中文核心期刊

中国高校优秀科技期刊

中国宇航学会深空探测技术专业委员会会刊

高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

深空环境下热防护材料的研究及应用进展

张鹏飞 梁龙 陶积柏 董薇 宫顼 张玉生 黎昱

张鹏飞, 梁龙, 陶积柏, 董薇, 宫顼, 张玉生, 黎昱. 深空环境下热防护材料的研究及应用进展[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
引用本文: 张鹏飞, 梁龙, 陶积柏, 董薇, 宫顼, 张玉生, 黎昱. 深空环境下热防护材料的研究及应用进展[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
ZHANG Pengfei, LIANG Long, TAO Jibai, DONG Wei, GONG Xu, ZHANG Yusheng, LI Yu. Research and Development of Thermal Protection Materials Applied in Deep Space Exploration[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
Citation: ZHANG Pengfei, LIANG Long, TAO Jibai, DONG Wei, GONG Xu, ZHANG Yusheng, LI Yu. Research and Development of Thermal Protection Materials Applied in Deep Space Exploration[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012

深空环境下热防护材料的研究及应用进展

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012

Research and Development of Thermal Protection Materials Applied in Deep Space Exploration

  • 摘要: 随着对太空探索的深入,空间飞行器所面临的环境也越趋恶劣:太空飞行过程中的高温羽流防护,高速返回再入过程中高温气动加热;长时间日光下飞行会使飞行器表面温度越来越高;一些星球上高温的大气环境导致人类现有制造飞行器的材料无法抵挡。本文搜集国内外先进热防护系统研究资料,了解重点发展方向,介绍了我国神舟飞船热防护材料以及已经开发出的新型轻质高效热防护材料,为我国今后用于恶劣环境下的飞行器材料提供一些信息和材料基础。
  • [1] Thomas Taylor J. Apollo experience report: thermal protection from engine-plume environment[R]. NASA TN D-6844.
    [2] Brooks W A, Tompkins S S, Swann R T. Flight and ground tests of Apollo heat-shield material[C]// Conference on Langley Research Related to Apollo Mission, NASA SP-101. [S. l. ]:NASA, 1965.
    [3] Andrew G Santo, Robert E Gold. The messenger mission to mercury: spacecraft and mission design[J]. Planetary and Space Science, 2001(49) : 1481-1500.
    [4] Fox N J, Bale S D, Decker R B, et al. Solar probe plus: a NASA mission to touch the Sun[C]// American: Agu Fall Meeting Abstracts. [S. l. ]:NASA, 2013.
    [5] 陈宇强, 易丹青. 温度对2024铝合金蠕变行为的影响[J]. 中国有色金属学报, 2010(20): 632-638. Chen Y Q, Yi D Q. Effect of temperature on creep behavior of 2024 aluminum alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2010(20): 632-638.
    [6] 焦更生, 李贺军, 李克智, 等. 涂层碳/碳复合材料氧化机理的研究[J]. 功能材料, 2007, 38(8): 1327-1330. Jiao G S, Li H J, Li K Z, et al. Study on the oxidation mechanism of the coated C/C composites[J]. Journal of Functional Materials, 2007, 38(8): 1327-1330.
    [7] Fu Q G, Li H J, Shi X H, et al. Double-layer oxidation protective SiC/glass coating for carbon/carbon composite[J]. Surface& Coatings Technology, 2006(200): 3473-3477.
    [8] 刘淼. 碳/碳复合材料抗氧化SiC基复合涂层制备及性能研究[D]. 西安: 陕西科技大学, 2009. Liu M. Research on production and mechanism of SiC/C-AIPO4-mullite coating for C/C composites[D]. Xi'an: Shaanxi University of Science & Technology, 2009.
    [9] 黄政仁, 谭寿洪, 陈忠明, 等. 碳化硅材料的空间应用--轻量化反射镜[C]//中国空间科学学会空间材料专业委员会学术交流会. [S. l. ]: 中国空间科学学会空间材料专业委员会, 2002. Huang Z R, Tan S H, Chen Z M, et al. Space application of silicon carbide materials--lightweight mirror[C]// Academic Conference of Spatial Materials Professional Committee of China Space Science Society . [S. l. ]: Spatial Materials Professional Committee of China Space Science Society, 2002.
    [10] 陈明和, 傅桂龙, 张中元, 等. SiC陶瓷在航天器高温结构件研制中的应用[J]. 南京航空航天大学学报, 2000, 32(2): 132-136. Chen M H, Fu G L, Zhang Z Y, et al. Application of SiC ceramics to manufacture of spacecraft combustion chamber[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2000, 32(2):132-136.
    [11] Evans A G, Zok F W. The physics and mechanics of fiber-reinforced brittle matrix composites[J]. J. Mater. Sci. , 1994(29): 3857-3896.
    [12] 张伟华, 成来飞, 张立同, 等. C/SiC复合材料表面Si-C-B自愈合涂层的制备与抗氧化行为[J]. 无机材料学报, 2008, 23(4): 774-779. Zhang W H, Cheng L F, Zhang L T, et al. Preparation and anti-oxidation behavior of Si-C-B self-healing coating on C/SiC composite[J]. Journal of Inorganic Materials, 2008, 23(4):774-779.
    [13] 张立同, 成来飞, 徐永东, 等. 自愈合碳化硅陶瓷基复合材料研究及应用进展[J]. 航空材料学报, 2006, 26(3): 226-232. Zhang L T, Cheng L F, Xu Y D, et al. Porgess on self-healing silicon carbide ceramic matrix composites and its applications[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2006, 26(3):226-232.
    [14] Aparicio M, Duran A. Infiltration of C/SiC composites with silica sol-gel solutions: part II. infiltration under isostatic pressure and oxidation resistance [J]. Mater. Res. Soc. , 1999, 14(11): 4239-4245.
    [15] Tong C Q, Cheng L F, Yin X W, et al. Oxidation behavior of 2D C/SiC composites modified by SiB4 particles in inter-bundle pore [J]. Compos. Sci. Technol. , 2008, 68(3-4): 602-607.
    [16] Yin X W, Cheng L F, Zhang L T, et al. Microstructure and oxidation resistance of carbon/silicon carbide composites infiltrated with chromium silicide [J]. Mater. Sci. Eng. , A, 2000, 290(1-2): 89-94.
    [17] 赵忠强. 氧化物气凝胶的制备、结构和性质的研究[D]. 济南: 山东大学, 2008. Zhao Z Q. Preparation, structure and characterization of transition metal oxide aerogels[D]Jinan:Shandong University, 2008.
