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月球及火星熔洞密封技术发展及其方案可行性研究

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前瞻科技 2024年第1期3卷 86-99页

作者：邱家稳崔致和何延春王琎霍丽霞马动涛中国空间技术研究院北京100094 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

月球及火星等地外天体上的熔洞具有抗辐射性、抗陨石撞击、防月/火尘和隔热保温性好等优点,利用熔洞建立居住基地是未来人类在地外天体长时间驻留的可选方案之一。文章探讨了熔洞基地建设中最基本的技术问题之一——熔洞密封技术方案的... 详细信息

月球及火星等地外天体上的熔洞具有抗辐射性、抗陨石撞击、防月/火尘和隔热保温性好等优点,利用熔洞建立居住基地是未来人类在地外天体长时间驻留的可选方案之一。文章探讨了熔洞基地建设中最基本的技术问题之一——熔洞密封技术方案的可行性;讨论了空间密封结构和快速检漏技术;提出了两种熔洞密封方案——基于独立柔性气腔的密封结构方案和基于熔洞内表面涂层处理的密封方案;提炼出了需要解决的关键技术问题,并对密封技术的未来发展趋势进行展望;给出本领域研究的发展建议,为未来深空探测和地外天体的基地建设提供技术支撑。

关键词：空间密封技术月球基地火星基地熔岩管空间移民密封涂层密封可行性分析

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电弧源自身大颗粒抑制技术研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第9期52卷 3076-3088页

作者：赵栋才邱家新邱家稳安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 中国空间技术研究院北京100094

电弧离子镀技术已经成为镀膜技术中不可或缺的技术之一,并在金属、装饰、硬质耐磨等领域被广泛研究和应用。膜层技术的研究应用促使对电弧源技术的研究主要集中在长寿命、高可靠性和大颗粒抑制这几方面,且后者的开展必须建立在前者的基... 详细信息

电弧离子镀技术已经成为镀膜技术中不可或缺的技术之一,并在金属、装饰、硬质耐磨等领域被广泛研究和应用。膜层技术的研究应用促使对电弧源技术的研究主要集中在长寿命、高可靠性和大颗粒抑制这几方面,且后者的开展必须建立在前者的基础上。大颗粒抑制的关键在于减少弧斑在靶面的驻留时间,可通过巧妙的永磁或电磁设计来实现具有较强横向磁场分量的靶面,但当磁场强度增大时,必须综合考虑纵向磁场和横向磁场的比例关系,考虑靶材本身的特点。另一种抑制大颗粒的方法是脉冲电弧技术,脉冲电弧源引弧频繁,在结构设计上和恒流电弧源有很大的区别,瞬时电流能达到数千、甚至一万安培以上,能够获得很高的沉积速率,同时阳极的设计使等离子体形成定向喷射,过滤掉大部分大颗粒。

关键词：电弧源磁路结构大颗粒脉冲电弧

辅助阳极在电弧离子镀和磁控溅射技术中的应用和研究进展

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表面技术 2022年第11期51卷 174-185页

作者：赵栋才邱家稳肖更竭张子扬安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 中国空间技术研究院北京100094 兰州空间技术物理研究所兰州730000

按照位置分类,概述了3类辅助阳极。第1类布置在阴极附近,能起到吸引电子,增大离化率,并降低沉积温度的效果,同时若有带负电的离子,也会被吸引至阳极;第2类布置在基片的背面,在吸引电子达到阳极的过程中,会增大基片附近工艺气体和沉积物... 详细信息

按照位置分类,概述了3类辅助阳极。第1类布置在阴极附近,能起到吸引电子,增大离化率,并降低沉积温度的效果,同时若有带负电的离子,也会被吸引至阳极;第2类布置在基片的背面,在吸引电子达到阳极的过程中,会增大基片附近工艺气体和沉积物的离化率,正离子在负偏压的引导下会和基底发生碰撞,达到基底活化或者提高膜层质量的目的;第3类为特殊工件类,如管内壁镀膜时通过辅助阳极的布置,提高管腔内等离子体的均匀性,从而增加膜层厚度和质量的一致性。辅助阳极的增加只需在真空室特定位置布置特定形状的阳极即可,即使需要额外引线,只需一个接线法兰口就能完成,非常方便。辅助阳极加载的正电压一般在0至几百伏之间,如果是0,则直接和真空腔室连接即可,必要时串联电阻。辅助阳极技术具有改变离子能量和方向的特点,能起到对大颗粒的抑制作用,能改变到达膜层表面离子的能量,对膜层质量的提高具有重要意义,值得推广。

关键词：辅助阳极电弧离子镀磁控溅射离化率大颗粒过滤

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同位素热光伏电源真空热性能试验研究

原子能科学技术 2023年第9期57卷 1841-1847页

作者：苏生邵剑雄邱家稳陈阳马巨印田岱马彬韩承志北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间热控技术北京市重点实验室北京100094 兰州大学核科学与技术学院甘肃兰州730000 中国空间技术研究院北京100094

针对同位素热光伏电源内部的长期高温隔热需求,分别采用突刺、金属丝网和气凝胶作为间隔层,制作了3种不封边高温多层隔热组件,将其安装在同位素热光伏电源样机中,在真空试验台上进行了系统真空热性能测试。测试结果表明:在间隔层的装配... 详细信息

