[發明專利]一種航天器電路板內帶電的防護方法

有效

• 申請號: 201510428603.6
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105062183B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 史亮;李得天;湯道坦;柳青;趙呈選;陳益峰;秦曉剛;楊生勝;高原
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D175/04;C08G73/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 付雷杰,仇蕾安

技術領域

本發明涉及航天器空間環境效應防護技術領域，尤其涉及一種航天器電路板內帶電的防護方法。

背景技術

內帶電效應是指地球空間的高能電子(能量在0.1-10MeV)穿過航天器屏蔽層，在航天器內部材料(如電路板)表面或者介質材料內部(毫米級深度)沉積和泄放的現象。當電場強度超過材料的擊穿閾值時，產生的放電將嚴重損壞衛星部件。由于內帶電效應通常發生在航天器內部，對航天器造成的損傷比較嚴重。

中地球軌道(MEO)位于地球外輻射帶，高能電子通量密度約為皮安量級(pA/cm2)，為地球同步軌道(GEO)的十倍以上，因此，MEO軌道航天器尤其要重視內帶電效應的防護問題。

我國從近幾年才開始研制MEO軌道航天器，內帶電效應防護方面基本沿用了GEO軌道航天器采用的屏蔽和接地措施。但是由于航天器重量的限制，屏蔽層厚度不可能大幅增加。另一方面，目前航天器使用的電路板大都采用FR4材料，電路表面都要涂一層保型涂層(三防漆)，這兩種材料的電阻都較高，輻射誘導電阻率也較高，因此，接地措施對內帶電效應的防護效果也比較有限。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種航天器電路板內帶電的防護方法，能夠降低電路板的電阻率，由此減少發生放電的風險。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種航天器電路板內帶電的防護方法，包括如下步驟：

步驟1、將聚苯胺納米顆粒加入到間甲酚溶劑中，混合均勻；再加入三防漆的稀釋劑作為有機相輔助溶劑，進行超聲震蕩5分鐘至10分鐘，得到溶液；最后將所述溶液加入所述三防漆中，獲得防護涂層材料；

步驟2、依次使用無水乙醇和丙酮清洗電路板，在電路板表面均勻噴涂硅偶聯劑的乙醇溶液，靜置30分鐘，再用無水乙醇清洗電路板后進行真空干燥；

步驟3、在經過步驟2表面處理的電路板上均勻噴涂步驟1制備的防護涂層材料；

所述三防漆的稀釋劑為二甲苯。

所述聚苯胺納米顆粒的制備方法如下：

(1)在二甲苯中加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌1小時，得到W/O微乳液；所述十二烷基苯磺酸鈉的濃度為12.5g/L；

(2)在體積百分比濃度為25％的鹽酸中加入苯胺，密封攪拌1小時,得到苯胺體積百分比濃度為7.62％的苯胺鹽酸溶液；

(3)將所述苯胺鹽酸溶液加入分液漏斗中，將其逐滴加入到步驟(1)配置的W/O微乳液中，密封攪拌均勻，得到乳液體系1；

(4)將濃度為390g/L的過硫酸銨水溶液倒入分液漏斗中，逐滴加入到步驟(3)得到的乳液體系1中，控制滴加速度為1滴/3s-5s，攪拌20小時，得到乳液體系2；

(5)將所述乳液體系2進行離心處理，對乳液體系2中的固體和液體分離，得到聚苯胺固體；用無水乙醇溶解得到的聚苯胺固體，通過離心處理，得到無水乙醇洗后的聚苯胺固體；再用水洗聚苯胺固體，進行離心處理，得到水洗后的聚苯胺固體；

(6)將步驟(5)獲得的聚苯胺固體進行真空干燥和研磨，得到聚苯胺納米顆粒。

所述離心處理的轉速為8000r/min，離心時間為8-10min。

所述步驟(6)中的干燥溫度為60℃，時間為10小時。

本發明具有如下有益效果：

(1)本發明通過在現有的防護涂層(三防漆)中加入聚苯胺納米顆粒，降低防護涂層的電阻率，減少了發生放電的風險；同時，通過調整摻入聚苯胺納米顆粒的比例，可調節防護涂層電阻率的大小，使得本發明的防護方法具有更強的適應性；

(2)本發明的防護方法簡單易操作，不會對航天器設計提出額外要求；

(3)本發明的防護方法中，由于在三防漆中加入聚苯胺，比現有的三防漆質量更輕，因此本發明的防護涂層重量輕，對航天器重量的影響小；

(4)本發明的防護涂層制備方法簡單易操作，同時易于實現規模化生產；

(5))本發明制備的聚苯胺粉末顆粒均勻；

(6)聚苯胺納米顆粒制備過程中使用的溶液有機相二甲苯是三防漆稀釋劑的主要成分，因此殘留物不會對制備的防護涂層性能造成影響。

附圖說明

圖1為本發明中的W/O膠束示意圖。

圖2為本發明中的聚苯胺粒度的分布曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

1、聚苯胺納米顆粒的制備：