锰酸镧掺杂可变发射率热控器件研究进展

可变发射率热控器件是未来航天器热控的焦点之一。综述了2种锰酸镧掺杂材料用于航天器热控器件的基本工作原理、常用制备方法及目前的研究现状。     

MEMS变发射率真空热控器件研究进展

变发射率热控技术是空间环境下的重要热控手段.微小卫星质量轻,尺寸小,功耗低及其真空环境工作等特点对热控系统提出了新的要求,相应热控器件应具有小质量、大发射率调节比、关闭状态漏热小、响应快等特点.MEMS技术由于其设计灵活性高、功耗低及器件体积、重量方面的优势,可很好地满足这类器件的要求.本文重点对基于MEMS技术的微百页窗,微热开关,微静电换热器等技术的研究进展、关键技术与适用范围进行了归纳总结,将基于MEMS技术的变发射率器件和基于材料研究的电致变色和热致变色这两种技术进行了对比分析,指出了MEMS技术在微小卫星变发射率热制器件中的发展趋势和潜力.     

智能热控涂层性能研究

采用高温烧结固相反应法制备了钙钛矿结构锰化合物热控涂层。利用变温场稳态卡计法半球热辐射率测试设备研究了热控涂层的红外半球发射率和温度之间的关系。结果表明该化合物在低温条件下表现为低热辐射率特性,在高温表现为高热辐射率特性。此外,还对该热控涂层进行了真空-紫外、真空-质子、真空-电子辐照、热循环、真空-放气等空间环境模拟实验,实验表明这种智能涂层具有良好的空间稳定性。说明该热控涂层在未来的航天器上具有广阔的应用前景。     

基于PANI薄膜和Li+电解质的高光学调节性、循环稳定性的红外可变发射率器件

基于电致变色聚苯胺(PANI)薄膜的红外可变发射率器件(IR-VED)在航天器智能热控等领域中具有广阔的应用前景.目前一些研究通过优化PANI薄膜的性能获得了具有优异发射率调节能力的IR-VED.电解质作为器件的重要组成部分也直接影响其性能.然而,关于电解质对IR-VED性能影响的研究少有报道,尤其是对IR调节性能的影响.为了获得高性能的器件,研究了PANI膜在三种常用Li+电解质中循环时的电化学行为和光学调节性能.结果表明,不同电解质不仅对PANI的氧化还原行为、响应速率具有很大影响,对其IR发射率调节能力也有显著影响.基于优选的锂盐,制备了具有良好导电性能和机械完整性的电解质膜用于IR-VED组装.所制备的柔性IR-VED具有快速的响应(～10 s).此外,该器件在2.5～25μm、3～5μm和8～14μm的波长范围内分别实现了0.39、0.36和0.46的高IR发射率变化.更重要的是,IR-VED在经过2000次电化学循环后显示出卓越的IR调节稳定性,表明该器件在动态IR调节领域中有良好的应用前景.     

卫星静电热开关辐射散热器热性能分析

运行于轨道的卫星的温度由它接受的阳光照射、来自星球的辐射和它自身向宇宙冷黑背景辐射热平衡所决定。因此,卫星表面材料的辐射特性对卫星的温度有非常大的影响。具有适当发射吸收比的表面材料,可以使在轨飞行的卫星平衡在合适的温度,这是目前卫星热控的基础。然而,由于飞行姿态、轨道、星上设备发热状态、特殊环境（如月球和深空探测）造成卫星所处的外热流条件有很大的差异,固定发射吸收比的表面散热元件OSR已经在很大程度上限制了卫星的热控设计和整星的性能。静电热开关辐射散热器（ESR）是一种可变热导辐射热控元件,通过静电力控制高发射率复合薄膜与基板的热接触热阻来调节卫星温度。薄膜下拉时为导通状态,此时ESR等效发射率高,热量传导到ESR表面进行散热;薄膜不下拉时为关断状态,此时ESR等效发射率低,热量只能辐射到ESR表面散热。ESR相对于电致变色和热致变色元件具有结构简单、可靠性高、发射率变化转换快等特点。对ESR进行了详细热分析,提出了提高其性能的诸多措施,对ESR的研制具有一定的指导意义。     

航天器热控材料及应用研究进展

热控材料是实现航天器热控功能的重要介质,是航天器热控技术发展的基础。航天器热控系统中大量使用多层隔热材料、导热材料、热控涂层、界面材料等均是利用材料自身热物理特性实现航天器温度场的控制。本文从航天器热控材料工程应用角度,综述了航天器热控系统常用的隔热材料、高导热材料、涂层材料及界面材料等四类热控材料的研究与空间应用进展,分析了未来空间科学探测、低温推进剂在轨贮存等空间应用场景在深低温及高温环境下对热控技术的发展需求,提出了对深低温和高温环境下高效隔热材料、特种涂层材料等航天器热控材料的发展建议。     

