一種液氮製冷裝置的柔性複合導熱材料的製作方法

2023-04-25 20:07:56 3

專利名稱：：一種液氮製冷裝置的柔性複合導熱材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種柔性複合材料，特別涉及一種液氮製冷裝置的柔性複合導熱材料，屬於空間低溫
技術領域：
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背景技術：
：液氮製冷裝置及探測器要求耦合機構幾何尺寸小、傳輸效率高和製冷溫度可調節，要達到這一目標的關鍵是在有限的空間內，採用軸向壓緊力改變或保持柔性複合導熱材料當量層厚度，達到不同製冷溫度點的最佳耦合。釆用單一的金屬綿導熱材料結構難以達到140K以上的製冷目的，而採用單一的非金屬綿導熱材料是可以達到140K以上的製冷溫度，但降溫時間需要5h以上，液氮損失量增大。減少有效工作時間、不適合用在有多路輸出、不同製冷溫度的製冷裝置上，如液氮製冷裝置、微型節流製冷器和固體製冷器。
發明內容本發明的目的是提供一種複合材料，根據配比的不同，能產生不同的耦合溫度，減少有效工作時間，提高液氮製冷裝置的使用率。柔性複合導熱材料8是由2種以上的金屬綿和非金屬綿複合而成。本發明的技術解決方案為如圖2所示首先將製備好的柔性複合導熱材料8放入探測器杜瓦10的與探測器9相對的底部，冷頭軸向壓緊機構插入探測器杜瓦內芯ll,當冷頭6與處於自由狀態的柔性複合導熱材料8接觸時，開始順時針旋轉動壓緊螺套2進入定壓緊螺母，由於定壓緊螺母2與探測器杜瓦10是一體結構，其相對位置是固定的，逐步旋轉動壓緊螺套2推動定位圈3、冷頭4沿軸向水平運動，使柔性複合導熱材料8的當量層厚度發生改變，當量層厚度越小，則冷頭與探測器之間的溫差就越小，即壓緊力越大，當量層厚度越小；利用動壓緊螺套2刻度線改變壓緊力和柔性複合導熱材料8配比，就可以實現可變溫製冷溫度耦合。本發明採用的柔性複合導熱材料8是由微米量級的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿組成，製備過程為用電子秤分別稱出比例為200—400:0—50:0—120的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿，進行50次以上的均勻混合，利用銅絲棉的阻熱效應在相同壓緊力的作用下可進行"0fl50K製冷溫度的耦合。銅絲綿是目前最經濟且導熱係數較大的導熱材料，起著主要的熱傳導作用，鉬絲綿同樣具有良好的導熱性能，同時兼備良好的熱輻射性能，有利於維持調溫間隙的真空度。銅絲綿與鋁絲綿複合經過50次以上的均勻混合，適用於96K一105K製冷溫度的耦合；銅絲綿、脫脂綿與鋁絲綿3種材料的複合，適用於140K—150K製冷溫度的耦合。混合過程中銅絲綿和鋁絲綿要保持8fflm—10tffin的長度，確保製成的柔性複合導熱材料不散落，不同配比的柔性複合導熱材料均製成①12,的"餅"狀進行填充，並且在同時改變多路探測器冷熱端之間導熱材料的組分和當量層厚度，產生不同的耦合溫度。圖120070831#液氮製冷裝置製冷溫度試驗曲線圖2—種液氮製冷裝置的示意結構圖具體實施例方式一種液氮製冷裝置的柔性複合材料具體試驗條件為試驗條f如表1:tableseeoriginaldocumentpage5權利要求1.一種液氮製冷裝置的柔性複合材料，包括微米量級的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿，其特徵在於製備過程為分別稱出比例為200—400:0—50:0—120的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿，進行50次以上的均勻混合，混合過程中銅絲綿和鋁絲綿保持8mm-10mm的長度，不同配比的柔性複合導熱材料均製成Φ12mm的「餅」狀進行填充。2.—種液氮製冷裝置的柔性複合材料，其特徵在於銅絲棉適用於140K—150K製冷溫度的耦合；銅絲綿與鋁絲綿複合經過50次以上的均勻混合，適用於96K—105K製冷溫度的耦合；銅絲綿、脫脂綿與鋁絲綿3種材料的複合，適用於14Ofl5OK製冷溫度的耦合。全文摘要本發明涉及一種液氮製冷裝置的複合材料；屬於空間低溫
技術領域：
。柔性複合導熱材料8是由微米量級的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿組成，製備過程為用精度為1mg電子秤分別稱出一定量的銅絲綿、鋁絲綿和脫脂綿，進行50次以上的均勻混合，利用脫脂棉的阻熱效應在相同壓緊力的作用下可進行140K～150K製冷溫度的耦合。銅絲綿與鋁絲綿複合經過50次以上的均勻混合，適用於96K～105K製冷溫度的耦合；銅絲綿、脫脂綿與鋁絲綿3種材料的複合，適用於140K～150K製冷溫度的耦合。混合過程中銅絲綿和鋁絲綿要保持8mm～10mm的長度，不同配比的柔性複合導熱材料均製成Φ12mm的「餅」狀進行填充，並且在同時改變多路探測器冷熱端之間導熱材料的組分和當量層厚度，產生不同的耦合溫度。文檔編號C09K5/14GK101469262SQ200710304629公開日2009年7月1日申請日期2007年12月28日優先權日2007年12月28日發明者施寶毅,潘雁頻,王榮宗,葛瑞宏,陳光奇申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所