中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室27日在國務(wù)院新聞辦公室新聞發(fā)布會(huì)上宣布,北斗三號(hào)基本系統(tǒng)建成,提供全球服務(wù),這標(biāo)志著北斗系統(tǒng)正式從區(qū)域走向全球。
巴基斯坦的交通運(yùn)輸、港口管理,印尼的土地規(guī)劃、海岸線測繪,中俄的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化……從光耀亞太,到擁抱全球,北斗與世界分享中國“奇跡”。
自去年11月我國發(fā)射北斗三號(hào)首發(fā)雙星開始, 一年1 9 星, 北斗三號(hào)系統(tǒng)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(wèi)星發(fā)射中,北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院李成明教授科研團(tuán)隊(duì)也做出了特殊貢獻(xiàn),使中國航天器散熱又獲得一個(gè)新突破。
一箭雙星發(fā)射現(xiàn)場
鑒于電子器件發(fā)展迅速,新一代導(dǎo)航衛(wèi)星、載人飛船的高能電源組件熱流密度極高,幾乎可達(dá)到甚至超過500W/cm2,同時(shí)由于空間環(huán)境影響,熱控元件要求小而輕,這使得傳統(tǒng)的換熱方式難以平衡體積小、散熱快兩項(xiàng)關(guān)鍵要求。隨之極可能出現(xiàn)電子器件集成系統(tǒng)因散熱不足導(dǎo)致器件失效,直至毀滅性破壞的結(jié)果。為解決航天領(lǐng)域超高熱流密度元件的散熱問題,北京科技大學(xué)李成明教授團(tuán)隊(duì)研制的金剛石膜擴(kuò)熱片作為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星相控陣組件的核心熱管理元件進(jìn)入太空,目前在軌運(yùn)行穩(wěn)定,表現(xiàn)良好。在北斗三號(hào)系統(tǒng)中前后共有3顆導(dǎo)航衛(wèi)星裝載此熱控元件上天。
時(shí)間緊、任務(wù)重、風(fēng)險(xiǎn)高,為了完成這項(xiàng)超高熱流密度器件散熱任務(wù),李成明教授團(tuán)隊(duì)承受著極大壓力,付出了艱辛的努力。于2016年2月通過了金剛石膜作為組網(wǎng)星高導(dǎo)熱器件的評(píng)審,歷時(shí)一年半,交付了幾百件合格樣品。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量,團(tuán)隊(duì)在生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品加工、表面修飾等過程中不斷調(diào)整進(jìn)步,最終在團(tuán)隊(duì)的齊心協(xié)作以及絕不動(dòng)搖的信心和決心下,成功的完成了這項(xiàng)任務(wù),為中國航天領(lǐng)域提供了一種解決極高熱流密度熱排散的最佳方案!
長征七號(hào)火箭發(fā)射
此項(xiàng)研究成果與傳統(tǒng)熱沉材料相比顯著優(yōu)勢在于:
(1) 利用金剛石的極高熱導(dǎo)率,快速降低組件溫度。
(2) 明顯縮小TR模塊間的溫度梯度,實(shí)現(xiàn)等溫化。
(3) 長期工作耐受溫度高,提高熱控元件的使用壽命。
(4) 明顯降低熱控元件的重量,在高導(dǎo)熱的同時(shí)具備重量優(yōu)勢。
北京科技大學(xué)李成明教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外金剛石領(lǐng)域有著重要影響,多年來一直瞄準(zhǔn)金剛石領(lǐng)域發(fā)展前沿,實(shí)現(xiàn)了和國家重大需求緊密結(jié)合,是一支碩果累累的科研團(tuán)隊(duì)。
金剛石微槽散熱器應(yīng)用回路
在國防裝備領(lǐng)域中,該團(tuán)隊(duì)所研制的金剛石微槽道散熱器目前已成功應(yīng)用在2016年6月26日搭載長征七號(hào)運(yùn)載火箭飛行的多用途飛船縮比返回艙。將金剛石的極高導(dǎo)熱率和微槽道增大換熱面積的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合,在軌飛行實(shí)驗(yàn)表明,金剛石微槽道可承受的最高熱流密度高達(dá)500W/cm2,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(lǐng)域取得極大突破,在金剛石領(lǐng)域也是一鳴驚人,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(nèi)乃至世界范圍的金剛石厚膜生長都是一項(xiàng)重大成就,明顯帶動(dòng)超硬材料微納加工、金剛石半導(dǎo)體工藝等領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展,并強(qiáng)力沖擊鈦合金、鋁鎂合金高精度加工領(lǐng)域中金剛石復(fù)合材料的應(yīng)用!
為推動(dòng)金剛石在國防科技、電子器件等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,李成明教授科研團(tuán)隊(duì)仍將秉承著“開放、合作、競爭、進(jìn)步”的方針,不斷推進(jìn)技術(shù)突破和原始創(chuàng)新,在中國智造這條大道上繼續(xù)前進(jìn)!