钙钛矿型锰氧化物在热控薄膜材料方面的应用

钙钛矿型锰氧化物材料具有热致相变特性,其半球发射率随温度不同而有较大的变化,利用这种相变特性可以制备航天器用智能型热控器件,这种器件具有重量小、不耗电、可靠性高等优点,成为未来热控涂层的重要选择.本文对钙钛矿型锰氧化物材料的特性及机理作一个简单介绍.     

航天器柔性热控薄膜研究现状

柔性热控薄膜材料广泛应用于各种航天器平台,其性能对维持航天器正常工作环境至关重要.本文针对空间热控技术发展要求,综述了国内外柔性热控薄膜材料的技术指标以及应用现状.介绍了国内外各种航天器上普遍应用的一次表面镜、二次表面镜、腐蚀防护膜和热控带等柔性热控材料的工作原理及应用范围,并对国内外典型柔性热控产品性能进行了对比.并介绍了相变热控材料、CCAG热控薄膜等新型智能柔性热控材料的研究情况.     

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。     

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.     

碳纳米管/天然橡胶热界面材料制备及热管理性能研究

热界面材料是解决现代高功率和高集成化电子器件热量聚集和耗散的有效手段。基于三维网络结构调控导热性能的策略,以三聚氰胺泡沫(MF)为骨架,采用化学表面改性制备碳纳米管三维网络结构(CNT),并采用真空浸润法制备碳纳米管/天然橡胶热界面复合材料(CNT/NR),研究CNT含量对材料微观结构、导热性能和热管理性能的影响。结果表明,当CNT的含量为2.2%(质量分数)时,CNT可附着于MF骨架并呈现完整连续的三维网络结构,其热界面复合材料垂直面外的导热率为1.58 W m^-1 K^-1,拉伸强度为12.9 MPa,断裂伸长率为489%,并具有显著的热管理性能,这表明CNT/NR热界面复合材料有望成为一种机具应用价值的热管理材料。     

载人航天器的隔热材料

我国载人航天发射成功后 ,航天器的材料制造引起业内高度兴趣。飞船在重返大气层时 ,由于同空气剧烈摩擦 ,表面温度将上升到 2 0 0 0～ 30 0 0℃。如此高温如隔热系统状态不佳 ,极易造成机毁人亡。 2 0 0 3年 2月 1日 ,美国航天飞机“哥伦比亚”号在返回途中分崩离析 ,导致 7名宇航员全部遇难 ,就是由于航天飞机在发射升空时 ,1块从外置油箱上脱落的 1.2 1kg重的隔热泡沫 ,以 80 0km的时速在飞机左翼前端撞出一个破洞 ,使其在返回大气层时被 30 0 0℃的高温气体将左翼烧化 ,最终导致在空中爆炸解体。因此 ,耐热材料的研究 ,成为航天材料研究…     

高亮度LED灯具热界面材料制备及热模拟分析

利用具有优异导热性能的石墨烯制备了石墨烯／硅油热界面复合材料,研究了材料的相关性能,并将其用于高亮度LED路灯上的散热封装,在对其封装散热效果分析时发现,该热界面材料能有效地降低器件界面热阻,改善高亮度LED的散热问题;同时采用有限元模拟软件ANSYS对热界面材料的散热效果进行模拟,为改进LED封装技术提供了依据。     

航天器用十一种热控材料热物理性质及其与显微组织和工艺因素关系的研究

应用自行研制的激光脉冲法热导仪、小平板稳态法热导仪、铜卡计和冰卡计法比热仪, 对航天器用的十一种热控材料的导热系数、导温系数和比热及其与材料显微组织和工艺因素的关系进行了实验研究. 结果表明, 在室温至1800℃温区内, 绝热材料和防热材料的导热系数均随温度升高而增大, 多孔绝热材料的有效导热系数是由多种导热因子相互作用的结果, 并存在对应于最小导热系数的最佳密度. 所得数据为热控材料的优选提供了科学判据, 亦为航天器的热控系统热设计提供了参数.     

