[發(fā)明專利]用于制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)的涂膜裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611060489.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106583144B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李南雷;洪延姬;葉繼飛;文明;周偉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天工程大學(xué)
• 主分類號: B05C1/06
• 分類號: B05C1/06;B05C13/02
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發(fā)明設(shè)計了一種用于制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)膜片的涂膜裝置?；诠瓮糠ㄔ恚ㄟ^配合刮刀、恒溫加熱器等設(shè)備，可實現(xiàn)不同厚度的圓盤狀工質(zhì)膜片的加工。裝置由涂膜平臺和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，涂膜平臺包括蓋板、平臺；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括支架、彈簧、螺桿、底座。蓋板放置于平臺的上表面；支架安裝在螺桿上，通過旋轉(zhuǎn)螺桿可使支架上下移動進行位置調(diào)整；在螺桿上裝配有彈簧，彈簧張力作用在支架和平臺上，確保在涂膜過程中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和平臺接觸緊密；底座可與恒溫加熱器或其它調(diào)節(jié)機構(gòu)連接；整個裝置采用金屬銅作為材質(zhì)，確保裝置具有良好的導(dǎo)熱性能。本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，操作周期短，制備精度高，實現(xiàn)了圓盤狀工質(zhì)膜片的可靠高效制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光推進技術(shù)領(lǐng)域，是一種制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)的涂膜裝置。

背景技術(shù)

激光燒蝕等離子體微推力器是以激光燒蝕微推進技術(shù)為基礎(chǔ)，利用激光與微推力器上攜帶的靶材工質(zhì)相互作用產(chǎn)生高溫高壓的等離子體微射流，從而產(chǎn)生與噴射方向相反的微沖量。由于化學(xué)能釋放參與到激光燒蝕的過程中，含能材料的透射式激光燒蝕微推進的能量轉(zhuǎn)化效率得到較大提升，在獲得較高的沖量耦合系數(shù)的同時，也產(chǎn)生較高的比沖，因而含能材料的透射式燒蝕在目前激光燒蝕微推進研究領(lǐng)域中受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

由于透射式激光燒蝕能夠避免光學(xué)器件的污染，且噴射方向性好，在激光燒蝕微推進領(lǐng)域應(yīng)用前景較好。靶材燒蝕層材料特性是影響透射式燒蝕推進性能的重要因素，激光燒蝕含能材料過程中存在化學(xué)能的參與，使得能量轉(zhuǎn)化效率能夠超過100％。

透射式激光燒蝕是指激光透過一層透明的基底薄膜，燒蝕涂覆在基底上的燒蝕層材料(一般為特殊制備的材料)，在未受透明基底約束的一側(cè)產(chǎn)生微射流，從而產(chǎn)生微小沖量。透射式激光燒蝕主要包括以下優(yōu)點：1)噴射發(fā)生在光學(xué)設(shè)備的異側(cè)，噴射產(chǎn)物不會對聚焦鏡頭等光學(xué)設(shè)備造成污染；2)燒蝕物與激光的相互作用被約束在透明基底和燒蝕層薄膜之間延長了等離子體的膨脹時間使得燒蝕更加充分；3)燒蝕產(chǎn)物突破靶材時具有較好的方向性，無需設(shè)置微型約束噴管。

發(fā)明內(nèi)容

透射式燒蝕一般使用雙層或多層靶材，靶材由燒蝕層和透明的基底薄膜組成。使用本發(fā)明裝置，采用刮涂法，將自行制備的燒蝕層工質(zhì)溶液均勻涂覆在圓盤狀透明基底上，制成了雙層靶材。

本發(fā)明提供了一種用于制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)膜片的涂膜裝置，包括涂膜平臺和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。其中涂膜平臺包括蓋板、平臺；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括支架、彈簧、螺桿、底座。

蓋板作為活動部件可自由拆卸，使用時通過螺絲固定于平臺上，與平臺的上表面緊密貼合；支架安裝在螺桿上，通過旋轉(zhuǎn)螺桿可使支架上下移動，使用時將待加工的圓盤狀工質(zhì)基底放置于支架上，通過旋轉(zhuǎn)螺桿調(diào)整基底位置，直到基底上表面與蓋板接觸，保證了基底上表面和平臺表面處于同一平面內(nèi)；基底位置調(diào)整好后即可將蓋板卸下，使用不同厚度刮涂刀在平臺和基底材料表面上進行工質(zhì)膜制備；在螺桿上裝配有彈簧，彈簧張力作用在支架和平臺上，確保在涂膜過程中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和涂膜平臺接觸緊密無法相對運動，保證了制備精度；螺桿下端安裝有底座，底座可與恒溫加熱器或其它調(diào)節(jié)機構(gòu)連接；整個裝置采用熱導(dǎo)率高的金屬銅作為材質(zhì)，確保裝置配合恒溫加熱器使用時具有良好的導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明的主要優(yōu)點是：

(1)針對特定圓盤狀尺寸的需求，直接在玻璃基底上進行工質(zhì)涂膜，保證了透射式工質(zhì)膜片的一體成型，避免了燒蝕層和基底材料之間因粘連引起的厚度不均等缺陷；

(2)裝置通過涂膜平臺和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的相互緊密配合保證了燒蝕層工質(zhì)的厚度控制精度，根據(jù)采用刮刀的不同規(guī)格，精度可達(dá)十微米量級。

附圖說明

圖1(a)為本發(fā)明的用于制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)膜片的涂膜裝置結(jié)構(gòu)的正視圖；

圖1(b)為本發(fā)明的用于制備激光燒蝕微推力器圓盤狀工質(zhì)膜片的涂膜裝置結(jié)構(gòu)的左視圖；