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李成明教授團隊研制的金剛石擴熱板成功應用于北斗系列衛星

單位(作者):新材院 | 來源:本站原創 | 更新時間:2018-12-29 | 點擊數:

近日163彩票平台官网,中國衛星導航系統管理辦公室在國務院新聞辦公室新聞發布會上宣布163彩票平台官网,北斗三號基本系統建成,提供全球服務,這標志著北斗系統正式從區域走向全球。巴基斯坦的交通運輸163彩票平台官网、港口管理,印尼的土地規劃163彩票平台官网、海岸線測繪,中俄的農業自動化……從光耀亞太,到擁抱全球163彩票平台官网,北斗與世界分享中國“奇跡”。

自去年11月我國發射北斗三號首發雙星開始, 一年19星,北斗三號系統用驚人的速度再次刷新了星座部署的記錄。在這一系列的衛星發射中163彩票平台官网,我校新材料技術研究院李成明教授科研團隊做出了特殊貢獻,使中國航天器散熱又獲得一個新突破。

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圖1  一箭雙星發射現場(圖片源自網絡)

鑒于電子器件發展迅速163彩票平台官网,新一代導航衛星163彩票平台官网、載人飛船的高能電源組件熱流密度極高,幾乎可達到甚至超過500W/cm2,同時由于空間環境影響163彩票平台官网,熱控元件要求小而輕,這使得傳統的換熱方式難以平衡體積小、散熱快兩項關鍵要求。隨之極可能出現電子器件集成系統因散熱不足導致器件失效163彩票平台官网,直至毀滅性破壞的結果。為解決航天領域超高熱流密度元件的散熱問題,我校李成明教授團隊研制的金剛石膜擴熱片作為北斗導航衛星相控陣組件的核心熱管理元件進入太空,目前在軌運行穩定,表現良好163彩票平台官网。在北斗三號系統中前后共有3顆導航衛星裝載此熱控元件上天。

時間緊163彩票平台官网、任務重、風險高163彩票平台官网,為了完成這項超高熱流密度器件散熱任務,李成明教授團隊承受著極大壓力,付出了艱辛的努力163彩票平台官网。于2016年2月通過了金剛石膜作為組網星高導熱器件的評審163彩票平台官网,歷時一年半,交付了幾百件合格樣品。為了確保產品質量,團隊在生產工藝、產品加工163彩票平台官网、表面修飾等過程中不斷調整進步,最終在團隊的齊心協作以及絕不動搖的信心和決心下,成功的完成了這項任務,為中國航天領域提供了一種解決極高熱流密度熱排散的最佳方案163彩票平台官网!

此項研究成果與傳統熱沉材料相比優勢顯著:利用金剛石的極高熱導率,快速降低組件溫度;明顯縮小TR模塊間的溫度梯度,實現等溫化;長期工作耐受溫度高,提高熱控元件的使用壽命;明顯降低熱控元件的重量,在高導熱的同時具備重量優勢。

    李成明教授團隊在國內外金剛石領域有著重要影響,多年來一直瞄準金剛石領域發展前沿,實現了和國家重大需求緊密結合,是一支碩果累累的科研團隊163彩票平台官网。

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    圖2 2016年6月26日長征七號火箭發射(圖片源自網絡)

    在國防裝備領域中,該團隊所研制的金剛石微槽道散熱器目前已成功應用在2016年6月26日搭載長征七號運載火箭飛行的多用途飛船縮比返回艙163彩票平台官网。將金剛石的極高導熱率和微槽道增大換熱面積的優點結合,在軌飛行實驗表明,金剛石微槽道可承受的最高熱流密度高達500W/cm2163彩票平台官网,能夠滿足極高熱流密度航天器散熱要求。此研制成果不僅在熱管理領域取得極大突破163彩票平台官网,在金剛石領域也是一鳴驚人163彩票平台官网,成型金剛石微槽道散熱器的金剛石膜厚度要求3mm以上,這在國內乃至世界范圍的金剛石厚膜生長都是一項重大成就163彩票平台官网,明顯帶動超硬材料微納加工163彩票平台官网、金剛石半導體工藝等領域技術發展,并強力沖擊鈦合金、鋁鎂合金高精度加工領域中金剛石復合材料的應用!

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    圖3 金剛石微槽道散熱器應用回路

    為推動金剛石在國防科技、電子器件等領域的廣泛應用,李成明教授科研團隊仍將秉承著“開放163彩票平台官网、合作、競爭、進步”的方針163彩票平台官网,不斷推進技術突破和原始創新,在中國智造這條大道上繼續前進!

    (責編:郝慧鵬、邢華超)

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