热管理材料的研究进展

电子元器件的微型化及多功能化对器件的散热性提出了更高要求.器件的散热问题已成为迅速发展的电信产业面临的技术"瓶颈".介绍了国内外电子工业中已使用和正在开发研制的三代热管理材料的种类和性能特点,总结了各阶段热管理材料的现状及其研究进展,表明高性能热管理材料需具备低密度、高导热、与半导体及芯片材料膨胀匹配、相当大的硬度及良好的气密性等性能特点.     

柔性热控材料性能的实验方法研究

简略回顾了导电膜和热控材料的制备工艺研究、批量生产技术与设备建立的情况。着重讨论了导电型Kapton基热控材料的性能及其在空间环境中性能稳定性实验方法、实验结果 ,并与进口同类材料的稳定性作了比较。通过一系列性能稳定性评估研究 ,充分说明国产热控材料不仅在总体性能上可以与进口同类材料相媲美 ,而且在紫外辐照、电子辐照、湿热、原子氧等环境中稳定性优于同类进口材料。对这一结果所进行的AFM分析表明制备方法与工艺对热控材料的性能是至关重要的。     

先进热管理材料研究进展

热管理系统广泛应用于国民经济以及国防等各个领域,控制着系统中热的分散、存储与转换。先进的热管理材料构成了热管理系统的物质基础,而热传导率则是所有热管理材料的核心技术指标。本文针对先进热管理材料的应用、种类以及其中热传导的物理机制等关键问题进行了综述。重点介绍了热界面材料、高导热封装材料、蓄热材料以及热电材料等的研究进展及存在的问题。对均质及复合材料中的热传导机制进行归纳,并指出分子动力学、密度泛函理论及大规模并行计算技术将在揭示多尺度的热传输机制方面发挥越来越重要的作用。     

电声耦合效应对热界面材料导热性能影响的研究进展

随着摩尔定律的发展,在半导体器件、电池和生物医药器件尺度减小,结构精细,元器件的功率密度提高的趋势下,其对热界面材料的性能要求逐渐提高.微纳结构设计对材料的工作效率和使用寿命有很大影响.因此科研人员使用新的合成方案,结构设计,模拟及测量方法来改进热界面材料并提高电子器件的耐用持久性.本文综述了热界面材料的研究现状,分类...     

碳基填料填充型热界面材料的研究现状

芯片的集成化和高功率化使其运行过程中热量激增。为了保障设备正常运行,导热性能优异的热界面材料非常关键。对于填充型热界面材料而言,填料的导热性能直接影响整体的导热性能。碳材料动辄上千的导热系数若是可以实现有效应用,对电子行业的发展有着举足轻重的作用。但由于碳基填料几乎都存在难分散、难填充和导热方向性的特点,使得碳基热界面材料的开发和应用存在难点。文中系统介绍了填充型热界面材料的导热机理和碳基填料的影响,重点综述了国内外学者在碳基填料官能化、协同强化、预制碳基骨架和碳基填料定向处理这些有望制备高性能热界面材料的先进技术上的优势和特点,并对这一热门领域未来发展的机遇与挑战进行了展望。     

航天器用材料应用验证技术体系

本文基于钱学森的“综合集成方法论”,结合我国航天器材料的研制及应用特点,阐述了应用验证技术体系基本原理,并总结工程实践经验,提出建设要点。该体系通过材料特性表征及应用情况的宏观与微观研究,利用试验验证、专家决策支持、计算仿真、归纳演绎、信息处理等方法,形成了多指标评价、多角度分析、综合评判的材料工程应用质量控制系统,发挥了人机结合、定性与定量结合、理论与实践结合以及多学科融合的系统工程优势,为我国航天装备自主发展奠定基础。     

碳纳米管阵列应用于热界面材料的研究进展

介绍与评价了近年来用于改善作为热界面材料(TIM)的碳纳米管阵列性能的方法,探讨了碳纳米管阵列形貌、缺陷状态、界面处理和固化材料引入对碳纳米管阵列导热性能的影响,总结了其在热界面材料领域应用所需要具备的条件,即能够作为热界面材料的碳纳米管阵列必须满足形貌合适、缺陷较少、一定程度复合、接触界面热阻低、封装工艺合理等一系列要求.     

