一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，具體步驟為：步驟一、在衛(wèi)星蒙皮上采用噴涂或絲網(wǎng)印刷漆膜制作圖案；步驟二、在圖案區(qū)域采用濺射法分三次沉積制備透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層；步驟三、在圖案區(qū)域采用濺射法制備透明防靜電層。利用該方法制作的圖案具有高發(fā)射率和防靜電能力，能夠很好地適應衛(wèi)星作業(yè)所處的空間環(huán)境。
【專利說明】一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，屬于薄膜【技術領域】。

【背景技術】
[0002]航天器表面制作圖案，或者說承載平面信息是航天活動發(fā)展的一個趨勢。人類重大的宇航活動如探月、航天器對接、地外天體探測等，如今已實現(xiàn)了向地面的實時電視直播，航天器表面承載的平面信息不僅實現(xiàn)身份的識別，而且進行信息的表達。航天器表面制作圖案應該考慮以下幾方面要求:一、圖案涂裝在什么材料上；二、通過什么方法涂裝；三、不能影響衛(wèi)星的熱控性能(發(fā)射率的要求)；四、不能產(chǎn)生衛(wèi)星表面防靜電的窗口。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出了一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，利用該方法制作的圖案具有高發(fā)射率和防靜電能力，能夠很好地適應衛(wèi)星作業(yè)所處的空間環(huán)境。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下:
[0005]一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，具體步驟為:
[0006]步驟一、在衛(wèi)星蒙皮上采用噴涂或絲網(wǎng)印刷漆膜制作圖案；
[0007]步驟二、在圖案區(qū)域采用濺射法分三次沉積制備透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層；
[0008]步驟三、在圖案區(qū)域采用濺射法制備透明防靜電層。
[0009]進一步地，所述漆膜為有機硅樹脂基涂料，厚度在30 μ m?70 μ m之間。
[0010]進一步地，在步驟一制作完圖案后，對圖案進行高溫固化，其中固化溫度控制在2500C ±5°C，固化時間控制在0.5min?5min之間。
[0011]進一步地，本發(fā)明所述透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為具有高發(fā)射率(半球發(fā)射率ε h彡0.80)的無機氧化物薄膜,其厚度在200nm?500nm之間。
[0012]進一步地，本發(fā)明所述透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為二氧化硅薄膜或二氧化鈦薄膜。
[0013]進一步地，本發(fā)明所述步驟二的具體過程為:
[0014]第一步,采用離子源對漆膜表面進行清洗,清洗時間控制在Imin?1min之間；
[0015]第二步，采用不同濺射速率分三次進行透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層的沉積:
[0016]第一次沉積,沉積厚度控制在1nm?30nm之間,沉積速率控制在lnm/min?2nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在5min?1min ；
[0017]第二次沉積，沉積厚度控制在50nm?70nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在1min?15min ；
[0018]第三次沉積，沉積厚度控制在140nm?400nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5rnn/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min ?20mino
[0019]進一步地，本發(fā)明所述透明防靜電層為具有導電性的無機氧化物薄膜材料，其厚度在50nm?200nm之間。
[0020]進一步地，本發(fā)明所述透明防靜電層為氧化銦錫薄膜或氧化鋅薄膜。
[0021]進一步地，本發(fā)明所述濺射法為射頻測控濺射或直流脈沖磁控濺射。
[0022]有益效果
[0023]第一、本發(fā)明在漆膜表面通過濺射法制備了高發(fā)射率的透明薄膜材料(透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層)與導電的透明薄膜材料(透明防靜電層)，使漆膜具有了高發(fā)射率和防靜電的性能。同時，這兩種透明薄膜材料不影響漆膜的顏色、外觀與圖案，并具有良好的空間環(huán)境適應性；通過透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層與透明防靜電層的制備，使最終在衛(wèi)星蒙皮表面制作的圖案可在空間環(huán)境下使用。