    [18] 张伟娜, 王庆伟, 李云辉, 等. 二氧化硅气凝胶制备影响因素的研究[J]. 吉林师范大学学报: 自然科学版, 2008(1): 67-70. Zhang W N, Wang Q W, Li Y H, et al. Study on the influencing factors of the silica aerogels preparation[J]. Journal of Jilin Normal University(Natural Science Edition), 2008(1):67-70.
    [19] 周祥发, 冯坚, 肖汉宁, 等. 二氧化硅气凝胶隔热复合材料的性能及其瞬态传热模拟[J]. 国防科技大学学报, 2009, 31(2): 36-40. Zhou X F, Feng J, Xiao H N, et al. Performance and heat transfer simulation of silica aerogel composites[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2009, 31(2):36-40.
    [20] 陈亮, 张睿, 龙东辉, 等. 炭-二氧化硅复合气凝胶的合成及结构分析[J]. 无机材料学报, 2009, 24(4): 690-694. Chen L, Zhang R, Long D H, et al. Synthesis and structure of carbon/silica hybrid aerogels[J]. Journal of Inorganic Materials, 2009, 24(4):690-694.
    [21] 冯坚, 高庆福, 冯军宗, 等. 纤维增强SiO2气凝胶隔热复合材料的制备及其性能[J]. 国防科技大学学报, 2010, 32(1): 40-44. Feng J, Gao Q F, Feng J Z, et al. Preparation and properties of fiber reinforced SiO2 aerogel insulation composites[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2010, 32(1):40-44.
    [22] Endo T, Sugiura S, Salarnaki M, et al. Sintering and mechanical properties of β-wollastonite [J]. Journal of Material Science, 1994, 29(6): 1501-1506.
    [23] 倪文. 硅钙石型硅酸钙保温材料的特点与发展趋势[J]. 新材料产业, 2002(11):32-35. Ni W. The characteristics and development trend of xonotlite calcium silicate insulation material[J]. Advanced Materials Industry, 2002(11):32-35.
    [24] Zeng S Q, Hunt A, Greif R. Theoretical modeling of carbon content to minimize heat transfer in silica aerogel[J]. J Non- CrystSolids, 1995, 186(2):271-277.
    [25] Young-Geun Kwon, Se-Youmg Choi. Ambient-fried silica aerogel doped with TiO2 powder for thermal insulation[J]. J Mater Sci, 2000(35):60-75.
    [26] 高庆福, 张长瑞, 冯坚, 等. 氧化铝气凝胶复合材料的制备与隔热性能[J]. 国防科技大学学报, 2008, 30(4): 39-42. Gao Q F, Zhang C R, Feng J, et al. Preparation and thermal performance of alumina aerogel insulation composites[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2008, 30(4):39-42.
    [27] 吴国庭. 神舟飞船防热结构的研制[J]. 航天器工程, 2004, 3(13): 14-19. Wu G T. Development of the Shenzhou spacecraft thermal structure[J]. Spacecraft Engineering, 2004, 3(13): 14-19.
    [28] 吴国庭.载人航天器防热结构[M].北京: 国防工业出版社, 2003. Wu G T. Thermal protection structure of manned spacecraft[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 2003.
    [29] 吴国庭, 陈月根.防热结构设计[M]. 北京: 宇航出版社, 1991. Wu G T, Chen Y G. Thermal protection structure design[M]. Beijing:China Astronautic Publishing House, 1991.
  • [1] 胡文军, 刘继忠, 唐玉华, 陈军红, 张玮, 张哲, 李上明, 胡绍全.  空间同位素热/电源安全性技术指标体系框架研究 . 深空探测学报(中英文), 2020, 7(1): 73-80. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190911001
    [2] 钟武烨, 赵守智, 郑剑平, 吕征, 解家春.  空间热离子能量转换技术发展综述 . 深空探测学报(中英文), 2020, 7(1): 47-60. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200114001
    [3] 柏胜强, 廖锦城, 夏绪贵, 陈立东.  同位素温差电池用高效热电转换材料与器件研究进展 . 深空探测学报(中英文), 2020, 7(6): 525-535. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200062
    [4] 艾素芬, 向艳超, 雷尧飞, 薛淑艳, 沈宇新, 殷雷, 刘佳, 陈维强.  火星车低密度纳米气凝胶隔热材料制备及性能研究 . 深空探测学报(中英文), 2020, 7(5): 466-473. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200036
    [5] 甄贺伟, 徐晓玲, 李果, 周祚万.  应用于空间微生物防护的多尺度杂化抗菌剂研究 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(1): 37-45. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.01.006
    [6] 蔡明辉, 杨涛, 韩建伟.  载人深空探测磁场主动辐射防护技术研究 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(2): 165-172. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.008
    [7] 金海波, 凌晨, 李静波.  航天器用可变发射率热控器件的研究进展 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(2): 188-200. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.02.012
    [8] 高博, 陈楠, 周舒, 童玲.  粉末材料的变温介电常数测量 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(3): 286-291. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.6.012
    [9] 赖小明, 杜志豪, 王国峰, 王国欣, 莫桂冬.  月壤取芯钻具热特性有限元分析 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(6): 544-551. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.06.007
    [10] 解家春, 霍红磊, 苏著亭, 赵泽昊.  核热推进技术发展综述 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(5): 417-429. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.05.003
    [11] 陈雪, 王文, 卢军, 钱子勍.  基于热管散热平台的热光伏系统实验研究 . 深空探测学报(中英文), 2016, 3(3): 288-292. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.014
    [12] 赖小明, 白书欣, 赵曾, 庞勇, 殷参.  模拟月面环境钻进过程热特性研究 . 深空探测学报(中英文), 2016, 3(2): 162-167. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.011
    [13] 徐彦, 郑耀, 匡松松, 周盛.  展开式月球基地热防护结构方案研究 . 深空探测学报(中英文), 2016, 3(2): 168-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012
    [14] 黄帆, 陈昌亚.  热载荷蜂窝夹层板作用下固有频率预测与分析 . 深空探测学报(中英文), 2015, 2(4): 371-375. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.04.012
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2480
  • HTML全文浏览量:  15
  • PDF下载量:  991
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-05
  • 修回日期:  2016-01-14

