引用本文:韩贺祥,王惠芬,徐骏,赵其斌,宋效坤,曹康丽,刘刚.基于光子谐振效应的热控超材料设计与辐射特性研究[J].上海航天,2024,41(6):63-69.
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基于光子谐振效应的热控超材料设计与辐射特性研究
韩贺祥1,王惠芬1,徐骏1,赵其斌2,宋效坤2,曹康丽1,刘刚1
1.上海卫星装备研究所,上海 200240;2.上海交通大学 材料科学与工程学院,上海 200240
摘要:
本文针对航天器表面高效散热需求,创新引入超材料概念,提出基于谐振效应的微纳结构高效光学散热材料思路,从材料组分选择与物性计算分析出发,研究建立了适用于空间高效散热的可见光高反射和红外高发射模型。结果表明:通过采用两种高低折射率材料组合成一维光子晶体,可以在较少的膜层内实现超高反射率。具体表现为:将金刚石/NaF与GaP/NaF膜层叠加,总层数为71层时获得250~2 500 nm波段平均反射率为99.97%的结构;设计了宽粒径分布2~8 μm SiO2微球周期排列光子晶体,将红外发射率提升至93%。进一步将上述两种模型复合,实现250~2 500 nm波段平均反射率>99%,3~15 μm波段内发射率达92%,8~15 μm波段内发射率达94%,散热性能相比传统热控涂层明显提高。
(1.Shanghai Institute of Satellite Equipment,Shanghai 200240,China;2.School of Materials Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong university,Shanghai 200240,China)

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