一种高白度导电粒子及其制备方法和应用

本发明属于航天器的热控制、防静电，具体涉及一种高白度导电粒子及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在现代航天器的设计与运行中，热控制和防静电是确保设备性能和稳定性的关键因素。特别是在高轨道环境中，航天器必须面对极端的温度变化和高电荷的等离子体环境，这些因素均对热控制系统和防静电系统提出了更高的要求。

2、传统的相变辐射器虽然在航天器热管理中发挥了重要作用，但其技术局限性日益凸显。首先，这些装置依赖的相变材料通常具有较低的导热性，这限制了它们在快速变化的环境温度中的响应速度。在航天环境中，尤其是在面对太阳辐射引起的快速温度变化时，这种热控制方法可能无法及时调节内部温度，从而影响航天器系统的整体性能和可靠性。其次，在当今日益追求微型化和高功能集成的电子设备设计中，静电控制尤为关键。随着电路板密度的增加和元件尺寸的缩小，静电放电(esd)的风险相应提高，即使是极低的电荷积累也可能引起敏感元件的损坏。因此，设计高效的静电防护措施，以减少这些风险，对保持设备的性能和可靠性至关重要。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、基于以上问题，本发明提出一种在极端温度波动下具有高效热缓冲和储能吸热功能的多孔泡沫结构，这种多孔泡沫结构被一层由高白度导电粒子组成的防静电高反射高发射壳体结构包覆，实现了优异的热控制和静电防护双重功能。这种集成设计显著增强了航天器在复杂空间环境中的操作性能和可靠性，确保了更高的系统稳定性和长期耐久性。

3、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

4、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高白度导电粒子的制备方法。

5、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，包括，

6、两种或两种以上的三价掺杂剂离子和金属氧化物混合均匀后，洗涤、干燥、研磨，在惰性气氛下100～400℃烧结1～6h，制备得到高白度导电粒子。

7、作为本发明所述高白度导电粒子的制备方法一种优选方案，其中：所述三价掺杂剂离子和金属氧化物的摩尔比为1∶20～100，所述惰性气氛包括高纯氮气、高纯氩气、高纯氦气中的一种或多种。

8、作为本发明所述高白度导电粒子的制备方法一种优选方案，其中：所述三价掺杂剂离子包括铝离子、镓离子、铟离子、锡离子或钆离子中的一种或多种；所述金属氧化物包括zn、al、zr、mg、y的氧化物。

9、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高白度导电粒子。

10、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种采用高白度导电粒子制备的防静电热控涂料。

11、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，防静电热控涂料的制备方法，包括，

12、高白度导电粒子与粘结剂以2～4∶1的质量比混合均匀，充分搅拌，得到防静电热控涂料。

13、作为本发明所述防静电热控涂料的制备方法一种优选方案，其中：所述粘结剂包括有机粘结剂或无机粘结剂；其中，所述有机粘结剂包括硅树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚氨酯中的一种或多种；所述无机粘结剂包括硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或多种。

14、作为本发明所述防静电热控涂料的制备方法一种优选方案，其中：所述混合均匀为-70kpa～-90kpa下以1500rpm～2000rpm的转速真空搅拌。

15、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种防静电热控薄膜，包括，

16、高白度导电粒子与高透明结晶聚合物以质量比1∶1～4充分混合后经150℃～300℃高温混炼得到杂化颗粒；杂化颗粒经150℃～300℃的高温挤出成膜，得到防静电热控薄膜；

17、其中，所述高透明结晶聚合物包括聚氨酯聚合物颗粒、聚四氟乙烯聚合物颗粒、4-甲基戊烯聚合物颗粒、热塑性弹性体颗粒、聚丙烯聚合物颗粒中的一种或多种。

18、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种防静电热控涂料或防静电热控薄膜制备的防静电相变辐射器。