深空环境下热防护材料的研究及应用进展

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012

摘要: 随着对太空探索的深入,空间飞行器所面临的环境也越趋恶劣:太空飞行过程中的高温羽流防护,高速返回再入过程中高温气动加热;长时间日光下飞行会使飞行器表面温度越来越高;一些星球上高温的大气环境导致人类现有制造飞行器的材料无法抵挡。本文搜集国内外先进热防护系统研究资料,了解重点发展方向,介绍了我国神舟飞船热防护材料以及已经开发出的新型轻质高效热防护材料,为我国今后用于恶劣环境下的飞行器材料提供一些信息和材料基础。

English Abstract

张鹏飞, 梁龙, 陶积柏, 董薇, 宫顼, 张玉生, 黎昱. 深空环境下热防护材料的研究及应用进展[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
引用本文: 张鹏飞, 梁龙, 陶积柏, 董薇, 宫顼, 张玉生, 黎昱. 深空环境下热防护材料的研究及应用进展[J]. 深空探测学报(中英文), 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
ZHANG Pengfei, LIANG Long, TAO Jibai, DONG Wei, GONG Xu, ZHANG Yusheng, LI Yu. Research and Development of Thermal Protection Materials Applied in Deep Space Exploration[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
Citation: ZHANG Pengfei, LIANG Long, TAO Jibai, DONG Wei, GONG Xu, ZHANG Yusheng, LI Yu. Research and Development of Thermal Protection Materials Applied in Deep Space Exploration[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 77-82. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回