专利名称：一种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船，属于新材料、新能源应用技术领域。
背景技术：
2012年6月16日18时56分，神舟九号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空后准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送上太空。6月18日神九载人飞船与在太空等待了215天的天宫一号目标飞行器的首次载人自动交会对接顺利完成，6月24日神舟九号航天员手动控制飞船的姿态、速度和方向，成功驾驶飞船与天宫一号目标飞行器对接，6月28日航天员手动控制神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器分离，29日顺利返回地面。新材料产业为神舟九号提供了先进的制造材料，陕西省西部材料钛材研发及技术中心为神九载人航天飞船提供钛合金航天结构件，钛合金的比強度高、机械性能好、而且耐腐蚀，钛的比重小，适合飞船上的结构轻量化，然而钛合金航天结构件的切削加工性能很差，加工效率极低。人类至今已经发射了四千多次航天运载火箭，在太空中遗留2. 5万块太空垃圾。废弃的卫星、运载火箭残骸加上陨石、流星都可能在太空中高速撞击飞船。地球上的太空中已经发生过两颗卫星相撞、两个火箭推进器遗弃物相撞的“宇宙交通肇事案”。由于载人飞船在太空中运行的环境发生了很大的变化，载人飞船执行的任务越来越复杂，制造载人飞船需要更加先进的新材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船。中国的石墨矿产的储藏量占全世界总储藏量的75%，生产量占全世界的72%，但是中国的石墨产业长期以来处于低端无序开发，经济效益不高。2004年英国两位物理学家从石墨材料中剥离出石墨烯单层碳原子面材料，是碳的ニ维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有O. 335纳米，把20万片石墨烯薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。2010年的诺贝尔物理学奖颁给成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，并证实石墨烯可以単独存在的这两位英国科学家。从此，世界各国许多科学家和许多企业都參与石墨烯的开发工作，2011年10月18日江苏省常州市人民政府出资10亿元组建江南石墨烯研究院和常州市石墨烯科技产业园更是为了抢占石墨烯产业发展的先机。本发明首先提出将石墨烯新材料应用到航天飞船上，对航天事业的发展具有深远的意义。用纯石墨烯新材料和石墨烯复合材料制造的石墨烯航天结构件有许多优点超过了钛合金航天结构件
I.石墨烯航天结构件的坚硬度特别大，是目前人类已知的最为坚固的材料。中国科学院计算的结果表明，石墨烯的强度为11(^8—1216 8，石墨烯比钢铁强硬100倍，比钻石更坚硬。用石墨烯新材料可以制造成功世界上最为坚固的载人飞船，不怕太空中小天体和太空垃圾的高速撞击。2.石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在石墨烯中的运动速度达到了光速的1/300，电子在石墨烯中的传输速度比在硅中快100倍。石墨烯电子元器件将取代硅电子元器件广泛应用于石墨烯载人飞船中的石墨烯导电线、石墨烯摄像机、石墨烯储能电池、石墨烯计算机系统甲、石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统こ、石墨烯通信系统こ，大大提高各电子设备的工作效率，石墨烯电子计算机的运行速度可达到一千兆赫的1000倍，提高电子设备中的传感器的灵敏度。
3.石墨烯是ー种超薄的新材料，用石墨烯新材料制造石墨烯载人飞船上的石墨烯推进舱、石墨烯返回舱、石墨烯轨道舱壁，可以在保持強度的同时，适当减少舱壁的厚度，增加舱内的容积，让石墨烯载人飞船多携帯实验物品上天。同时也符合制造超轻载人飞船的要求。4.石星稀的表面有抑囷功能，可以减少石星稀载人飞船的舱内外石星稀的表面上沾带细菌上天。5.石墨烯新材料的透光性好,用石墨烯新材料制造的石墨烯舷窗能看清外面的太空，十分坚固的舷窗上不会出现裂縫。6.石墨烯新材料的电阻率只有约10_6Ω · cm,比钢材或银材更低，是目前世界上电阻率最小的材料，电子在石墨烯中的运行速度极快，如果应用在锂离子电池的负极材料上，可使锂离子电池充放电的速度加快60倍一600倍。由于石墨烯航天新材料有上述许多优点，今后建造载人飞船时要考虑采用石墨烯新材料，并逐步増加石墨烯新材料占用的比例。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
由石墨烯载人飞船I、石墨烯推进舱2、石墨烯推进器3、石墨烯摄像机4、石墨烯太阳能电池翼5、石墨烯返回舱6、石墨烯轨道舱7、石墨烯对接机构8、石墨烯出舱ロ 9、石墨烯舷窗
10、石墨烯储能电池11、石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统甲13、石墨烯通信系统甲14、石墨烯计算机系统こ15、石墨烯通信系统こ16共同组成ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船；
