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高温防隔热材料团队在《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊上发表耐高温高发射率涂层研究新进展

      在航空航天领域,可重复使用空天飞行器不断地向着高马赫数和长航时的目标发展。然而当飞行器在高速再入过程中会遇到严重的气动加热问题,为了保障人员的安全和设备的正常运行,必须在飞行器表面敷设不同耐温等级的轻质、耐高温防隔热材料,以满足飞行器不同部位防隔热需求。可重复使用热防护系统由表面高发射率涂层和内部低热导率隔热材料组成。表面高发射率涂层可以通过辐射作用将热量散发到外太空中,内部低热导率隔热材料可以阻止热量传递到飞行器内部。纤维状氧化锆陶瓷隔热材料由于具有低密度、高温稳定性及低热导率已成为高温恶劣环境中的备选材料,因此,其表面长时耐高温高发射率涂层急需设计并开发出来。

   近期高温防隔热团队沈晓冬教授课题组通过理论计算和实验研究提出了高发射率涂层材料的三条设计原则,包括高发射率,热膨胀系数匹配和优异高温稳定性。利用这一设计原则开发出一种新型WSi2-Si-玻璃杂化涂层体系。所制备的涂层、涂层在1400℃有氧环境中热处理100h以及涂层在1500℃有氧环境中热处理20 h后,0.3-2.5um波段发射率分别高达0.92,0.89和0.87。研究了涂层在长时高温有氧环境中微观结构演变,提出了涂层在长时高温有氧环境中“缺陷形成”和“缺陷愈合”的竞争机制。相关工作发表在Solar Energy Materials & Solar Cells,172 (2017) 301–313。

文章链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092702481730444

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