[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)反射聚光器及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710304603.0
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101470257A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬勉軍;張德靖;李錦磊;王多書
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B7/182;C23C14/35
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 張利萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種輕質(zhì)反射聚光器，涉及柔性聚酰亞胺基底鍍鋁反射鏡和輕質(zhì)碳纖維框架制作，輕薄柔性反射鏡展平及其與框架的復(fù)合工藝。

背景技術(shù)

發(fā)展高比功率、高可靠性、長壽命和低成本的空間太陽電池陣，始終是從事航天的國家所追求的目標。為此，各國都在致力于開發(fā)先進的太陽電池和先進的太陽電池陣以提高太陽電池片的效率。采用輕質(zhì)反射聚光器的反射聚光太陽電池陣就是其中一個重要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種先進的輕質(zhì)反射聚光器及制作工藝，具體包括高效大面積柔性聚酰亞胺基底鋁膜反射鏡、輕質(zhì)碳纖維反射鏡框架等關(guān)鍵組件的制作，大面積反射境展平及其與框架的復(fù)合等工藝方法，實現(xiàn)反射聚光器的高光學(xué)效率、輕量化和空間工程化的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

(1)高效輕質(zhì)大面積反射鏡制作

a.采用25μm～125μ厚度的聚酰亞胺輕薄柔性基底；

b.采用離子束對柔性基底進行清洗和活化；

c.采用直流磁控濺射工藝在柔性聚酰亞胺基底表面鍍敷鋁膜；

d.采用卷繞方式連續(xù)不間斷地鍍制幅寬為0.5m～1.2m柔性聚酰亞胺基底鋁膜反射境。

(2)輕質(zhì)碳纖維反射鏡框架制作

a.反射鏡框架采用空心矩形梁架形式，由碳纖維在橫截面為矩形芯棒上纏繞而成；

b.為有效提高框架剛度，在矩形梁架側(cè)面敷鋪無緯布；

c.反射鏡框架的長梁與短梁采用角型接頭連接，反射鏡框架的加強梁與長梁采用采用T型接頭連接；

d.角型接頭處安裝預(yù)埋件，以備反射聚光器與太陽電池基板連接；

e.反射鏡框架采用預(yù)埋件作為的支撐壓緊點。

(3)反射鏡的充分展平及其與框架的復(fù)合

a.采用反射鏡四周預(yù)加拉伸應(yīng)力的方法，將反射鏡充分展平；

b.通過經(jīng)時應(yīng)力釋放，調(diào)整和確定反射鏡預(yù)加應(yīng)力；

c.采用室溫固化膠，將反射鏡與其框架室溫復(fù)合固化。

本發(fā)明的有益效果實現(xiàn)反射聚光器的高光學(xué)效率、輕量化和空間工程化的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為輕質(zhì)反射聚光器結(jié)構(gòu)總圖；

圖2為反射展平與復(fù)合工藝示意圖；

圖中：1-反射鏡長梁與加強梁混合連接(采用T型接頭)??2-支撐壓緊點(采用預(yù)埋件)??3-反射鏡框架??4-反射鏡??5-反射鏡長梁與短梁混合角型接頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

(1)高效輕質(zhì)大面積反射鏡制作

a.采用125μ厚度的500HN聚酰亞胺輕薄柔性基底，基底尺寸500mm×2000mm。

b.采用離子束對柔性基底進行清洗和活化。真空室本底壓力為1.5×10^-3Pa～1×10^-3Pa；Ar氣體分壓力：1×10^-1Pa～2×10^-1Pa；放電電流：2A～1.75A；Ar離子能量：250eV～350eV；Ar離子束流密度為2mA～1.5mA/cm²。

c.采用直流磁控濺射工藝在柔性聚酰亞胺基底表面鍍敷鋁膜。靶材尺寸為580mm×80mm×3mm；Al原子能量為1eV～10eV；沉積速率為(2～4)nm/sec；基底溫度為65℃～80℃；膜厚為100nm～150nm。

d.采用卷繞方式連續(xù)不間斷地鍍制幅寬為0.5m～1.2m柔性聚酰亞胺基底鋁膜反射境，正常基底移動速率為(1～1.5)mm/sec。

(2)輕質(zhì)碳纖維反射鏡框架制作

a.反射鏡框架的空心矩形梁架采用碳纖維M40?3000股40B/束在截面9mm×22mm的的芯棒上45度纏繞而成，厚度為0.5mm。

b.在矩形梁架側(cè)面敷鋪3000股40B/束0度無緯布，使側(cè)面壁厚增加至1mm，以提高梁架力學(xué)強度和剛度。

c.反射鏡框架的長梁與短梁采用角型接頭連接，加強梁與長梁采用T型接頭連接，材料采用合金鋁材，如圖1所示。這樣既可保證連接強度，又可以減輕反射聚光器的質(zhì)量。

d.在角型接頭處安裝預(yù)埋件，以便于反射聚光器與太陽電池基板鉸鏈連接；同時在框架支撐壓緊點處也安裝預(yù)埋件，已備反射聚光器與太陽電池基板的合攏壓緊，如圖1所示。為減輕質(zhì)量，預(yù)埋件均為合金鋁材制作。

(3)反射鏡的充分展平及其與框架的復(fù)合