低as无机热控涂层及其空间防护作用研究

介绍了两种无机热控涂层的组成工艺及性能，并讨论了影响涂层性能的因素。用LAMBDA-9分光光度计和扫描电镜(SEM)对在模拟原子氧(AO)环境中，无机热控涂层太阳光吸收率(as)的变化和它们的防护作用进行了表征研究。结果表明，该涂层具有良好的空间稳定性和较低的as，能有效抵御AO的侵蚀，对空间材料可起到满意的防护效果。尤其是10-3涂层的as最低，性能最稳定。     

膏状物材料导热系数和界面热阻稳态测量法

依据ASTM D-5470测试标准搭建稳态法测量装置,同时结合具有特殊结构的样品支架,可以实现膏状物材料导热系数及其与固体表面之间界面热阻的测量。样品支架上具有不同深度的凹槽,凹槽的深度决定了膏状物材料的厚度。利用稳态法测量装置测量试样的热阻,并计算相应凹槽区域的整体热阻,最后利用最小二乘法直线拟合的方式计算膏状物材料的导热系数和界面热阻。     

航天器结构材料的应用现状与未来展望

随着大型复杂高精度航天器的迅速发展和深空探测器开发进程的加快,航天器对于轻质高强结构材料的需求异常迫切。轻合金、碳纤维复合材料等的进步为航天器结构的更新换代做出重要贡献,成为当前航天器结构材料的主体,增材制造的发展又为材料结构形式的改进提供了重要手段。文章从航天器结构材料的需求出发,分析了卫星常用金属材料与复合材料的基本性能、应用情况及存在的问题。最后结合近年来开展的预先研究和其他行业的材料发展及新兴技术的出现,对航天器用结构材料的未来发展进行了展望。     

可变发射率热控器件的研究进展

可变发射率热控器件可替代机械式热控百叶窗,从而在航天器热控系统中得到应用,是微小卫星的关键技术之一。综述了该类器件的研究现状。介绍了电致变色、静电辐射、微机电(MEMS)、热致变色可变发射率热控器件的工作原理及特性,并归纳了该类器件的发展趋势。     

基于外场调控的智能热控超材料

超材料因其结构可设计性和优异的物理性能成为近年来的研究热点.热学超材料因能针对性设计红外发射率和反射率等热性能而备受关注.近年来热学超材料朝着"智能化"和"多功能"的趋势发展,智能热调控超材料是实现高效热控的重要途径.以相变涂层为主的传统智能热控材料具有精度低、调控幅度小和可设计性差等局限性.超结构设计能使材料实现理想的电磁特性,并通过表面等离激元等不同的损耗机制实现特定波段的完美吸收.在此基础上,引入相变材料或可重构表面实现的智能热控超材料能够快速、精准地实现热性能的大幅调控.智能热控超材料可实现热场、电场、力场和其他外场等多方式调控.合理的超结构设计能够使材料在热场的被动调控下同时实现吸收率和吸收峰峰位稳定调谐.基于电场调控的材料具有更高的调制精度和快速响应能力.生物启迪的力学热控超材料因其设计简单和柔性的优势而有望大面积应用.此外,基于磁、光等其他外场实现热调控也有相关报道.本文归纳了智能热控超材料的研究现状,首先简单介绍了完美吸收和智能热控的相关概念,从结构设计和损耗机理的角度出发,分析了基于不同外场智能热控超材料的调控途径和研究进展,最后总结了智能热控超材料目前面临的挑战并展望其未来的发展方向.