泡沫碳/相变材料复合体研究进展白天余立琼？龚静3
冯志海？
(1海军驻北京地区特种导弹专业军事代表空，北京100076)
(2航天材料及工艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076）
(3中国运载火箭研究院，北京100076)
文摘介绍了高导热泡沫碳/相变材料复合体应用于热管理系统的研究进展。主要阴述了泡沫碳/石墙复合相变热管理系统、泡沫碳/硝酸锂相变复合材料、基于泡沫碳/相变复合材料一体化蒸发腔
一热能贴存
(VCTES)系统的热管理系统应用研究进展，并对泡沫碳/相变复合材料的应用进行了介绍。
关键词泡沫碳，相变材料，管理系统，石蜡，硝酸锂
DevelopmentofCompositesofCarbonFoam/PhaseChangeMaterials
Bai Tian'
Yu Liqiong?
Gong Jing
FengZhihai2
(1 Navy Ststioned in Beijing Area of Speciel Professional Military Representative of the Missile Room, Beijing 100076)
(2Scienee and Technodogy on Advance Functional Composites Laboratory, Aerospace Research Institute of
Materials & Processing Technology, Beijing 100076)
(3Headquarters of China Academy of Launching Vehicle Technology, Beijing100076)
Abstract Recent development of the composites of carbon foam/phase change material used in themmal manage-ment system (TMS) are described. There are kinds of materials including the TMS with carbon foam/paraffin compos-ite, TMS with carbon foam/lithiurm nitrate composite and integrated vapor chamber-thermal energy storage( VCTES)sys-tem. The applications of the composites of carbon foam/phsse change material were introduced.
Key wordsCarbon foam, Phase change, Thermal management system, Paraffin, Lithium nitrale
·前言
导热材料在空天飞行器中具有广泛的用途，例如飞行器的引擎换热器；高性能仪表舱中致密电子元器件、指示灯的散热器件（散热片、散热槽等）：卫星天基雷达大平面相阵天线、各种飞行器的太阳能镜片等的热控制、热转移系统等。随着航空航天事业的不断发展，各种炎型的空天飞行器对系统热控制过程的要求越来越高，系统内的热控制、热平衡能力对各类飞行器的性能具有决定性的影响1-21。热控制过程的主要目标是开发具有高热导率、低密度和低线胀系数的导热材料。
在1993年举行的第21届国际炭索双年度会议上，美国空军Wright实验室的Hager等结合自己的一些前期研究工作通过模型分析预测了韧带式网架结构石墨泡沫的存在。1997年，美国橡树岭国家实验室(ORNL）的碳材料研究人员JamesW.Klett以合成
收稿月制；2011-08-15
中间相沥青为原料，经高温高压发泡成型、炭化和石墨化制备出了轻质、高导热性能的沥青基泡沫碳。该材料是由连续网状石墨化带状结构所形成的，其结构性能和导热性能具有各向同性的特点，比传统的碳纤维增强复合材料和蜂窝铝具有更优异的导热性能。泡沫碳材料的密度可以控制在0.15~0.8cm；石墨化泡述碳的韧带热导率在1500W/（mK)以上，体相热导率大于100W/(m·K)、最高可以达到200W/(m-K);其比热导率(W/p)是Cu的5倍左右，Al的4 倍左右，线胀系数小于2x10*/k(3-5)
利用沥青基泡沫碳的轻质、高孔隙率、高导热性能、一定结构强度、易于与其他材料复合和低线胀系数等性能，针对卫星天基需达大平面相阵天线和对武器系统高功率设备瞬时操作的热管应用需求，美国空军Wright-Patterson基地对泡沫碳/石蜡相变复合材料和基于泡沫碳/相变复合材料的VCTES系统进
作者简介：自天，1976年出生，硕士，工程师，主要从事航天复合材料技术研究
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字航材料：1.艺http://www.yhclgy.com2011年第5期