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1、复合材料学报第28卷第1期2月2011年ActaMateriaeCompositaeSinicaVol28No1February2011文章编号:1000-3851(2011)01-0008-07轻质复合材料高温隔热性能1,21,21*1蔺晓轩,沈志洵,魏玺,张伟刚(1.中国科学院过程工程研究所,多相复杂系统国家重点实验室,北京100190;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:设计了一套隔热材料高温(>1200)隔热效果的测试装置,可对隔热材料进行快速、低成本的有效测试和筛选。采用本装置
2、在材料热面中心温度为160010时,考察了碳/酚醛复合材料和ZrO2纤维板材料背部升温历程,评价了2种材料的隔热性能,并采用有限差分法数值模拟了ZrO2纤维板材料背部升温历程,预测其有效导热系数。研究表明,在加热初期400s时间内,碳/酚醛复合材料的隔热性能优于ZrO2纤维板的隔热性能,后期则相反;ZrO2纤维板的隔热性能与体积密度有关,有效导热系数随温度升高而非线性地增大。关键词:轻质复合材料;高温隔热性能;碳/酚醛;ZrO2纤维板;等离子弧发生器中图分类号:TB332文献标志码:AHightemp
3、eraturethermalinsulationperformanceoflightmasscomposites1,21,21*1LINXiaoxuan,SHENZhixun,WEIXi,ZHANGWeigang(1.StateKeyLaboratoryofMultiPhaseComplexSystem,InstituteofProcessEngineering,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China;2.GraduateSchoolofChineseAcademyo
4、fSciences,Beijing100049,China)Abstract:Adeviceforthermalinsulationperformanceofhightemperaturematerialswasdesignedandestablishedtotestlightmassthermalinsulationmaterialsviaarapidandsimpleprocedure.Thethermalinsulationperformanceofcarbonfiber/phenoliccompositea
5、ndZrO2fiberboardweretestedbythisdevicewhenthetemperatureatthecenterpointofhotfacewas160010.TheheattransportprocessofZrO2fiberboardwasnumericallysimulatedbyfinitedifferencemethod,andtheeffectivethermalconductivitywasalsopredicted.Theresultsshowthatthermalinsul
6、ationperformanceofcarbonfiber/phenoliccompositeisbetterthanthatofZrO2fiberboardfromthebeginningoftestto400s,whilethethermalinsulationperformanceofZrO2fiberboardisbetterfrom400stotheendoftest.ThermalinsulationperformanceofZrO2fiberboardisaffectedbythebulkdensity,
7、andtheeffectivethermalconductivityofZrO2fiberboardincreasesnonlinearlywiththeelevatedtemperature.Keywords:lightmasscomposites;hightemperaturethermalinsulationperformance;carbonfiber/phenolic;ZrO2fiberboard;plasmaarcgenerator[10-12]高超音速航天器再入时,将受到严重的气动加热导率测试和动
8、态隔热性能测试,分别以热[1-2]热,为避免机身再入时不被气动热焚毁,保证导率和材料热面在一定的温度作用下的冷面温升作内部器件在适当的温度范围内正常工作,需要采用为评价材料隔热性能的指标。但对于隔热材料高温[3-5]高效隔热材料与技术,阻止外部热量向结构内隔热性能的优劣评定,必须创造符合这种材料的使部传递。现有的高温隔热材料有相变