[0024]第二、本發(fā)明透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層與透明防靜電層為無機氧化物材料，其具有耐高低溫、耐真空、耐空間輻照等特點，對漆膜起到了一定的保護作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明制作方法的流程圖；
[0026]圖2為利用本發(fā)明制作方法所制作的衛(wèi)星表面圖案的示意圖；
[0027]1.透明防靜電層；2.透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層；3.漆膜(涂料)層；4.衛(wèi)星蒙皮。

【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合實例具體實例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明不局限于下述實例。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明為一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，具體步驟為:
[0030]步驟一、在衛(wèi)星蒙皮上采用噴涂或絲網(wǎng)印刷漆膜制作圖案。
[0031]在步驟一中，衛(wèi)星蒙皮通常為鋁合金蜂窩板等衛(wèi)星蒙皮材料；漆膜(涂料)為耐高低溫、耐空間輻照等可在空間環(huán)境下使用的涂料，一般為有機硅樹脂基涂料，可穩(wěn)定使用在2000C ±5°C的溫度環(huán)境中。同時，在圖案制作完成后需要采用超高溫瞬時固化的方法對漆膜進行高溫固化，固化溫度控制在250°C ±5°C，時間控制在0.5min?5min之間。同時，較佳地令本步驟中制作的漆膜(圖案)厚度在30 μ m?70 μ m之間。
[0032]步驟二、在圖案區(qū)域采用濺射法分三次沉積制備透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層。
[0033]在步驟二中，透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層在通過濺射法制備時需解決漆膜與發(fā)射率調(diào)節(jié)層的應力匹配問題，避免在空間環(huán)境中溫度劇烈變化時發(fā)射率調(diào)節(jié)層出現(xiàn)裂紋甚至脫落的現(xiàn)象。因此本發(fā)明分兩步解決應力匹配問題:
[0034]第一步，采用離子源對漆膜表面進行清洗(轟擊)，清除漆膜表面小分子雜質(zhì)，時間控制在Imin?1min之間。
[0035]第二步，采用不同濺射速率分三次進行透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層的濺射沉積，每次沉積后均進行退火處理。
[0036]第一次沉積,沉積厚度控制在10nm-30nm之間,沉積速率控制在lnm/min-2nm/min之間。第一次沉積作用是對漆膜表面進行填充、減小表面粗糙度。沉積后進行退火處理以消減應力，退火溫度控制在150°C _200°C之間，時間控制在5min-10min。
[0037]第二次沉積,沉積厚度控制在50nm-70nm之間,沉積速率控制在2nm/min-5nm/min之間。第二次沉積的作用是對漆膜表面進行透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層(即第一次沉積的結(jié)果)的覆蓋。沉積后進行退火處理以消減應力，退火溫度控制在150°C -200°C之間，時間控制在10min_15mino
[0038]第三次沉積，沉積厚度控制在140nm-400nm之間，沉積速率控制在2nm/min-5nm/min之間。第三次沉積作用是對第二次退火后產(chǎn)生的微裂紋進行填充并使透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層具有連續(xù)完整的結(jié)構，從而使透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層具有的高發(fā)射率特性。沉積后進行退火處理以消減應力，退火溫度控制在150°C _200°C之間，時間控制在15min-20min。
[0039]本發(fā)明分三次沉積且在每次沉積之后進行退火，相比于采用一次沉積退火的方式，其優(yōu)點在于1、膜層制備過程中產(chǎn)生的應力消減更加充分；2、膜層完整性好(缺陷較少)；3、前兩層起到“過渡層”的作用，形成應力松弛體系，解決冷熱沖擊過程中由于熱應力失配導致薄膜出現(xiàn)微裂紋。由于本發(fā)明使用環(huán)境的特殊性，采用上述方法制作的透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層可以很好地適應空間環(huán)境高低溫交替變換的特性。
[0040]本步驟中制作的透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為透明薄膜材料(一般為無機氧化物薄膜材料)，其具有高發(fā)射率，其半球發(fā)射率0.80 ;同時透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層厚度在200nm?500nm之間。
[0041]步驟三、在圖案區(qū)域采用濺射法制備透明防靜電層。
