二氧化硅气凝胶隔热复合材料的性能及其瞬态传热模拟

高马赫数、新型航天飞行器承载严重的气动加热环境,其隔热材料的性能与传热计算对飞行器热防护结构的优化和预测具有一定的指导意义.研究了二氧化硅气凝胶隔热复合材料的结构与性能,并进行了瞬态传热模拟.结果表明复合材料热导率仅为0.018W/m·K,瞬态传热模拟结果与考核测试值吻合,为预测和优化隔热材料提供了一定的依据.     

超音速等离子喷涂连续梯度热障涂层工艺优化研究

采用"双通道、双温区"超音速等离子喷涂工艺制备了Ce-YSZ/NiCoCrAlY连续梯度热障涂层(CG-TBCs)。借助热喷涂粒子状态在线监测系统Spraywatch-2i,分别研究了电弧功率、喷涂距离对Ce-YSZ/NiCoCrAlY粒子速度和温度的影响。实验结果表明,当电弧功率为70 kW和68 kW时,Ce-YSZ与NiCoCrAlY粒子速度达到最高,分别为620 m/s和430 m/s。Ce-YSZ和NiCoCrAlY粉末粒子的平均温度均随电弧功率的增加而上升,但当功率分别达到60 kW和65 kW时,粒子温度的上升趋势不再明显。电弧功率选择在68 kW,喷涂距离定为90 mm左右时,制备的CG-TBCs在经历100次热循环后,其表面和内部均未出现明显的裂纹,具有优异的热震性能。     

利用OH发射谱进行的高温低浓度甲烷着火研究

采用激波管进行低浓度甲烷和空气混合气的着火实验,通过测量压力和OH发射光谱,得到不同工况下的着火延迟,并与甲烷的详细反应机理计算结果作比较。结果表明:不同浓度下甲烷着火延迟的对数与温度倒数呈线性关系,着火延迟随甲烷浓度的降低而减少;贫燃条件下,采用详细动力学机理计算的表观活化能与实验数据拟合较好。     

充气式防热罩再入轨道设计

充气式防热罩是最近几年才出现的新型航天回收技术 ,为各种轨道航天器的回收提供了简单、可靠、经济的途径 ,有望逐渐取代降落伞在回收系统中的地位。合理选择防热罩外形 ,用CFD方法计算了防热罩以亚、跨、超声速飞行时的阻力特性 ,并与工程估算方法作对比。分别采用单次和二次充气方案 ,完成了 90kg货舱安全着陆的再入轨道设计。在对两种充气减速方案的再入轨道进行比较分析之后指出 :对于回收同样重量的货舱 ,二次充气方案在保证减速效果的前提下大幅度减轻了防热系统设计的负担 ,是理想的ITS再入减速方案     

含能材料激光点火特征研究

对激光点燃含能材料的机理进行了理论分析 ,提出利用激光点燃含能材料时 ,材料表面温度变化计算方法 ;依据理论分析和试验结果 ,说明了激光密度、激光脉冲宽度对炸药材料点火温度影响特性。     

膨胀型阻燃聚丙烯的制备及热分解动力学研究

以五氧化二磷／季戊四醇／三聚氰胺为原料合成了聚合型膨胀阻燃剂,并制备了膨胀型阻燃聚丙烯。比较和讨论了热分解动力学方法,通过测定体积流速评价了流变性,用热重分析方法研究了膨胀型阻燃聚丙烯的热分解特点。     

金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型

建立了可重复使用运载器金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型.根据热防护系统的结构特点划分了多条热流通路,将各热流通路离散化后给出了单条通路瞬态传热的隐式差分格式,采用热平衡法推导了串、并联两种类型公共节点的局部控制方程,并给出了传热问题中常见边界条件的统一表达式,最终形成了总体控制方程.通过数值计算获得了热防护系统瞬态温度场.计算结果表明:采用并联一维模型可以更真实、更准确地反映热防护系统的传热过程,对于热防护系统结构优化设计有较高的参考价值.     

舰船蒸汽动力装置热线图优化的程序设计与研究

介绍了用于舰船蒸汽动力装置热线图优化的可视化程序设计与研究.阐述了软件的主要功能、开发环境、数据库设计以及关键技术问题的解决途径.程序能通过调整各种设计参数来得到良好的热线图.     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在SiC颗粒表面成功制备了金属Mo涂层,分析Mo涂层的成分和形貌;采用热压烧结工艺制备SiCp/Cu复合材料,重点对比分析Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明:磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo涂层,随溅射时间的延长,Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大,且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态,结晶化热处理后,变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间对Mo涂层厚度和复合材料导热性能影响明显。随磁控溅射时间的增加,复合材料的热导率呈先增后减趋势。采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料(VSiC=50%),其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。     

石墨烯微片尺寸对石墨烯纸热导率的影响

石墨烯热导率远高于传统金属薄膜等导热材料,可用作热扩散材料。石墨烯纸由石墨烯微片组装而成,石墨烯微片尺寸大小对其组装方式微观结构以及宏观导热性能等具有重要影响。采用溶液过滤自组装方法制备了分散均匀的氧化石墨烯纸,然后在Ar/H2气氛下对氧化石墨烯纸进行热还原处理,得到了石墨烯纸。结果表明,大尺寸石墨烯微片组成的石墨烯纸结构更加致密、结晶度更高;0.5μm~3μm和50μm~100μm的氧化石墨烯所制备的石墨烯纸的热导率分别为632.8 W/m K和683.7 W/m K,大尺寸石墨烯微片组成的石墨烯纸热导率提高了8%。