厚度为5-20μm。

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【技术特征摘要】

1.一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述电加热片为三层复合结构，自上而下依次包括：保温绝缘层、合金加热层、导热绝缘层；

2.如权利要求1所述的一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述保温绝缘层是通过硅氧烷偶联剂kh-550介导形成si-o-si共价键，实现气凝胶与pi的原位化学键合，厚度≤50μm，弯曲半径≤5mm，可耐受温度≥1200℃。

3.如权利要求1所述的一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述仿生分形合金线路为hilbert曲线、树状分形结构中的一种，热响应时间<30ms，厚度为5-20μm。

4.如权利要求1所述的一种用于航天器的耐高温冲击电加热片，其特征在于：所述羧基功能化碳纳米管在聚酰亚胺基质中的取向度≥90%，通过电场诱导或模板法制备，纵向导热系数≥45w/(m·k)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志强，杜雅萌，李晨，张伟，彭帅，
申请(专利权)人：北京宏宇航天技术有限公司，
类型：发明
国别省市：