石墨烯载人飞船I由前部的石墨烯轨道舱7、中部的石墨烯返回舱6和后部的石墨烯推进舱2排成直线连结组成；石墨烯轨道舱7的前端安装石墨烯对接机构8，石墨烯轨道舱7的外壳上安装石墨烯出舱ロ 9、石墨烯舷窗10，石墨烯轨道舱7的内部安装石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统こ15和石墨烯通信系统こ16 ;石墨烯返回舱6的内部安装石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统甲13、石墨烯通信系统甲14，石墨烯推进舱2的内部安装有石墨烯储能电池11、石墨烯导电线12，石墨烯推进舱2的尾部安装有石墨烯推进器3，石墨烯推进舱2的两侧安装有対称的石墨烯太阳能电池翼5，石墨烯推进舱2的外売上安装有石墨烯摄像机4 ；
石墨烯太阳能电池翼5通过导电线12与储能电池11连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯计算机系统甲13连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯通信系统甲14连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯计算机系统こ15连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯通信系统こ16连结，储能电池11通过导电线12与摄像机4连结。
石墨烯储能电池11是石墨烯锂离子电池，石墨烯锂离子电池比一般的锂离子电池充放电的速度快60倍一600倍。石墨烯推进舱2、石墨烯返回舱6、石墨烯轨道舱7的强度为110GPa—121GPa。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式用石墨烯新材料制造石墨烯载人飞船的推进舱、推进器、返回舱、轨道舱、对接机构、出舱ロ、舷窗，比钛结构件增大机械部件的强度，防止太空中的小天体和太空垃圾冲击飞船，石墨烯机械部件的表面还能抑菌；用石墨烯新材料制造的导电线、摄像机、储能电池、石墨烯计算机系统甲、石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统こ、石墨烯通信系统こ，比现有的导电材料能加快电子部件中电子的运动速度、显著提高电子部件的工作效率。太阳光 照射太空中的石墨烯太阳能电池产生电流，电流通过石墨烯导电线快速并源源不断地向石墨烯载人飞船输送电力。下面本发明将结合附图中的实施例作进ー步描述
由石墨烯载人飞船I、石墨烯推进舱2、石墨烯推进器3、石墨烯摄像机4、石墨烯太阳能电池翼5、石墨烯返回舱6、石墨烯轨道舱7、石墨烯对接机构8、石墨烯出舱ロ 9、石墨烯舷窗
10、石墨烯储能电池11、石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统甲13、石墨烯通信系统甲14、石墨烯计算机系统こ15、石墨烯通信系统こ16共同组成ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船；
石墨烯载人飞船I由前部的石墨烯轨道舱7、中部的石墨烯返回舱6和后部的石墨烯推进舱2排成直线连结组成；石墨烯轨道舱7的前端安装石墨烯对接机构8，石墨烯轨道舱7的外壳上安装石墨烯出舱ロ 9、石墨烯舷窗10，石墨烯轨道舱7的内部安装石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统こ15和石墨烯通信系统こ16 ;石墨烯返回舱6的内部安装石墨烯导电线12、石墨烯计算机系统甲13、石墨烯通信系统甲14，石墨烯推进舱2的内部安装有石墨烯储能电池11、石墨烯导电线12，石墨烯推进舱2的尾部安装有石墨烯推进器3，石墨烯推进舱2的两侧安装有対称的石墨烯太阳能电池翼5，石墨烯推进舱2的外売上安装有石墨烯摄像机4 ；
石墨烯太阳能电池翼5通过导电线12与储能电池11连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯计算机系统甲13连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯通信系统甲14连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯计算机系统こ15连结，储能电池11通过导电线12与石墨烯通信系统こ16连结，储能电池11通过导电线12与摄像机4连结。石墨烯储能电池11是石墨烯锂离子电池，石墨烯锂离子电池比一般的锂离子电池充放电的速度快60倍一600倍。石墨烯推进舱2、石墨烯返回舱6、石墨烯轨道舱7的强度为110GPa—121GPa。用纯石墨烯新材料或石墨烯复合材料制成的石墨烯载人飞船的推进舱、返回舱、轨道舱的外壳在太空中飞行时不怕任何小天体或太空垃圾的高速撞击，着陆时也不怕碰上石块，两者相撞时，由于石墨烯载人飞船的外壳特别坚硬，高速撞上石墨烯载人飞船外壳的任何物体只能“粉身碎骨”。由于石墨烯新材料的透光性好，用石墨烯新材料制造的石墨烯舷窗能看清外面的太空。用石墨烯新材料制造的石墨烯对接机构，使载人飞船与目标飞行器的刚性连接更加安全。用石墨烯新材料制造的石墨烯推进器，石墨烯出舱ロ坚固无比、使用安全。用石墨烯新材料制造的石墨烯摄像机的成像速度特别快，用石墨烯新材料制造的石墨烯储能电池，利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间大量穿梭运动的特性，将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。用石墨烯新材料制造的石墨烯导电线，其输送电流的速度大大加快，用石墨烯新材料制造的石墨烯计算机系统甲；石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统こ、石墨烯通信系统こ能显著提高各电子设备的工作效率，其中石墨烯计算机是基于石墨烯芯片的计算机而非碳基芯片的计算机，借助石墨烯高效的导电能力，使计算机的运行速度显著加快。石墨烯新材料能够代替金属与半导体形成肖特基结，石墨烯太阳能电池是耐用的太阳能电池，在石墨烯载人飞船的石墨烯推进舱的两侧安装石墨烯太阳能电池，太空中的阳光照射石墨烯太阳能电池产生电流，电流通过导电线输入推进舱中 的储能电流储存。现举出实施例如下 实施例一