[0042]在步驟三中，透明防靜電層制備時無需采用分層沉積膜層的方式，但沉積后需進行一次退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min?25min之間。
[0043]步驟三制作的透明防靜電層為透明薄膜材料(一般為無機氧化物薄膜材料)，具有導電性；其厚度在50nm?200nm之間。
[0044]實例1:
[0045]采用本發(fā)明衛(wèi)星表面圖案的制作方法制作的圖案，如圖2所示，包括漆膜(涂料)層、透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層及透明防靜電層；其中漆膜(涂料)層為有機硅樹脂基漆膜，厚度為30 μ m ;透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為二氧化硅薄膜，其厚度為200nm ;透明防靜電層為氧化銦錫薄膜，其厚度為lOOnm。
[0046]實例2:
[0047]采用本發(fā)明衛(wèi)星表面圖案的制作方法制作的圖案，包括漆膜(涂料)層、透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層及透明防靜電層；其中漆膜(涂料)層為有機硅樹脂基漆膜，厚度為50 μ m;透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為二氧化硅薄膜，其厚度為300nm ;透明防靜電層為氧化銦錫薄膜，其厚度為200nmo
[0048]實例3:
[0049]采用本發(fā)明衛(wèi)星表面圖案的制作方法制作的圖案，包括漆膜(涂料)層、透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層及透明防靜電層；其中漆膜(涂料)層為有機硅樹脂基漆膜，厚度為70 μ m;透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為二氧化硅薄膜，其厚度為400nm ;透明防靜電層為氧化銦錫薄膜，其厚度為50nmo
【權利要求】
1.一種衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，具體步驟為: 步驟一、在衛(wèi)星蒙皮上采用噴涂或絲網(wǎng)印刷漆膜制作圖案； 步驟二、在圖案區(qū)域采用濺射法分三次沉積制備透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層； 所述步驟二的具體過程為: 第一步，采用離子源對漆膜表面進行清洗，清洗時間控制在Irnin?1min之間； 第二步，采用不同濺射速率分三次進行透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層的沉積: 第一次沉積，沉積厚度控制在1nm?30nm之間，沉積速率控制在lnm/min?2nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在5min?1min ； 第二次沉積，沉積厚度控制在50nm?70nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在1min?15min ； 第三次沉積，沉積厚度控制在140nm?400nm之間，沉積速率控制在2nm/min?5nm/min之間；沉積后進行退火處理，退火溫度控制在150°C?200°C之間，時間控制在15min?20min ； 步驟三、在圖案區(qū)域采用濺射法制備透明防靜電層。
2.根據(jù)權利要求1所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述漆膜為有機硅樹脂基涂料，厚度在30 μ m?70 μ m之間。
3.根據(jù)權利要求1所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，在步驟一制作完圖案后，對圖案進行高溫固化，其中固化溫度控制在250°C ±5°C，固化時間控制在0.5min?5min之間。
4.根據(jù)權利要求1所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為具有高發(fā)射率的無機氧化物薄膜，其半球發(fā)射率ε h > 0.80，厚度在200nm?500nm之間。
5.根據(jù)權利要求4所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述透明發(fā)射率調(diào)節(jié)層為二氧化硅薄膜或二氧化鈦薄膜。
6.根據(jù)權利要求1所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述透明防靜電層為具有導電性的無機氧化物薄膜材料，其厚度在50nm?200nm之間。
7.根據(jù)權利要求6所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述透明防靜電層為氧化銦錫薄膜或氧化鋅薄膜。
8.根據(jù)權利要求1所述衛(wèi)星表面圖案的制作方法，其特征在于，所述濺射法為射頻測控濺射或直流脈沖磁控濺射。
【文檔編號】B32B27/06GK104233208SQ201410449710
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年9月4日
【發(fā)明者】李林, 許旻, 王潔冰, 趙印中, 吳春華, 左華平, 鄒昕, 陳麗平 申請人:蘭州空間技術物理研究所