本文選題：氣凝膠　切入點：遮光劑　出處：《科學(xué)通報》2017年21期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：二氧化硅氣凝膠廣泛用于各種航天器、飛行器的熱防護(hù)中,添加遮光劑或纖維能大大改善其在高溫下的隔熱性能.本文通過計算輻射特性得到遮光劑和纖維不同溫度下的最佳摻雜粒徑,在復(fù)合材料等效熱導(dǎo)率最小時得到最佳摻雜量,并應(yīng)用優(yōu)化結(jié)果設(shè)計了具有溫度梯度的多層摻雜方案.研究發(fā)現(xiàn):遮光顆粒和纖維的最佳摻雜直徑隨溫度增加而減小,摻雜量隨溫度增加而增加,研究的4種遮光劑(碳黑、SiC、ZrO_2和TiO_2)中,碳黑具有最好遮光效果,但高溫下會被氧化,SiC在高溫下具有較好的遮光效果;石英纖維多層摻雜具有最小有效熱導(dǎo)率,碳黑與SiC遮光劑和石英纖維共同摻雜對輻射傳熱的抑制最強.氣凝膠復(fù)合材料背溫實驗結(jié)果有效證實了摻雜優(yōu)化方法的正確性.
[Abstract]:Silica aerogels are widely used in thermal protection of spacecraft and aircraft. In this paper, the optimum doping particle size of the shading agent and fiber at different temperatures is obtained by calculating the radiation characteristics, and the optimum doping amount is obtained when the equivalent thermal conductivity of the composite is minimum. Using the optimized results, a multi-layer doping scheme with temperature gradient is designed. It is found that the optimum doping diameter of shaded particles and fibers decreases with the increase of temperature, and the doping amount increases with the increase of temperature. Among the four kinds of sunscreen agents studied (sic _ C _ C _ 2O _ 2 and Tio _ 2s _ 2), carbon black has the best shading effect, but the oxidized sic has better shading effect at high temperature, and the multilayer doping of quartz fiber has the minimum effective thermal conductivity. Carbon black, SiC shading agent and quartz fiber have the strongest inhibition on radiation heat transfer, and the experimental results of back temperature of aerogel composites effectively confirm the correctness of doping optimization method.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院熱流科學(xué)與工程教育部重點實驗室;西安熱工研究院有限公司;
【基金】：高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(20130201110042) 國家自然科學(xué)基金(51222604)資助
【分類號】：TB33;TQ427.26

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本文編號：1622067