Brander等研究人員在歐洲航天“先進(jìn)儀器設(shè)計(jì)（AED）項(xiàng)目”的支持下，開展了碳纖維復(fù)合材料電子設(shè)備外殼的研究，并驗(yàn)證了碳纖維復(fù)合材料外殼可以滿足結(jié)構(gòu)承載、散熱、輻射防護(hù)和電磁兼容性要求。Raluca在AED項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，采用K1100碳纖維/RS3C樹脂復(fù)合材料、M40J碳纖維/RS3C樹脂復(fù)合材料混雜層合板研制了Proba-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)和電源綜合管理單元的復(fù)合材料外殼。相比鋁制外殼，在機(jī)熱性能相當(dāng)情況下，復(fù)合材料外殼結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕了25%。Martins采用K13D2U高導(dǎo)熱碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料外殼替代電子單機(jī)的鋁制外殼，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重23%。美國約翰霍普金斯大學(xué)采用K13C2U高導(dǎo)熱碳纖維制備了電磁屏蔽箱，實(shí)現(xiàn)了電磁屏蔽、電子器件的及時(shí)散熱和結(jié)構(gòu)輕量化。John等采用K1100/RS-3C預(yù)浸料和M40J/RS-3C混雜鋪層設(shè)計(jì)開發(fā)了SAR天線電子箱，有效避免了電子箱體與星體主結(jié)構(gòu)材料不同引起的熱彈性穩(wěn)定性和設(shè)備溫度波動(dòng)大的問題，滿足了SAR電子箱輕量化、高熱尺寸穩(wěn)定性、高熱傳導(dǎo)與熱擴(kuò)散、可集成印刷電路板等需求。

（ａ）電子設(shè)備集成到結(jié)構(gòu)板、（ｂ）組裝好的多功能結(jié)構(gòu)

圖9展示了日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)的碳纖維復(fù)合材料光纖陀螺儀，光纖環(huán)繞線筒采用了K13D2U型高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料與T300碳纖維復(fù)合材料結(jié)合的方案，通過對光纖環(huán)繞線筒內(nèi)側(cè)包裹纖維方向?yàn)閳A周方向的K13D2U碳纖維復(fù)合材料，利用其高模量和低熱膨脹的特性來抑制熱應(yīng)變，從而提高光纖陀螺儀的穩(wěn)定性。

結(jié)語

高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料憑借其高導(dǎo)熱性、高模量、低熱膨脹系數(shù)等卓越的綜合性能，在航天器的熱管理結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)結(jié)構(gòu)、高尺寸穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、多功能結(jié)構(gòu)以及電子設(shè)備外殼等領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用，并顯著推動(dòng)了航天器輕量化和高效能化的發(fā)展。國外在高導(dǎo)熱碳纖維材料體系及其應(yīng)用技術(shù)方面已經(jīng)較為成熟。相比之下，國內(nèi)高導(dǎo)熱碳纖維材料產(chǎn)品性能與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距，其產(chǎn)業(yè)化及工程化應(yīng)用尚處于起步階段。因此，需進(jìn)一步提升國產(chǎn)高導(dǎo)熱碳纖維產(chǎn)品的性能和產(chǎn)業(yè)化能力，實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用技術(shù)的突破。隨著材料技術(shù)和航天技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，預(yù)計(jì)高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料在航天器中的應(yīng)用將越來越廣泛。

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