19、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案，防静电相变辐射器的制备方法，包括，

20、将多孔泡沫浸入相变材料中，完全浸没1～5h后，40～60℃下干燥12～24h，制备得到复合相变材料；

21、将防静电热控薄膜附着于壳体表面或防静电热控涂料喷涂或刷涂至壳体表面，在壳体表面形成防静电热控层；

22、将复合相变材料填充至壳体内部，即可得到防静电相变辐射器。

23、作为本发明所述防静电相变辐射器的制备方法一种优选方案，其中：所述多孔泡沫包括碳泡沫、泡沫铜、泡沫铝中的一种或多种，所述相变材料包括石蜡、脂肪酸类、多元醇类中的一种或多种。

24、作为本发明所述防静电相变辐射器的制备方法一种优选方案，其中：所述防静电热控层的厚度为100～500μm。

25、作为本发明所述防静电相变辐射器的制备方法一种优选方案，其中：所述高透明结晶聚合物包括聚氨酯聚合物颗粒、聚四氟乙烯聚合物颗粒、4-甲基戊烯聚合物颗粒、热塑性弹性体颗粒、聚丙烯聚合物颗粒中的一种或多种；

26、所述壳体包括铝合金、钛合金、镁合金中的一种或多种。

27、本发明有益效果：

28、(1)本发明的防静电热控层由于引入了高白度导电粒子，极大地减少了静电积累的风险，且在太阳波段具有高反射、宽红外波段具有高发射特性，提高了系统在高轨道环境下的散热能力及静电耗散能力。

29、(2)本发明的防静电相变辐射器兼具防静电能力、热量收集、传输和排散能力强的特点，可使器件表面的热量发散到外部环境，且保证航天器的安全运行。

30、(3)本发明的防静电相变辐射器相较于传统热控涂层和相变材料，散热效率显著增强，与传统热控涂层相比，该技术不仅减少了静电积累，还利用相变材料增强了热能的快速分散，使得航天器在面对太阳直射等极端环境条件下保持安全稳定的工作状态；与传统相变材料相比，本发明通过结合多孔泡沫结构和相变材料，显著提高了热响应速度和热传导能力，这种结构不仅加快了热能的吸收和释放，而且通过高效的热传导确保了热量在整个系统中更均匀地分布，从而提高了热管理系统在快速变化的环境温度下的性能和可靠性。

31、(4)本发明的防静电热控层具有装配周期短、施工简单、可大面积制备的特点，可满足高轨运行航天器的防静电、散热需求。

1.一种高白度导电粒子的制备方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的高白度导电粒子的制备方法，其特征在于：所述三价掺杂剂离子和金属氧化物的摩尔比为1∶20～100，所述惰性气氛包括高纯氮气、高纯氩气、高纯氦气中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的高白度导电粒子的制备方法，其特征在于：所述三价掺杂剂离子包括铝离子、镓离子、铟离子、锡离子或钆离子中的一种或多种；所述金属氧化物包括zn、al、zr、mg、y的氧化物。

4.一种如权利要求1～3任一所述制备方法制备得到的高白度导电粒子。

5.采用如权利要求4所述的高白度导电粒子制备的防静电热控涂料，其特征在于：包括，

6.如权利要求5所述的防静电热控涂料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂包括有机粘结剂或无机粘结剂；其中，所述有机粘结剂包括硅树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚氨酯中的一种或多种；所述无机粘结剂包括硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或多种。

7.采用如权利要求4所述的高白度导电粒子制备的防静电热控薄膜，其特征在于：包括，

8.采用如权利要求5所述的防静电热控涂料或如权利要求7所述的防静电热控薄膜制备的防静电相变辐射器。

9.一种防静电相变辐射器的制备方法，其特征在于：包括，

10.如权利要求9所述的防静电相变辐射器的制备方法，其特征在于：所述多孔泡沫包括碳泡沫、泡沫铜、泡沫铝中的一种或多种，所述相变材料包括石蜡、脂肪酸类、多元醇类中的一种或多种。