用石墨烯新材料制造石墨烯载人飞船的推进舱、推进器、返回舱、轨道舱、对接机构、出舱ロ、舷窗，比钛结构件加大了机械部件的強度，达到112GPa，防止太空中的小天体和太空垃圾撞击飞船。石墨烯机械部件的表面还能抑菌。用石墨烯新材料制造的导电线、摄像机、储能电池、石墨烯计算机系统甲、石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统乙、石墨烯通信系统こ，比现有的导电材料能加快电子部件中电子的运动速度、显著提高电子部件的エ作效率。太阳光照射太空中的石墨烯太阳能电池产生电流，电流通过石墨烯导电线快速并源源不断地向石墨烯载人飞船输送电力。实施例ニ
用石墨烯新材料制造石墨烯载人飞船的推进舱、推进器、返回舱、轨道舱、对接机构、出舱ロ、舷窗，比钛结构件加大了机械部件的強度，达到121GPa，防止太空中的小天体和太空垃圾撞击飞船。石墨烯机械部件的表面还能抑菌。用石墨烯新材料制造的导电线、摄像机、储能电池、石墨烯计算机系统甲、石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统こ、石墨烯通信系统こ，比现有的导电材料能加快电子部件中电子的运动速度、显著提高电子部件的エ作效率。太阳光照射太空中的石墨烯太阳能电池产生电流，电流通过石墨烯导电线快速并源源不断地向石墨烯载人飞船输送电力。
权利要求
1.ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船，其特征是，由石墨烯载人飞船(I)、石墨烯推进舱(2)、石墨烯推进器(3)、石墨烯摄像机(4)、石墨烯太阳能电池翼(5)、石墨烯返回舱(6)、石墨烯轨道舱(7)、石墨烯对接机构(8)、石墨烯出舱ロ(9)、石墨烯舷窗(10)、石墨烯储能电池(11)、石墨烯导电线(12)、石墨烯计算机系统甲(13)、石墨烯通信系统甲(14)、石墨烯计算机系统こ(15)、石墨烯通信系统こ(16)共同组成ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船； 石墨烯载人飞船(I)由前部的石墨烯轨道舱(7)、中部的石墨烯返回舱(6)和后部的石墨烯推进舱(2)排成直线连结组成；石墨烯轨道舱(7)的前端安装石墨烯对接机构(8)，石墨烯轨道舱(7)的外壳上安装石墨烯出舱ロ(9)、石墨烯舷窗(10)，石墨烯轨道舱(7)的内部安装石墨烯导电线(12)、石墨烯计算机系统こ(15)和石墨烯通信系统こ(16);石墨烯返回舱(6)的内部安装石墨烯导电线(12)、石墨烯计算机系统甲(13)、石墨烯通信系统甲(14)，石墨烯推进舱(2)的内部安装有石墨烯储能电池(11)、石墨烯导电线(12)，石墨烯推进舱(2)的尾部安装有石星稀推进器(3),石星稀推进舱(2)的两侧安装有对称的石星稀太阳能电池翼(5),石星稀推进舱(2)的外壳上安装有石星稀摄像机(4)； 石墨烯太阳能电池翼(5)通过导电线(12)与储能电池(11)连结，储能电池(11)通过导电线(12)与石墨烯计算机系统甲(13)连结，储能电池(11)通过导电线(12)与石墨烯通信系统甲(14)连结，储能电池(11)通过导电线(12)与石墨烯计算机系统こ(15)连结，储能电池(11)通过导电线(12)与石墨烯通信系统こ(16)连结，储能电池(11)通过导电线(12)与摄像机(4)连结。
2.根据权利要求I所述的ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船，其特征是，所述的石墨烯储能电池(11)是石墨烯锂离子电池，石墨烯锂离子电池比一般的锂离子电池充放电的速度快60倍一600倍。
3.根据权利要求I所述的ー种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船，其特征是，所述的石墨烯推进舱(2)、石墨烯返回舱(6)、石墨烯轨道舱(7)的强度为IIOGPa—I2IGPaο
全文摘要
本发明涉及一种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化载人飞船，属于新材料、新能源应用技术领域。用石墨烯新材料制造石墨烯载人飞船的推进舱、推进器、返回舱、轨道舱、对接机构、出舱口、舷窗，比钛结构件加大了机械部件的强度，防止太空中的小天体和太空垃圾撞击飞船，石墨烯机械部件的表面还能抑菌；用石墨烯新材料制造的导电线、摄像机、储能电池、石墨烯计算机系统甲、石墨烯通信系统甲、石墨烯计算机系统乙、石墨烯通信系统乙，比现有的导电材料能加快电子部件中电子的运动速度、显著提高电子部件的工作效率。太阳光照射太空中的石墨烯太阳能电池产生电流，电流通过石墨烯导电线快速并源源不断地向石墨烯载人飞船输送电力。
文档编号H01M10/0525GK102745344SQ20121026582
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者缪同春 申请人:无锡同春新能源科技有限公司