材料光谱发射率测量技术研究进展

综述了国内外计量机构材料光谱发射率测量技术的研究进展。通过对不同测量系统的测试仪器、样品温度测量方法、测量范围及其测量不确定度的详细比较,概括和总结了影响发射率测量准确度的主要因素及值得借鉴的改善方法和建议,展望了材料光谱发射率测量技术的发展趋势。     

基于智能变色的发射率可调型薄膜研究进展

介绍了基于电致变色和热致变色的可变发射率薄膜及器件的基本原理及目前的研究现状,重点总结了三氧化钨(WO3)、导电高分子(CPs)、钙钛矿型复合氧化物(A1-xBxMO3)、二氧化钒(VO2)等四类典型红外发射率可变材料。最后针对电致变色和热致变色分别提出了存在的具体问题,对我国智能变色发射率可调型薄膜及器件的发展进行了展望。     

热控相变材料及其复合制备的研究进展

利用相变材料的特性研制含相变物质的复合材料能够起到很好的热控作用,根据目前的研究探索,对于导弹、航天飞行器的热防护有非常好的应用效果.综述了相变材料研究的成果,对热控相变材料进行了新的分类,并阐述了相变复合材料制备方法及应用,阐明了热控应用中选择适宜相变材料的热物性指标以及相变复合材料制备与应用深入研究的方向.     

聚氨酯的热分解研究进展

介绍了有关聚氨酯热性能研究的状况,着重阐述了聚氨酯在不同气氛下的热解机理及热解动力学,同时也阐述了聚氨酯今后研究的发展方向。     

加注过程中液氧的温升和液氧泵的变频调速技术

分析了用泵加注液氧的温升，给出了温升计算公式并举例做了计算。指出采用调速泵加注可以消除因节流引起的能量损耗，降低液氧的温升，最后介绍了用现代变频器实现加注泵调速的技术。     

聚甲基丙烯酸甲酯的热降解研究进展

概述了有关PMMA热解研究的情况，着重阐述了PMMA在无氧及有氧条件下的热解权理，介绍了近年来有关PMMA热解动力学和稳定性方面的研究内容以及今后的发展方向。     

氯磺化聚乙烯的热行为和热降解过程

用TG、DTG和DSC研究了氯磺化聚乙烯(CSM)的热行为和热降解过程。结果表明:CSM的热降解温度和失重50％的温度均随升温速率升高而增高;在氮气氛和空气中,CSM分别为三步和四步降解。     

透平膨胀机热力性能的理论预测

为解决实测透平膨胀机性能曲线的困难，同时也为奠定组织经济，有效地相似模化试验的基础，本文提出了一种较为完善的考虑了物性的以一元流动理论为基础的透平膨胀机性能预测方法，经与试验结果对比，验证了该方法的合理性和有效性。     

可变杆系结构展开过程的数值模拟

可变结构的应用范围很广,如建筑和航空领域中的折叠帐篷、可展天线等。采用了以自然坐标描述的多体系统动力学的有限元方法,根据基于刚体假设的最小应变能原理与拉格朗日乘子法给出了多体系统运动学基本方程的建立方法,并结合Hamilton原理建立了约束多体系统动力学基本方程,并讨论了数值模拟的收敛准则。最后基于MATLAB软件平台编制了多体系统动力学的有限元分析程序,通过对平面双摆机构的数值模拟,表明需要考虑数值阻尼以保证数值稳定及精度。最后对一四连杆机构的运动过程进行了数值模拟,验证了该文方法适用于可变杆系结构展开过程分析的可行性。     

用稳态卡计法对热控材料半球发射率的测试研究

利用稳态卡计法设计了一种测试材料半球发射率的试验装置，并对其进行了不确定度分析。使用该装置对二次表面镜（OSR）的室温半球发射率进行了测试，测试结果不确定度小于2．00％。同时，使用该装置测试了OSR与一种新型相变材料在190～350K间的半球发射率。     

聚碳酸酯的热行为

用原位动态FT—IR、TG、热裂解—FT—IR、GC—MS考察了PC样品的热行为，分析了其热分解产物的组成。结果表明，PC初始分解温度在350℃左右，主链断裂温度在470℃左右，PC样品裂解的主要产物为苯酚、对甲基酚、对乙基酚、对异丙基酚及双酚A，溶液法合成PC时因用的封端剂不同，裂解产物稍有不同，同时阐述了聚碳酸酯的热分解机理。     

矩形板的非线性热振动分岔

用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ－Ｈｏｌｍｅｓ法研究了矩形板非线性热振动的分岔，并讨论了分析了温度，长宽比、厚度等因素对矩形板可能发生混沌运动临界条件的影响。