技术摘要：
本申请公开了一种减缓内带电效应的星用介质材料及其制备方法，在介质材料固化前混合液中均匀混入纳米线，固化含有纳米线的介质材料固化前混合液得到固态介质材料；其中所述纳米线占所述介质材料质量的0.5％‑5％。利用纳米线的半导体特性以及尖端小尺度几何效应，实现  全部
背景技术：
在空间环境中，航天器面临各种不同的辐射环境，比如地磁辐射、太阳高能粒子、 宇宙射线等。这些高能电子会穿透航天器介质表层结构、机箱及其他仪器设备外壳，嵌入绝 缘电缆、电路板等绝缘介质中，导致电荷在绝缘介质中沉积。由于电介质的电阻率较高，从 而导致电荷在其中不断累积并建立内部电场。当内电场强度超过电介质的击穿强度时，会 引发电弧或者放电现象，这种现象称为内带电效应。大量的在轨实验和理论分析表明，航天 器内带电效应会对航天器造成严重的损害。缓解航天器内带电效应危害，一个有效途径就 是形成一定的导电通路，将积累电荷释放出去，从而降低内带电过程中的自建电场。 材料的电导率对确定击穿的可能性至关重要。内带电的实际威胁是由电荷累积产 生的电场引发静电放电造成的，电荷积累取决于保留沉积电荷的能力。以地球同步轨道上 的内带电电流密度在1pA/cm2的量级，因此1012Ω·cm量级的电阻率便可及时将电荷导走。 不过，现代航天器上采用的介质材料如聚四氟乙烯和聚酰亚胺，FR4电路板和涂覆材料等均 具有足够高的电阻率并可能引发问题。如果内部电荷沉积速率超过泄漏速率，这些绝缘性 能良好的电介质材料能够积累足够多的电荷，从而引发放电可能。例如25μm厚的聚酰亚胺 膜，当沉积电荷产生的电压达到7000V就会引起聚酰亚胺膜击穿。 为了减缓介质材料的内带电效应，可以使用具有非线性电导特性的介质材料，该 材料在低电场强度下具有高绝缘性能，可以保证正常使用。在发生内带电形成高点场强度 下，电导率上升，可以释放掉危险的累积静电荷，减缓内带电发生放电的风险。非线性电导 特性的介质材料一般采用颗粒掺杂的方法，在介质内掺杂金属氧化物颗粒实现，掺杂量一 般要到10％以上才会有效果。对于星内典型的介质材料聚酰亚胺膜，其有着特殊的力学、热 学、光学性能，大量掺杂其他材料颗粒，容易造成聚酰亚胺膜脆化等其他固有性能改变。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种减缓星用介质材料内带电效应 的方法。在制备星用介质材料时，添加氧化锌纳米线，既不影响聚酰亚胺膜的性能，又达到 当内带电形成的电场强度过高时，介质电导率上升，释放累积电荷的目的，从而减缓星内介 质材料内带电效应。 第一方面，本发明提供一种减缓内带电效应的星用介质材料的制备方法，其特殊 之处在于，包括： 在介质材料固化前混合液中均匀混入纳米线，固化含有纳米线的介质材料固化前 混合液得到固态介质材料； 其中，所述纳米线占所述介质材料质量的0.5％-5％。在一个实施例中，所述介质 4 CN 111607084 A 说　明　书 2/5 页 材料构成为膜结构，所述纳米线的直径小于100nm，所述纳米线长度为所述介质材料厚度的 1-2倍。在一个实施例中，所述介质材料包括聚酰亚胺复合膜，所述纳米线包括氧化锌纳米 线； 在介质材料固化前混合液中均匀混入纳米线，固化含有纳米线的介质材料固化前 混合液得到固态介质材料包括：合成含有氧化锌纳米线的高粘度聚酰亚胺前驱体溶液； 将所述高粘度聚酰亚胺前驱体溶液涂覆在基片上并进行加热处理，形成聚酰亚胺 复合膜； 将所述聚酰亚胺复合膜从所述基片上剥离。 在一个实施例中，合成含有氧化锌纳米线的高粘度聚酰胺前驱体溶液的步骤包 括： 制备具有氧化锌纳米线的二甲基乙酰胺悬浮液； 将二氨基二苯醚充分分散到所述二甲基乙酰胺溶剂悬浮液中，形成混合液； 在氩气气氛下将二甲酮四羧酸二酐分批加入到所述混合液中，搅拌均匀。 在一个实施例中，制备具有氧化锌纳米线的二甲基乙酰胺悬浮液的步骤包括： 将所述氧化锌纳米线利用乙醇或丙酮浸泡30分钟，过滤取出并自然晾干； 取0.04g氧化锌纳米线加入到20ml二甲基乙酰胺中，在常温下超声分散20-30min。 在一个实施例中，将二氨基二苯醚充分分散到所述二甲基乙酰胺溶剂悬浮液中， 形成混合液的步骤包括： 称取1g二氨基二苯醚，加入到所述二甲基乙酰胺溶剂悬浮液中； 在常温下超声分散10min，以至于所述二氨基二苯醚充分分散。 在一个实施例中，在氩气气氛下将二甲酮四羧酸二酐分批加入到所述混合液中， 搅拌均匀的步骤包括： 取1.66g二甲酮四羧酸二酐，在氩气气氛下分批加入到所述混合液中，在氩气气氛 中不断搅拌24h。 在一个实施例中，将所述高粘度聚酰亚胺前驱体溶液涂覆在基片上并进行加热处 理，形成聚酰亚胺复合膜的步骤包括： 将所述高粘度聚酰亚胺前驱体溶液滴加至基片上，并用刮刀刮平； 在结合所述聚酰亚胺复合膜的所述基片在电热鼓风干燥箱中在40℃、80℃、100 ℃、150℃、200℃、250℃分别处理1h，并转移到马弗炉中在300℃处理lh，冷却至室温。 在一个实施例中，将所述聚酰亚胺复合膜从所述基片上剥离的步骤包括： 将结合所述聚酰亚胺复合膜的所述基片放入去离子水中浸泡，在所述聚酰亚按复 合膜自然脱落后，取出晾干。 第二方面，本发明还提供一种减缓内带电效应的星用介质材料，其特殊之处在于， 通过上面所述的制备方法制成。 根据本申请实施例提供的技术方案，在介质材料固化前混合液中均匀混入纳米 线；固化含有纳米线的介质材料固化前混合液得到固态介质材料；其中所述氧化锌纳米线 占所述介质材料质量的0.5％-5％。。利用纳米线的半导体特性以及尖端小尺度几何效应， 实现星用介质材料具备电导率随电场强度变化的非线性特性，既不影响介质材料性能，又 达到当内带电形成的电场强度过高时，介质电导率上升，释放累积电荷的目的，从而减缓介 5 CN 111607084 A 说　明　书 3/5 页 质材料内带电效应。 附图说明 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它 特征、目的和优点将会变得更明显： 图1是介质材料包括聚酰亚胺复合膜，纳米线包括氧化锌纳米线时，本发明实施例 减缓内带电效应的星用介质材料的制备方法的流程图； 图2是本发明实施例不同氧化锌纳米线含量对聚酰亚胺复合膜电阻率与电场强度 的关系图； 图3是本发明实施例合成含有氧化锌纳米线的高粘度聚酰亚胺前驱体溶液步骤 图。