專利名稱：一種輕質(zhì)反射聚光器及制作方法
技術(shù)領域：
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合等工藝方法，實現(xiàn)反射聚光器的高光 學效率、輕量化和空間工程化的應用。
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25ta 125^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. 采用巻繞方式連續(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合
a. 采用反射鏡四周預加拉伸應力的方法，將反射鏡充分展平；
b. 通過經(jīng)時應力釋放，調(diào)整和確定反射鏡預加應力；
c. 采用室溫固化膠，將反射鏡與其框架室溫復合固化。 本發(fā)明的有益效果實現(xiàn)反射聚光器的高光學效率、輕量化和空間工程化的應用。


圖l為輕質(zhì)反射聚光器結(jié)構(gòu)總圖2為反射展平與復合工藝示意圖； 圖中l(wèi)一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。
具體實施例方式
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. 采用厚度的500麗聚酰亞胺輕薄柔性基底，基底尺寸500mrnX 2000鵬。
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1.5X
10—3Pa lX10—3Pa; Ar氣體分壓力1X10，a 2Xl(TPa;放電電流 2A L75A ; Ar離子能量:250eV 350eV; Ar離子束流密度為2 raA 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
580mmX80腿X3鵬；Al原子能量為leV 10eV;沉積速率為(2 4)nm/sec;基底溫度為65°C 80°C;膜厚為100 nm 150 nm。 d.采用巻繞方式連續(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?；滓苿铀俾蕿?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
X22mm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
lmm，以提高梁架力學強度和剛度。
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合
a. 對于1254厚的聚酰亞胺基底輕薄柔性大面積反射境，采用四周預加應 力的方法，將反射鏡充分展平所示，如圖2。初始所加拉伸應力為(5 一8) N /cm。
b. 通過72h的經(jīng)時應力釋放，將反射鏡預加拉伸應力調(diào)整為(l一5)N/cm。
c. 采用Redux420室溫固化膠，將反射鏡與其框架室溫復合固化，如圖2 所示。
采用上述反射境展平與復合工藝方法，從而有效地降低了反射鏡面形誤差 和冷熱應力變形導致的反射率下降。
權(quán)利要求
1. 一種輕質(zhì)反射聚光器，其特征在于由反射鏡長梁(1)與加強梁混合連接(采用T型接頭)、支撐壓緊點(2)、反射鏡框架(3)、反射鏡4、反射鏡長梁與短梁混合角型接頭(5)連接。
2. —種輕質(zhì)反射聚光器的制作方法，其特征在于制作方法為 1)高效輕質(zhì)大面積反射鏡制作；a. 采用25他 125P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. 采用巻繞方式連續(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合a. 采用反射鏡四周預加拉伸應力的方法，將反射鏡充分展平；b. 通過經(jīng)時應力釋放，調(diào)整和確定反射鏡預加應力；c. 采用室溫固化膠，將反射鏡與其框架室溫復合固化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種先進的輕質(zhì)反射聚光器的制作工藝。反射聚光器由反射鏡及其框架等組成。反射境為大面積柔性聚酰亞胺基底鋁膜反射鏡，采用直流磁控濺射工藝鍍制；反射境框架采用空心矩形結(jié)構(gòu)形式，由碳纖維繞制而成；通過反射鏡四周預加拉伸應力的方法，將反射鏡充分展平；采用Redux420室溫固化膠，將反射鏡與其框架室溫復合固化。采用本發(fā)明工藝方法，可實現(xiàn)反射聚光器的高光學效率、輕量化和空間工程化應用。
文檔編號G02B19/00GK101470257SQ20071030460
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者張德靖, 李錦磊, 王多書, 馬勉軍 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所