本发明专利技术公开了一种卫星散热装置，包括卫星热管、均热层以及散热涂料层，所述均热层是由亚微米厚度的石墨烯组成；所述散热涂料层的原料按重量份计包括：1份球形石墨烯、0.01‑0.1份界面融合剂、0.1‑0.3份可石墨化高分子低聚物、0.2‑0.6重量份超支化碳硅烷以及0.06‑0.1份过氧化物交联剂。本发明专利技术的卫星散热装置极大提高了散热效率，同时在辐射加热领域极大的减少了能源消耗；另外此涂料可以耐宇宙射线辐射，非常适用于卫星热管散热。
【技术实现步骤摘要】
一种卫星散热装置及其制备方法
本专利技术属于散热装置
，具体地涉及一种卫星散热装置及其制备方法。
技术介绍
随着技术的发展，设备高频高功率性能要求越来越高，因此对器件的界面散热性能需求越来越高。目前，界面散热主要是高辐射材料表面散热，例如纯碳化硅、碳管等。但是其辐射率已经达到了常规散热极限(红外辐射率95％)。为了进一步增强散热，多级散热原理必须引入并良好的应用。而在卫星工业，散热环境苛刻，常规的散热是用正常散热材料以及热管散热，随着卫星负担越来越重，其散热需求也会越来越多。同时其在具备高散热的同时必须同时具备耐宇宙射线损伤，耐高低温环境等。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种卫星散热装置及其制备方法，通过本专利技术方法制备得到的卫星散热装置具有多级辐射散热结构，并通过合理设计材料堆叠结构实现了均匀的热传导以及辐射，为界面材料温度的降低提供了可行的方案。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种卫星散热装置，包括热管、均热层以及散热涂料，其特征在于所述均热层是由亚微米厚度的石墨烯组成；其特征在于，所述散热涂料的原料按重量份计包括：1份球形石墨烯、0.01-0.01份界面融合剂、0.1-0.3份可石墨化高分子低聚物、0.2-0.6重量份超支化碳硅烷以及0.06-0.1份过氧化物交联剂。所述卫星散热装置成型结构具体为：在卫星热管散热金属表面以界面融合剂为活性界面层，亚微米石墨烯为均热层，碳化硅层作为底层辐射层，可石墨化高分子低聚物层作为上层，球形石墨烯贯穿碳化硅和可石墨化高分子低聚物的双层结构。进一步地，所述球形石墨烯是由浓度为0.1mg/mL-1mg/mL的氧化石墨烯溶液喷雾而成，并经过化学还原和热还原制备得到，所述球形石墨烯的ID/IG值小于0.1，且其尺度为0.2-5μm，壁厚小于4个原子层。所述热还原的方法具体为：在0-250℃下，升温速度小于5℃/min，控制保温0.5-2h；然后升温到500℃，升温速度小于5℃/min，控温保持1-2h；然后升温到1600-2000℃，升温速度小于5℃/min，控温保持1-2h。进一步地，所述石墨化高分子低聚物的种类选自聚酰亚胺、沥青、聚丙烯腈等，分子量为4000-30000。进一步地，所述超支化碳硅烷的分子量小于10000，支化度为1.1-2。进一步地，所述过氧化物交联剂为有机过氧化物交联剂；所述有机过氧化物交联剂包括但不限于：过氧化二异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸、2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷。进一步地，所述界面融合剂包括镍等催化性金属。本专利技术提供了一种卫星散热装置的制备方法，具体包括如下步骤：(1)首先将界面融合剂喷涂于卫星热管散热金属表面，厚度控制在40nm以下。(2)随后将涂敷有界面融合剂的卫星热管散热金属表面在1000℃下进行CVD石墨烯生长，其生长厚度为200-600nm。(3)将球形石墨烯、可石墨化高分子低聚物、超支化碳硅烷以及过氧化物交联剂混合均匀，得到混合涂料。(4)将步骤3获得的混合涂料离心喷涂于步骤(2)所制备亚微米厚度石墨烯表面，并经紫外固化，温度为60-120℃，时间为1-6h。(5)随后进行微波或高温加热定型，得到卫星散热装置。进一步地，所述离心的离心力范围为4000-30000rcf。进一步地，步骤5进行微波或高温加热定型的具体方法为：在0-250℃下，升温速度小于5℃/min，控制保温0.5-2h；然后升温到500℃，升温速度小于3℃/min，控温保持1-2h；然后升温到700-1000℃，升温速度3-30℃/min，控温保持1-10min。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：其一，本专利技术利用离心喷涂的方式，根据材料密度不同实现了涂层材料的层层定向组装，并最终实现了均匀快速散热；其二，合理调控球形石墨烯和其他辅料的比例，实现了多级多维度散热结构的结合。其中石墨烯层起到热量均匀化的作用，将热管热端的热量快速的扩散到冷端，增加辐射面积；碳化硅起到增强界面，同时在内层空间增加辐射；可碳化纳米薄膜链接球形石墨烯和碳化硅；球形石墨烯有两个作用：其一，将热从界面引导而出到高比表面积球形石墨烯上，其二，球形石墨烯具有高辐射率，在外层空间极大增强碳化硅的辐射效果。