低温真空下固体界面间接触导热的实验研究

在110～325K温度范围内，对低温下两种常用接触材料-不锈钢和铝，进行了大量的接触导热试验研究，着重探讨了接触热导与界面载荷，温度和表面分形参数的关系。实验结果表明：在该实验条件下，两种材料接触热导与载荷关系的实验幂指数均在0.4～0.6之间，温度是通过材料的热导率和力学性能对接触导热发生作用的，接触热导随着表面分形维数的增加而增加。     

WO3基低浓度NO2气敏传感器的研究

分别采用改进前后的溶胶-凝胶法制备WO3纳米材料,制作成直热式球形气敏元件,对低浓度的NO2气体进行测试.结果表明,改进后的溶胶-凝胶法制备的WO3材料,粒径小,表面疏松,对低浓度甚至极低浓度的NO2气体有很好的灵敏度,响应恢复时间很快,选择性好,而且所有元件都在较低的工作电压下有最高的灵敏度,说明工作温度低有利于降低功耗.     

超微粉（AlN＋Al）的添加对AIN的烧结和导热的影响

将混合超微粉（ＡｌＮ＋Ａｌ）添加到ＡｌＮ细粉中，在不同温度下进行了常压烧结试验。测定了烧结体的导热系数，进行了Ｘ射线衍射分析和电镜观察。结果表明：当烧结温度≤２０２３Ｋ时，超微粉的添加使ＡｌＮ的烧结密度和导热率提高；当烧结温度升至２１２３Ｋ时，超微粉的添加反而引起ＡｌＮ的烧结密度和导热率的下降。讨论了超微粉对ＡｌＮ的烧结和导热的作用条件和机理。     

界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究

针对编织结构陶瓷基复合材料（Ceramic matrix composite,CMC）中基体、纤维束和界面层等组分的不同传热特征,以及考虑到界面层结构极薄的尺寸特征,探究了界面层及其在细观结构代表单元中的引入方式对编织结构CMC材料内部热量传输特征和各向异性导热系数的影响。研究中对比分析了不考虑界面层、含隐式界面层和含显式界面层等三种代表性体积单元模型的温度场、热流密度场及各向异性等效导热系数,获取了界面层导热系数对CMC材料整体导热系数的影响规律。研究结果表明：编织结构CMC材料内部温度场存在明显的不均匀性,不同模型计算获取的热流密度场具有明显区别。同时基于三个模型获取的各向异性导热系数也具有较大差异,显示界面层方法预估精度较高。此外,随着界面层导热系数增加,CMC材料整体各向异性导热系数明显增加,其对水平经纱Y方向上等效导热系数的影响最大。     

溶胶-凝胶ZrO2陶瓷薄膜早期干燥过程研究

采用无机盐先驱体，通过溶胶－凝胶法制备了ZrO2溶胶，并对溶胶膜的早期干燥过程进行了研究。结果表明：ZrO2溶胶薄膜的早期干燥过程存在着两个恒速干燥期，第一恒速干燥期的干燥速度明显高于第二恒速干燥期；此外，在早期干燥过程中，随着温度的升高，薄膜失重率急剧增加。为了获得质量理想的薄膜，应对溶胶膜进行分级干燥。     

聚合物基复合材料导热模型及其应用

将有许多理论性和经验性的模型用于预测高分子复合材料的热导率，并详细总结了各种高分子复合材料导热模型的特点，给出了几种最常用模型的应用建议。     

纳米铝粉在煤油中的均分散技术

研究了纳米铝粉在煤油中的均分散技术。研究发现，在煤油中加入适量的凝胶剂，并采用电磁搅拌或超声波进行分散，可使纳米铝粉在煤油中不沉降，达到分散均匀并能稳定贮存。研究结果表明，纳米铝粉／煤油凝胶体系中纳米铝粉的含量增加，不使铝粉沉降所需加入的凝胶剂量减少；当纳米铝粉含量达到一定值时，不加凝胶剂即可使纳米铝粉在煤油中不沉降，说明此时纳米铝粉本身就相当于一种凝胶剂；而普通铝粉不存在这种特性。对于纳米铝粉在煤油中的分散而言，超声波分散的效果好于电磁搅拌的分散效果。超声波作用时间8～10min是使纳米铝粉在煤油中达到均分散的最佳时间。     

基于微结构识别的单向复合材料导热系数预估

以T300碳纤维/环氧树脂基单向复合材料为例,考虑纤维周围间隙缺陷的影响,建立了基于微观图像识别的等效导热系数预估方法.首先利用图像识别技术处理材料微观电镜照片,然后依据纤维体积分数稳定性判据应用几何重构技术建立了代表性单元,并通过在代表性单元（RVE）内部交界面处添加接触热阻的方法引入间隙缺陷的影响,最终利用有限元方法模拟得到等效导热系数（ETC）.研究发现:间隙的位置对等效导热系数影响微弱;随着间隙缺陷占比和厚度的增加,等效导热系数显著降低;间隙缺陷占比大于0.8,无量纲间隙缺陷厚度小于0.15时,单向纤维增韧复合材料的等效导热系数受间隙影响最突出;相对于纤维和基体理想接触的情况,考虑间隙缺陷后,等效导热系数最大降幅可达52.1%.      

基于热管技术的飞机电作动机构散热特性

针对飞机电作动机构在工作过程中发热严重的情况,开展了相关散热技术研究。利用试验数据拟合出电作动机构产热量的经验关系式,提出基于热管-燃油系统的飞机电作动机构冷却方法,建立描述电作动机构散热系统流动与传热过程的数值模型,并验证了其可靠性。通过数值模拟研究不同因素对散热系统散热性能的影响规律,结果表明:数值模拟与试验误差在14.6%以内;与自然对流散热相比,热管-燃油散热方式可使电作动器温升降低12.61%,对于驱动器,风扇冷却效果优于热管-燃油散热方式;当热管等效导热系数达到7 000 W/(m·K),电作动机构已达到较好的散热状态,继续增大热管等效导热系数对提高散热系统散热性能效果不明显。研究可为电作动机构高效散热系统的设计提供参考。     

燃烧条件下凝胶自燃推进剂雾化特性试验研究

为了研究凝胶自燃推进剂的雾化特性及敏感因素,在单互击式喷嘴矩形燃烧室内进行了凝胶一甲基肼/四氧化二氮(MMH/NTO)喷雾燃烧过程可视化试验,采用光源后置消光法湮灭火焰自然辐射发光,采用彩色高速摄影获取了燃烧条件下的高质量雾场阴影图像,通过图像处理,有效提取了雾场的雾化锥角、破碎长度、液丝直径及液丝运动速度,分析了撞击角、射流速度和动量比的影响。结果表明,凝胶MMH/NTO稳态燃烧时可观察到液膜、贯穿视场的液丝和红棕色NO_2气体,推进剂混合燃烧不充分;撞击角从75°增大到105°,凝胶MMH/NTO撞击后的破碎长度、液丝直径减小,视场内可视红棕色NO_2气体变少,撞击角为105°时,推进剂会附着在喷注面上,从而影响液膜横向铺展,雾化锥角反而最小,建议撞击角选取90°。燃料射流速度从23m/s增大到45m/s,凝胶MMH/NTO撞击后的雾化锥角及液丝运动速度增大,破碎长度及液丝直径减小,雾化模式发生改变。动量比从1.04增大到1.52,凝胶MMH/NTO撞击后的雾化锥角及液丝运动速度增大,视场内红棕色NO_2气体变少。故一定量程内增加撞击角、射流速度、动量比有助于凝胶MMH/NTO推进剂混合燃烧。