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空间大型桁架在轨增材制造技术的研究现状与展望 被引量：7
1
作者 杨杰 黎静 +1 位作者 吴文杰 于宁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3159-3167,共9页
空间桁架作为航天器结构的理想支撑平台,在深空探测、高分辨率对地观测等空间任务中得到了广泛应用。大型化、轻量化是航天器及其空间附属机构的发展趋势,但受地空运载能力与运载成本的约束,现有常规就地制造技术已无法满足大尺寸、高... 空间桁架作为航天器结构的理想支撑平台,在深空探测、高分辨率对地观测等空间任务中得到了广泛应用。大型化、轻量化是航天器及其空间附属机构的发展趋势,但受地空运载能力与运载成本的约束,现有常规就地制造技术已无法满足大尺寸、高性能、复杂结构件的太空应用需求。在轨增材制造(在轨3D打印)技术可突破常规就地制造瓶颈,解决空间制备难题,实现低成本在轨建设。在轨增材制造是一种在微/零重力作用、高交变温差、强辐射等极端环境条件下的新型制造技术,由于发展时间较短,技术成熟度较低,诸多基础科学问题与关键技术问题尚待解决。空间大型桁架的在轨增材制造不同于传统地面增材制造,是地面增材制造技术的拓展与延伸。目前,在基础研究方面,国内外已开展了空间微重力环境下的熔融沉积成形增材制造试验,验证了微重力环境下熔融沉积增材制造的可行性。在成形装备方面,中、美、欧等国家或联盟均研制了适用于空间站舱内的熔融沉积增材制造样机,而针对空间大型桁架在轨增材制造的舱外装备,尚处于概念设计向工程样机转化的阶段。在成形工艺方面,受限于装备进展,在轨熔融沉积成形工艺性能研究较少;在模拟微重力环境中增材制造方面,针对大尺寸、长轴径比聚合物及其复合材料熔融沉积成形制件的力学性能各向异性,已通过材料改性、层间粘结热调控等方法得到不同程度的改进。本文系统总结了空间大型桁架在轨增材制造技术的发展现状与研究进展。针对在轨熔融沉积成形增材制造,归纳综述了空间微重力影响、在轨成形装备、成形工艺等关键瓶颈技术的研究现状,探讨了空间大型桁架在轨增材制造面临的挑战与发展趋势,为空间大型结构的在轨构建提供了理论基础与技术参考。 展开更多
关键词 空间大型桁架 在轨增材制造 熔融沉积成形 空间极端环境 装备 工艺性能
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面向航天领域极端环境应用的金刚石材料及其器件
2
作者 王伟华 贾怡 +5 位作者 李振 杨宇 张尧 代兵 韩杰才 朱嘉琦 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1778-1788,共11页
随着世界主要国家航天工程从近地轨道向深空环境推进,航天器要实现在极端环境下可靠工作面临许多新问题。从太空辐照环境恶化到可持续能源问题掣肘,从高集成、高热流器件散热困难到航天器健康监测传感器向高灵敏方向发展,上述问题都亟... 随着世界主要国家航天工程从近地轨道向深空环境推进,航天器要实现在极端环境下可靠工作面临许多新问题。从太空辐照环境恶化到可持续能源问题掣肘,从高集成、高热流器件散热困难到航天器健康监测传感器向高灵敏方向发展,上述问题都亟需发展新一代航天器技术。金刚石独特的晶体结构使其具有“硬、高、透、宽、快”5大特性,决定了其在极端环境下表现出耐高温、耐高压、抗辐照等性能。本文主要总结了金刚石在深空探测、便携电源、智能热控、量子传感和光学窗口等航天领域的应用现状,并展望了发展前景。 展开更多
关键词 金刚石 航天领域 极端环境 深空探测 量子传感
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高温SiC器件及其集成电路在空间电子领域应用展望 被引量：1
3
作者 贺永宁 赵小龙 崔万照 《空间电子技术》 2023年第2期1-7,共7页
金星、火星等行星空间探索对航天器电子学系统耐高温、抗辐照、抗腐蚀性等提出了严峻挑战。极低温电子学和高温电子学是近年来深空探索中的强烈需求。文章主要阐述高温SiC集成电路的起源,数字、模拟和功率IC的发展历程和研究现状。重点... 金星、火星等行星空间探索对航天器电子学系统耐高温、抗辐照、抗腐蚀性等提出了严峻挑战。极低温电子学和高温电子学是近年来深空探索中的强烈需求。文章主要阐述高温SiC集成电路的起源,数字、模拟和功率IC的发展历程和研究现状。重点综述分析了高温SiC集成电路设计方法和流片验证的两条技术途径:首先,基于多层外延制造工艺的BJT器件单元及其双极集成电路;其次,基于离子注入掺杂工艺的互补单元及其CMOS集成电路。在此基础上还进一步介绍了高温SiC传感芯片、BCD功率IC及功率模块的应用可靠性验证。目前国际研究现状展示了SiC BJT和CMOS IC研制中大学学术界和半导体企业界的协同创新格局。最后展望了其在深空探索中的潜在应用及其面临的挑战性。本综述对国内研制空间环境用宽禁带半导体SiC高温集成电路及其电子学系统具有借鉴价值。 展开更多
关键词 极端环境电子学 SiC宽禁带半导体 高温集成电路 深空探索
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高真空环境下精密齿轮传动效率测试平台研制
4
作者 金弘哲 张洋 +2 位作者 王彬峦 张慧 赵杰 《自动化与仪表》 2021年第8期81-86,共6页
研制了一款在高真空环境下对精密航天器齿轮增速器系统传动效率测试平台,该平台传动效率测试精度小于等于0.5%,输入端可测扭矩范围为0~5 Nm,额定转速可达8260 r/min;输出端可测扭矩范围为0~50 Nm,用于1×10^(-5) Pa的高真空测试环... 研制了一款在高真空环境下对精密航天器齿轮增速器系统传动效率测试平台,该平台传动效率测试精度小于等于0.5%,输入端可测扭矩范围为0~5 Nm,额定转速可达8260 r/min;输出端可测扭矩范围为0~50 Nm,用于1×10^(-5) Pa的高真空测试环境下对现有的航天器所用的行星齿轮增速度的传动效率进行测试。通过在高真空环境下传动效率的测试,验证了该平台所测传动效率测试小于等于0.5%的精度。 展开更多
关键词 极端高真空环境 传动效率 航天增速器 测试平台
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