针对同位素热光伏电源内部的长期高温隔热需求,分别采用突刺、金属丝网和气凝胶作为间隔层,制作了3种不封边高温多层隔热组件,将其安装在同位素热光伏电源样机中,在真空试验台上进行了系统真空热性能测试。测试结果表明:在间隔层的装配间隔效果可控性方面,气凝胶间隔层最优;采用气凝胶间隔层时,高温多层隔热组件与滤光器形成的光学腔的封闭性最好,系统热量利用率最高,同位素热光伏电源样机在输入电功率为250 W时,热源温度达到1038℃,初步满足工程应用需求。

关键词：同位素热光伏不封边高温多层隔热组件间隔层真空热性能

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太阳吸收率计算公式的截断误差

中国空间科学技术 1993年第5期13卷 15-20页

作者：邱家稳兰州物理研究所

详细地分析了工程上应用的太阳吸收率计算公式的截断误差;从数学上推导了截断误差的计算公式;并给出了计算实例。所得结果对卫星热控材料及太阳光谱利用涂层材料的光热学性能的测量具有一定的参考价值。

关键词：误差分析吸收率温控涂层太阳

气凝胶隔热材料在空间探测领域研究与应用进展

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宇航材料工艺 2023年第1期53卷 13-20页

作者：孟昊轩常晓晶艾素芬邱家稳刘佳北京卫星制造厂有限公司北京100080 北华航天工业学院廊坊065099 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094

气凝胶材料具有纳米颗粒组成的骨架结构,形成独特的纳米尺度孔洞,密度和热导率极低,可以节省航天器空间和质量资源,是空间探测领域极端低温和高温温度环境(-230~1800℃)下优选的隔热保温材料。本文详细综述了气凝胶材料在国内外航天器... 详细信息

气凝胶材料具有纳米颗粒组成的骨架结构,形成独特的纳米尺度孔洞,密度和热导率极低,可以节省航天器空间和质量资源,是空间探测领域极端低温和高温温度环境(-230~1800℃)下优选的隔热保温材料。本文详细综述了气凝胶材料在国内外航天器中装置隔热、空间电源保温、低温储箱保温以及星际宇航服等领域应用进展,并对气凝胶在空间探测中的未来发展进行了展望。

关键词：空间探测气凝胶应用

直流磁控反应溅射法制备工艺参数对TiO_2薄膜光催化性能的影响(英文)

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人工晶体学报 2008年第4期37卷 857-861页

作者：赵琳邱家稳何延春兰州物理研究所表面工程技术国家级重点实验室兰州730000

采用直流磁控反应溅射法在未加热衬底上沉积TiO2薄膜,以紫外灯为光源进行了薄膜光催化降解亚甲基蓝溶液的实验,研究了沉积工艺参数和后处理退火温度对薄膜光催化性能的影响。结果表明:经过500℃退火、厚度较大的薄膜样品光催化效率较高... 详细信息

采用直流磁控反应溅射法在未加热衬底上沉积TiO2薄膜,以紫外灯为光源进行了薄膜光催化降解亚甲基蓝溶液的实验,研究了沉积工艺参数和后处理退火温度对薄膜光催化性能的影响。结果表明:经过500℃退火、厚度较大的薄膜样品光催化效率较高;膜厚基本相同的样品,沉积时电源功率较小、Ar/O2流量比例较小的薄膜光催化效率较高。

关键词： TiO2薄膜磁控溅射光催化制备工艺参数

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光学太阳反射器卫星搭载数据的非线性拟合

中国空间科学技术 1994年第2期14卷 59-62页

作者：邱家稳兰州物理研究所

采用线性回归和优选法相结合的方法较好地解决了形如函数ｙ＝ａ［１－ｅｘｐ（－ｂｘ）］的曲线拟合问题。通过对中国光学太阳反射器卫星搭载数据的拟合分析，得出了光学太阳反射器的光学性能的空间衰变的经验表达式，并对光学太阳反射... 详细信息

采用线性回归和优选法相结合的方法较好地解决了形如函数ｙ＝ａ［１－ｅｘｐ（－ｂｘ）］的曲线拟合问题。通过对中国光学太阳反射器卫星搭载数据的拟合分析，得出了光学太阳反射器的光学性能的空间衰变的经验表达式，并对光学太阳反射器的长期空间稳定性进行了预测。

关键词：温控涂层线性回归分析卫星

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第1期50卷 65-71页

作者：艾素芬王帅杨庚翔洪崧邱家稳孟昊轩刘佳北京卫星制造厂有限公司北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 中国空间技术研究院北京100094

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m^(3)的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130~25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导... 详细信息

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m^(3)的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130~25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明:在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m^(3)的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m^(3)的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m^(3)的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130~25℃的条件下,密度为120 kg/m^(3)的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m^(3)的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m^(3)的气凝胶复合材料采用了抗辐射性能优异的预氧丝增强纤维,因此其导热系数最小(0.0062 W/(m·K))。

关键词：二氧化硅气凝胶导热系数低温真空隔热性能航天器