隔热-相变复合热防护构件热防护能力研究

李俊峰 陈红波 孙理理 王 萌 罗正平

（1 航天材料及工艺研究所，北京 100076）

（2 北京宇航系统工程研究所，北京 100076）

文 摘 以隔热瓦、氯化锂相变复合材料、硝酸锂定形相变复合材料和季戊四醇定形相变复合材料为原料制备了隔热-相变复合热防护构件及其纯隔热对比样，采用快速升温单侧加热装置测试了其在1 200℃下的长时热防护性能。结果表明，相同加热时间7 650 s，复合热防护构件及纯隔热对比样的背温分别为222.3 、644.0 ℃，复合热防护构件的隔热能力更强。在相近背温条件下，复合热防护构件背温199.5℃时，其控温时间为6 780 s，而纯隔热对比样背温199.7℃时，其控温时间为3 135s，复合热防护构件的控温时间更长。

0 引言

目前高效隔热材料的热导率已经非常低［1-5］，最低可达到0.02 W/（m•K）以下，通过进一步降低高效隔热材料的热导率来提高材料热防护性能变得非常困难。决定热防护材料的热防护能力的主要因素是材料的热导率和储热能力，所以提高热防护材料的储热能力是提高其热防护能力的另一条有效路径。

相变复合材料［6-9］具有储热能力高、相变过程中材料温度几乎不变等优点，可作为热防护材料。但相变复合材料也存在热导率偏高（≥0.5 W/m•K）的缺点，会使热量快速进入相变复合材料，导致相变复合材料的热防护时间不足。因而，需要将相变复合材料与高效隔热材料进行组合使用，利用高效隔热材料的低热导率［0.02～0.1 W/（m•K）］特性，降低进入相变复合材料的热流密度，将这两种热防护材料进行优势互补，形成相变-隔热复合隔热构件，在热防护结构占用空间不变的条件下，增加相变复合材料的热防护时间。……