专利名称：一种轻质反射聚光器及制作方法
技术领域：
本发明是一种轻质反射聚光器，涉及柔性聚酰亚胺基底镀铝反射镜和轻质 碳纤维框架制作，轻薄柔性反射镜展平及其与框架的复合工艺。
背景技术：
发展高比功率、高可靠性、长寿命和低成本的空间太阳电池阵，始终是从 事航天的国家所追求的目标。为此，各国都在致力于开发先进的太阳电池和先 进的太阳电池阵以提高太阳电池片的效率。采用轻质反射聚光器的反射聚光太 阳电池阵就是其中一个重要发展方向。
发明内容
本发明的目的提供一种先进的轻质反射聚光器及制作工艺，具体包括高效 大面积柔性聚酰亚胺基底铝膜反射镜、轻质碳纤维反射镜框架等关键组件的制 作，大面积反射境展平及其与框架的复合等工艺方法，实现反射聚光器的高光 学效率、轻量化和空间工程化的应用。
本发明的目的是这样实现的
(1) 高效轻质大面积反射镜制作
a. 采用25ta 125^厚度的聚酰亚胺轻薄柔性基底；
b. 采用离子束对柔性基底进行清洗和活化；
c. 采用直流磁控溅射工艺在柔性聚酰亚胺基底表面镀敷铝膜；
d. 采用巻绕方式连续不间断地镀制幅宽为0. 5m 1. 2m柔性聚酰亚胺基底 铝膜反射境。
(2) 轻质碳纤维反射镜框架制作
a. 反射镜框架采用空心矩形梁架形式，由碳纤维在横截面为矩形芯棒上
缠绕而成；
b. 为有效提高框架刚度，在矩形梁架侧面敷铺无纬布；C.反射镜框架的长梁与短梁采用角型接头连接，反射镜框架的加强梁与长 梁采用采用T型接头连接；
d. 角型接头处安装预埋件，以备反射聚光器与太阳电池基板连接；
e. 反射镜框架采用预埋件作为的支撑压紧点。 (3)反射镜的充分展平及其与框架的复合
a. 采用反射镜四周预加拉伸应力的方法，将反射镜充分展平；
b. 通过经时应力释放，调整和确定反射镜预加应力；
c. 采用室温固化胶，将反射镜与其框架室温复合固化。 本发明的有益效果实现反射聚光器的高光学效率、轻量化和空间工程化的应用。
图l为轻质反射聚光器结构总图2为反射展平与复合工艺示意图； 图中l一反射镜长梁与加强梁混合连接(采用T型接头)2—支撑压紧点(采 用预埋件) 3—反射镜框架 4—反射镜 5—反射镜长梁与短梁混合角型 接头。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 实施例1 (1)高效轻质大面积反射镜制作
a. 采用厚度的500丽聚酰亚胺轻薄柔性基底，基底尺寸500mrnX 2000鹏。
b. 采用离子束对柔性基底进行清洗和活化。真空室本底压力为1.5X
10—3Pa lX10—3Pa; Ar气体分压力1X10，a 2Xl(TPa;放电电流 2A L75A ; Ar离子能量:250eV 350eV; Ar离子束流密度为2 raA 1. 5mA/cm2。
c. 采用直流磁控溅射工艺在柔性聚酰亚胺基底表面镀敷铝膜。靶材尺寸为
580mmX80腿X3鹏；Al原子能量为leV 10eV;沉积速率为(2 4)nm/sec;基底温度为65°C 80°C;膜厚为100 nm 150 nm。 d.采用巻绕方式连续不间断地镀制幅宽为0. 5m 1. 2m柔性聚酰亚胺基底 铝膜反射境，正常基底移动速率为(1 1. 5)mm/sec。
(2) 轻质碳纤维反射镜框架制作
a. 反射镜框架的空心矩形梁架采用碳纤维M40 3000股40B/束在截面9mm
X22mm的的芯棒上45度缠绕而成，厚度为0. 5mm。 、
b. 在矩形梁架侧面敷铺3000股40B/束0度无纬布，使侧面壁厚增加至
lmm，以提高梁架力学强度和刚度。
c. 反射镜框架的长梁与短梁采用角型接头连接，加强梁与长梁采用T型接
头连接，材料采用合金铝材，如图1所示。这样既可保证连接强度，又 可以减轻反射聚光器的质量。
d. 在角型接头处安装预埋件，以便于反射聚光器与太阳电池基板铰链连
接；同时在框架支撑压紧点处也安装预埋件，已备反射聚光器与太阳 电池基板的合拢压紧，如图1所示。为减轻质量，预埋件均为合金铝 材制作。
(3) 反射镜的充分展平及其与框架的复合
a. 对于1254厚的聚酰亚胺基底轻薄柔性大面积反射境，采用四周预加应 力的方法，将反射镜充分展平所示，如图2。初始所加拉伸应力为(5 一8) N /cm。
b. 通过72h的经时应力释放，将反射镜预加拉伸应力调整为(l一5)N/cm。
c. 采用Redux420室温固化胶，将反射镜与其框架室温复合固化，如图2 所示。
采用上述反射境展平与复合工艺方法，从而有效地降低了反射镜面形误差 和冷热应力变形导致的反射率下降。
权利要求
1. 一种轻质反射聚光器，其特征在于由反射镜长梁(1)与加强梁混合连接(采用T型接头)、支撑压紧点(2)、反射镜框架(3)、反射镜4、反射镜长梁与短梁混合角型接头(5)连接。
2. —种轻质反射聚光器的制作方法，其特征在于制作方法为 1)高效轻质大面积反射镜制作；a. 采用25他 125P厚度的聚酰亚胺轻薄柔性基底；b. 采用离子束对柔性基底进行清洗和活化；c. 采用直流磁控溅射工艺在柔性聚酰亚胺基底表面镀敷铝膜；d. 采用巻绕方式连续不间断地镀制幅宽为0. 5m 1. 2m柔性聚酰亚胺基底 铝膜反射境；(2) 轻质碳纤维反射镜框架制作a. 反射镜框架采用空心矩形梁架形式，由碳纤维在横截面为矩形芯棒上缠绕而成；b. 为有效提高框架刚度，在矩形梁架侧面敷铺无纬布；C.反射镜框架的长梁与短梁采用角型接头连接，反射镜框架的加强梁与长 梁采用采用T型接头连接；d. 角型接头处安装预埋件，以备反射聚光器与太阳电池基板连接；e. 反射镜框架采用预埋件作为的支撑压紧点。(3) 反射镜的充分展平及其与框架的复合a. 采用反射镜四周预加拉伸应力的方法，将反射镜充分展平；b. 通过经时应力释放，调整和确定反射镜预加应力；c. 采用室温固化胶，将反射镜与其框架室温复合固化。
全文摘要
本发明提供了一种先进的轻质反射聚光器的制作工艺。反射聚光器由反射镜及其框架等组成。反射境为大面积柔性聚酰亚胺基底铝膜反射镜，采用直流磁控溅射工艺镀制；反射境框架采用空心矩形结构形式，由碳纤维绕制而成；通过反射镜四周预加拉伸应力的方法，将反射镜充分展平；采用Redux420室温固化胶，将反射镜与其框架室温复合固化。采用本发明工艺方法，可实现反射聚光器的高光学效率、轻量化和空间工程化应用。
文档编号G02B19/00GK101470257SQ20071030460
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者张德靖, 李锦磊, 王多书, 马勉军 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所