本發(fā)明屬于航天熱控，尤其涉及一種高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法。

背景技術(shù)：

1、在空間光學(xué)遙感器的熱管理中，碳纖維復(fù)合材料因其力學(xué)性能好、熱膨脹系數(shù)小、密度低，被廣泛應(yīng)用。然而碳纖維復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，通常需要通過(guò)在碳纖維復(fù)合材料的表面粘接高導(dǎo)熱材料，以提高碳纖維復(fù)合材料的等溫性能。傳統(tǒng)的粘接方法是：首先，在高導(dǎo)熱材料的粘接面與碳纖維復(fù)合材料的粘接面涂覆粘接劑；然后，將高導(dǎo)熱材料的粘接面與碳纖維復(fù)合材料的粘接面復(fù)合；最后，向高導(dǎo)熱材料與碳纖維復(fù)合材料施加壓力并保持一定時(shí)間，待粘接劑固化后完成高導(dǎo)熱材料的粘接。

2、本領(lǐng)域大多使用平板、沙袋等重物向高導(dǎo)熱材料與碳纖維復(fù)合材料施壓，或聚酰亞胺膠帶捆扎方式向高導(dǎo)熱材料與碳纖維復(fù)合材料施壓，但重物施壓或捆扎施壓只適用于簡(jiǎn)單的平面結(jié)構(gòu)，難以適應(yīng)復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)（如航天器的承力筒、天線罩和鏡架），傳統(tǒng)的施壓粘接方法在應(yīng)用于復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)時(shí)，存在施壓不均的問(wèn)題容易形成氣泡。因此，傳統(tǒng)的施壓粘接方法難以提供足夠的、均勻的壓力，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度和粘接效果的下降，特別是在航天器的高精度結(jié)構(gòu)中，粘接質(zhì)量對(duì)熱管理效率影響顯著。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，以解決傳統(tǒng)的施壓粘接方法存在施壓不均，容易形成氣泡，固化時(shí)間長(zhǎng)，從而影響粘接強(qiáng)度、粘接效果和粘接效率的問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，利用真空施壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，真空施壓系統(tǒng)包括真空袋、抽氣閥、真空閥門、連接管道和真空泵，抽氣閥安裝在真空袋上并通過(guò)連接管道與真空泵連接；

4、高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，包括如下步驟：

5、s1：在高導(dǎo)熱材料的粘接面和復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面上均勻涂抹粘接劑；

6、s2：將高導(dǎo)熱材料的粘接面復(fù)合在復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面上，以組成復(fù)合體；

7、s3：使用真空袋隨形包裹復(fù)合體，使復(fù)合體的粘接區(qū)域完全被真空袋包覆；

8、s4：?jiǎn)?dòng)真空泵，對(duì)真空袋進(jìn)行抽真空，真空袋內(nèi)外產(chǎn)生的氣壓差均勻作用于高導(dǎo)熱材料的粘接面與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面，使高導(dǎo)熱材料緊密貼合在復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)上；

9、s5：保持真空袋內(nèi)的壓力穩(wěn)定，使粘接劑完全固化。

10、進(jìn)一步的，步驟s3具體包括如下步驟：

11、s31：將真空袋展開(kāi)，將復(fù)合體放置在真空袋的中央?yún)^(qū)域；

12、s32：將真空袋的邊緣折疊，使真空袋完全覆蓋復(fù)合體，并確保真空袋的邊緣與復(fù)合體的表面緊密貼合；

13、s33：使用工具或手動(dòng)向真空袋施加壓力，逐步排出真空袋內(nèi)的空氣，使真空袋和復(fù)合體表面之間緊密貼合。

14、進(jìn)一步的，真空施壓系統(tǒng)進(jìn)一步包括真空計(jì)，真空計(jì)安裝在連接管道上，通過(guò)真空計(jì)監(jiān)測(cè)真空袋內(nèi)的真空度，確保真空度達(dá)到預(yù)定值。

15、進(jìn)一步的，真空袋內(nèi)真空度的預(yù)定值為0.01pa。

16、進(jìn)一步的，真空施壓系統(tǒng)還包括真空閥門，真空閥門安裝在連接管道上，用于控制連接管道內(nèi)的氣流大小。

17、進(jìn)一步的，在步驟s1之前，還包括如下步驟：

18、s0：對(duì)復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面和高導(dǎo)熱材料的粘接面進(jìn)行清潔。

19、進(jìn)一步的，復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)由導(dǎo)熱系數(shù)低于10w/m·k的材料構(gòu)成。

20、進(jìn)一步的，高導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱系數(shù)大于1000w/m·k的材料。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：

22、本發(fā)明采用真空施壓法，通過(guò)大氣壓差向粘接面提供均勻的壓力，確保高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，避免因壓力不均勻而在粘接處產(chǎn)生氣泡，顯著提高粘接強(qiáng)度和粘接質(zhì)量，同時(shí)有效縮短了粘接時(shí)間，提升了粘接效率，特別適合于各種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接。與傳統(tǒng)使用大量耗材的捆扎或施壓方法相比，本發(fā)明僅需可重復(fù)使用的真空施壓裝置，減少了材料浪費(fèi)，符合綠色制造理念。

技術(shù)特征：

1.一種高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，利用真空施壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，真空施壓系統(tǒng)包括真空袋、抽氣閥、連接管道和真空泵，抽氣閥安裝在真空袋上并通過(guò)連接管道與真空泵連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，步驟s3具體包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，真空施壓系統(tǒng)進(jìn)一步包括真空計(jì)，真空計(jì)安裝在連接管道上，通過(guò)真空計(jì)監(jiān)測(cè)真空袋內(nèi)的真空度，確保真空度達(dá)到預(yù)定值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，真空袋內(nèi)真空度的預(yù)定值為0.01pa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，真空施壓系統(tǒng)還包括真空閥門，真空閥門安裝在連接管道上，用于控制連接管道內(nèi)的氣流大小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，在步驟s1之前，還包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)由導(dǎo)熱系數(shù)低于10w/m·k的材料構(gòu)成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，其特征在于，高導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱系數(shù)大于1000w/m·k的材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及航天熱控領(lǐng)域，尤其涉及一種高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真空施壓粘接方法，包括：在高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面上均勻涂抹粘接劑；將高導(dǎo)熱材料的粘接面復(fù)合在復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面上，以組成復(fù)合體；使用真空袋隨形包裹復(fù)合體；啟動(dòng)真空泵，對(duì)真空袋進(jìn)行抽真空，真空袋內(nèi)外產(chǎn)生的氣壓差均勻作用于高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的粘接面，使高導(dǎo)熱材料緊密貼合在復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)上；保持真空袋內(nèi)的壓力穩(wěn)定，使粘接劑完全固化。本發(fā)明通過(guò)大氣壓差向粘接面提供均勻的壓力，確保高導(dǎo)熱材料與復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，避免因壓力不均勻而在粘接處產(chǎn)生氣泡，顯著提高粘接強(qiáng)度和粘接質(zhì)量；同時(shí)有效縮短了粘接時(shí)間，提升了粘接效率。

技術(shù)研發(fā)人員：于善猛,江帆,朱磊,王航,趙宏志,趙欣宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28