[发明专利]一种航天器电推进系统用高温加热器的制作方法

说明书

本发明公开了一种航天器电推进系统用高温加热器的制作方法，其特点在于：加热器采用钛合金、氧化铝陶瓷相组合的铠装壳体结构、高温陶瓷电热浆料加热丝和氧化铝陶瓷结构导热基底。采用模具和机加方法加工出钛合金和氧化铝铠装壳体结构，然后采用丝网印刷、高温固化形成电阻丝，最后采用高温钎焊焊接加热器引线。该加热器相比传统加热器具有能够耐受250℃高温、结构强度高、轻小、长寿命、高可靠等特点。

技术领域

本发明涉及航天器高温加热器技术领域，具体涉及一种航天器电推进系统用高温加热器的制作方法，特别是用于卫星电推进系统阴极温度控制的耐高温加热器的制作。

背景技术

随着空间技术的发展，轻量化和长寿命航天器是未来的主要发展方向。电推进系统是实现航天器长寿命的先进技术。

电推进系统的中和器等功能组件需要一定的温度环境才能正常工作。由于航天器在轨运行期间，推进系统是间歇性工作，不工作时段，当航天器处于地球阴影区时，中和器等暴露在宇宙空间中的部组件温度将低至-150℃，需采用加热器将其温度维持在-50℃以上。而在工作时间段，又会高达250℃。这就要求加热器能够加热的同时，还要耐受250℃的高温并长期工作。现有的卫星用铠装加热丝加热器耐温不大于180℃、同时加热丝无法安装在中和器等零部件表面，亟需研制高温型加热器。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种航天器电推进系统用高温加热器的制作方法，能够在暴露空间环境下、250℃温度下长期可靠工作的加热器的制作方法。

为达到上述目的，本发明中，加热器包括底板和铠装板，加热器制作步骤如下：

步骤1.采用机加方式完成铠装板的结构加工；铠装板为钛合金材质，其中具有空腔；铠装板在引线焊点对应区域预留两个出线孔用于引线出线。

采用模具加烧结工艺，完成底板加工；底板为带厚膜电热电阻的氧化铝陶瓷板，其上加工沉孔用于螺钉装配；底板内表面印刷有陶瓷基导电浆料电阻丝；电阻丝均采用银基钌酸铋厚膜浆料，外部引线采用星用耐高温引线。

步骤2.在步骤1加工的氧化铝陶瓷底板上，全部印刷一层绝缘陶瓷浆料作为过渡层，然后在室温下固化设定时间，然后800℃-850℃下高温烧结设定时间以完成过渡层制备。

步骤3.在步骤2制作的过渡层上设计的电极区域采用丝网印刷电极银浆，在室温下固化设定时间，然后800℃-850℃下高温烧结设定时间以完成电极制备，电极反复多次印刷烧结，使厚度达到300μm以上。

步骤4.在步骤3制作的过渡层表面采用电阻印刷丝网完成银基钌酸铋厚膜浆料电阻图形印刷，然后在室温下固化设定时间，然后800℃-850℃下高温烧结设定时间以完成电阻丝制备。

步骤5.在步骤4完成的基础上，除电极区域外整体印刷绝缘陶瓷浆料保护层，然后在室温下固化设定时间，然后800℃-850℃下高温烧结设定时间以完成保护层制备。

步骤6.采用银钎焊工艺完成引线焊接，并在焊接够的接头表面涂覆耐高温硅橡胶，50℃固化24h，形成焊点绝缘保护层。

步骤7.采用螺钉将钛合金铠装壳体和氧化铝基板固定。

进一步地，引线区域尺寸为10mm×10mm。

进一步地，底板采用较厚的1.2mm的氧化铝陶瓷，以保证设计要求中平面度优于0.05mm的技术指标，同时用于在上面加工沉孔以用于螺钉装配。

进一步地，室温下固化设定时间，具体为室温下固化时间为20分钟至40分钟之间。

进一步地，高温烧结设定时间，具体为高温烧结时间为10分钟至20分钟之间。

有益效果：