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题名	热控复合材料低温热物理性质实验研究
作者	刘喆炜
答辩日期	2010-06-01
文献子类	硕士
授予单位	中国科学院研究生院
导师	徐红艳
关键词	热导率 线膨胀系数 低温 玻璃纤维-碳纤维复合材料
学位专业	制冷及低温工程
英文摘要	航天器的热控制是航天技术的重要组成部分，材料的热物理性质在不同温度环境下的变化规律是十分重要的技术参数，它直接关系到热控组件的性能及航天器热控制的精度与可靠性。作为热控制的绝热材料，要求具有低热导率、低热膨胀系数以及足够的刚度和强度，纤维复合材料在这方面应用中有着独特的优势。尤其在低温光学支撑中，热膨胀系数是影响光学性能关键的参数。采用玻璃纤维－碳纤维双纤维组合的复合材料，可根据不同配比来调整其热导率和热膨胀系数。本文通过对热导率和热膨胀系数测试方法的大量调研和比较，选择合适的测试方法，自行制备实验样品，设计能够和Hot Disk热常数分析仪和KDM-8200超精密电涡流位移传感器配合使用的真空低温样品测试平台。本文利用热盘法测试技术的Hot Disk热常数分析仪，进行了常温下复合材料各向异性热导率测量、常温和低温下复合材料整体热导率测量实验研究。获得了常温下复合材料中碳纤维布含量和碳纤维布种类对材料垂直向和平行向热导率的影响，总结出不同温度下复合材料整体热导率随碳纤维布含量和种类的不同而变化的规律。对复合材料低温热传导性能进行重点分析总结，有助于对在低温环境下使用的纤维复合材料进行择优选择以及性能结构优化设计。采用顶杆法测量的DIL 402 PC型热膨胀仪，对纤维复合材料线膨胀系数进行了从常温到低温的实验研究，得到大量实验数据，通过数据处理，分析复合材料低温线膨胀系数的变化规律，研究了真空对材料收缩率的影响。并对实际应用的一种绝热支撑结构自行设计了低温收缩率测试的实验系统，模拟实际工作环境，利用KDM-8200超精密电涡流位移传感器，进一步研究了支撑在实际工作环境中的热应变。通过三组对比实验，考虑支撑内温度场分布的影响，分析支撑的低温收缩情况。使用纤维复合材料低温线膨胀系数测试数据，拟合支撑低温收缩量，通过与实验结果的比较，验证这种算法的可靠性和实用性，并对实验结果做了误差分析，为实际应用提供直接参考。
学科主题	红外系统与元部件
公开日期	2012-09-11
内容类型	学位论文
源URL	[http://202.127.1.142/handle/181331/5212]
专题	上海技术物理研究所_上海技物所
推荐引用方式 GB/T 7714	刘喆炜. 热控复合材料低温热物理性质实验研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010.

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