再者，在界面融合剂的诱发下，1000℃下的加热会让散热金属表面纳米厚度融化，进一步增热管散热金属、碳化硅以及石墨烯微球的结合，并最终提高卫星散热装置的辐射散热效率。另外，无机纳米粒子和碳材料的使用，避免了宇宙射线对散热涂料的损伤，有助于卫星散热装置应用的持久性。具体实施方式为了使本专利技术的目的和效果变得更加明白，下面结合具体实施例进一步详述本专利技术。实施例1本专利技术提供了一种卫星散热装置的制备方法，具体包括如下步骤：(1)首先将0.01重量份含锡界面融合剂喷涂于卫星热管散热金属表面，厚度为40nm。(2)随后将涂敷有界面融合剂的卫星热管散热金属表面在1000℃下进行CVD石墨烯生长，其生长厚度为200nm。(3)将浓度为0.01mg/mL的氧化石墨烯溶液在200℃下进行喷雾处理，并经过HI在80℃下还原8h，随后进行热还原：在0℃下，升温速度为3℃/min，控制保温0.5h；然后升温到500℃，升温速度为4.5℃/min，控温保持1h；然后升温到1600℃，升温速度为4℃/min，控温保持2h，制备得到球形石墨烯。经扫描电镜检测证明最终获得球形石墨烯，经拉曼检测检测，该球形石墨烯的ID/IG值为0.05，且其尺度为0.2μm,球形石墨烯壁厚为2个原子层。(4)取上述1重量份球形石墨烯和0.1重量份分子量为4000的聚酰亚胺、0.2重量份分子量为9800、支化度为1.1的超支化碳硅烷以及0.06重量份过氧化二异丙苯混合均匀，得到混合涂料。(5)将步骤(4)获得的混合涂料离心喷涂于步骤(2)的石墨烯表面，设置离心的离心力为4000rcf，并经紫外固化，温度为60℃，时间为6h。(6)随后采用微波加热定型工艺:在250℃下，升温速度为4℃/min，控制保温0.5h；然后升温到500℃，升温速度为3℃/min，控温保持1h；然后升温到700℃，升温速度为3℃/min，控温保持1min，得到卫星散热装置。上述方法制备得到的卫星散热装置的结构具体为：在卫星热管散热金属表面以界面融合剂为活性界面层，以石墨烯层作为底层的热量均匀化层，其中在界面融合剂的作用下，和卫星热管散热金属紧密结合，而界面融合剂层则和金属层完全融合进而消失；碳化硅层作为中间层的红外辐射层，是主要的辐射层，粗糙的表面积加上高辐射率(95％)，极大的提高了辐射散热效率；聚合物层作为上层用于链接碳化硅和球形石墨烯；球形石墨烯贯穿中间层和上层的双层结构作为外层辐射层，其比表面积巨大，辐射率高达98％，极大提高了红外辐射散热，同时高比表面积低缺陷的石墨烯具有极好的热传导效果，可以将底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星散热装置，其特征在于，包括卫星热管、均热层以及散热涂料层，所述均热层是由亚微米厚度的石墨烯组成；所述散热涂料层的原料按重量份计包括：1份球形石墨烯、0.01-0.1份界面融合剂、0.1-0.3份可石墨化高分子低聚物、0.2-0.6重量份超支化碳硅烷以及0.06-0.1份过氧化物交联剂。所述卫星散热装置成型结构具体为：在所述卫星热管散热金属表面以界面融合剂为活性界面层，亚微米石墨烯为均热层，碳化硅层作为中间辐射层，可石墨化高分子低聚物层作为上层，球形石墨烯贯穿碳化硅和可石墨化高分子低聚物的双层结构。/n
【技术特征摘要】
1.一种卫星散热装置，其特征在于，包括卫星热管、均热层以及散热涂料层，所述均热层是由亚微米厚度的石墨烯组成；所述散热涂料层的原料按重量份计包括：1份球形石墨烯、0.01-0.1份界面融合剂、0.1-0.3份可石墨化高分子低聚物、0.2-0.6重量份超支化碳硅烷以及0.06-0.1份过氧化物交联剂。所述卫星散热装置成型结构具体为：在所述卫星热管散热金属表面以界面融合剂为活性界面层，亚微米石墨烯为均热层，碳化硅层作为中间辐射层，可石墨化高分子低聚物层作为上层，球形石墨烯贯穿碳化硅和可石墨化高分子低聚物的双层结构。
2.根据权利要求1所述卫星散热装置，其特征在于，所述球形石墨烯是由浓度为0.1mg/mL-1mg/mL的氧化石墨烯溶液喷雾而成，并经过化学还原和热还原制备得到，所述球形石墨烯的ID/IG值小于0.1，且其尺度为0.2-5μm，壁厚小于4个原子层。所述热还原的方法具体为：在0-250℃下，升温速度小于5℃/min，控制保温0.5-2h；然后升温到500℃，升温速度小于5℃/min，控温保持1-2h；然后升温到1600-2000℃，升温速度小于5℃/min，控温保持1-2h。
3.根据权利要求1所述卫星散热装置，其特征在于，所述石墨化高分子低聚物的种类选自聚酰亚胺、沥青、聚丙烯腈等，分子量为4000-30000。
4.根据权利要求1所述卫星散热装置，其特征在于，所述超支化碳硅烷的分子量小于10000，支化度为1.1-2。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩金，冯祎平，马佳奇，仇涛磊，钟明强，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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