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从分析纳米隔热材料的传热机理入手，指出微米／亚微米孔隙结构特征是决定其是否具有“超级隔热”性能的关键因素。以常温常压下热导率0．02W／m·K为目标，利用理论计算方法获得了纳米超级隔热材料大孔孔隙尺寸及其所占体积分数的最大容限，并采用SiO2纳米隔热材料的测试结果进行了验证。以满足1000℃以上使用要求作为目标，制备了1200℃下结构稳定性良好的SiO2－Al2O3复合纳米超级隔热材料，采用自行研制的超低热导率测试样机对不同温度和压力条件下的热导率进行测试，并与石英灯加热法测评试样热导率的实验结果进行了对比。最后提出了本领域存在的其它难题，展望了纳米超级隔热材料的未来发展潜力。

关键词: 纳米超级隔热材料 , 热导率 , 大孔体积分数 , 热稳定性

多孔氮化硅高温氧化特性分析

何凤梅 , 陈聪慧 , 杨景兴 , 黄娜 , 王晓叶

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.01.021

采用TG-DSC、XRD、SEM、ICP等分析手段,对某一典型多孔氮化硅样品进行4个不同温度点的静态和微动态连续氧化试验,最高氧化温度为1 400℃.结果表明:多孔氮化硅在0.1 MPa静态空气气氛下,800℃之前,氧化反应非常微弱,800℃以上可见明显的氧化反应,1 000℃以上氧化反应加剧,增重速率加快,并优先发生在表面与外部孔壁处,之后再发生在样品的内部孔隙处,氧化反应受界面处的化学动力学控制,以被动氧化为主,主要生成物是SiO2,属吸热反应.当生成的SiO2将氮化硅表面和孔壁处覆盖时,在其界面处,随着温度的进一步升高或时间的延长,会生成Si2N2O,且需要注意防范样品可能出现脆性断裂情况.此外,同等温度下,动态氧化气氛将加速氮化硅的氧化,特别是多孔和粉末状样品.

关键词: 氮化硅 , 多孔 , 氧化特性 , 高温 , 陶瓷材料

高温高Q腔法介电性能测试系统稳定性研究

何凤梅 , 李恩 , 李仲平 , 张大海 , 陈聪慧

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.01.022

经测试原理分析,证明了高温空腔(测试腔体内无样品)特性(主要指谐振频率和品质因数)的准确性和稳定性是保证样品高温介电性能测试结果准确性和稳定性的必要条件.进行了室温～1 600℃定点温度下恒温时间为3、5和8 min、7～18 GHz的空腔特性测试,结果表明谐振频率相互之间相对偏差±0.05%,品质因数相互之间相对偏差<±5%,验证了恒温时间为3 min时可获得准确的高温空腔特性数据.还在不同时间不同季节多次对空腔进行了室温～1 600℃、7～18 GHz空腔特性测试,结果表明谐振频率之间相对误差<±0.04%,品质因数之间的相对误差<±5%,进一步验证了该测试系统可获得准确稳定的测试结果.

关键词: 高Q腔法 , 高温 , 介电性能 , 测试系统 , 稳定性

碳纤维电阻率的评价表征

何凤梅 , 李建平 , 陈聪慧 , 张正龙 , 孙银洁

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.030

通过对QJ3074-1998中的测试原理和测试夹具的改进,提高了四探针法线材电阻率测试仪的测试精度并拓宽了测试范围,获得了试验验证.通过试样长度对测试结果的影响及试验条件对测试结果的影响等试验,系统评价表征了各种碳纤维的电阻率,为建立碳纤维电阻率测试方法标准奠定了重要的技术和数据基础.

关键词: 碳纤维 , 电阻率 , 测试方法 , 评价方法

透波材料高温介电性能评价表征

陈聪慧 , 何凤梅 , 李恩 , 李琦

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.02.009

概述了透波材料高温介电性能评价表征的研究意义及相关的基本概念、测试方法;介绍了国内外发展现状,以高Q腔法为例阐述了高温测试中关键共性技术,并对典型测试结果进行了分析;展望了透波材料高温介电性能评价表征的发展及应用前景.

关键词: 透波材料 , 高温测试 , 介电性能

高Q腔法测试透波材料毫米波复介电常数

吴超 , 李恩 , 郭高凤 , 何凤梅

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.01.023

介绍了透波材料毫米波复介电常数自动测试方法,采用高Q腔一腔多模扫频(18～40 GHz)方法测试了微波低损耗圆盘状介质材料,谐振腔工作在TE10p模式,电场的极化方向平行于样品表面.为适应毫米波段材料测试的要求,在设计测试用宽频高Q值谐振腔时,改变以往工作中腔壁开槽位置以抑制TM1mn简并模,对测试用谐振腔的设计大大减小了测试误差.用此系统对几种低损耗材料进行测量,结果证明谐振腔有效Ё抑制了干扰模式,减小了测试误差.对测试结果进行了误差分析,系统的最可几测试误差为:|△εr/εr|=2%;|△tanδ|=10%tanδ+5×10-5.

关键词: 圆柱谐振腔 , 复介电常数 , 微波测试

SiO2气凝胶热参数测试及评价

杨景兴 , 何凤梅 , 于帆 , 胡子君 , 李俊宁

宇航材料工艺

利用非稳态阶跃平面热源法对SiO2气凝胶的热参数进行了高温实验研究,获得了不同温度和压力条件下SiO2气凝胶的热导率、热扩散率以及比热容等.结果表明,SiO2气凝胶800℃的热导率比室温增大约62％.在相同气压且低于600℃时,其热导率受比热容影响,而在高于600℃时,则受热扩散率影响；在相同温度且高于10 kPa时,热导率亦受热扩散率影响.

关键词: 非稳态平面热源法 , 热导率 , 热物理性能 , SiO2气凝胶

水对SiO2基复合材料微波介电性能的影响

何凤梅 , 陈聪慧 , 李恩 , 李琦 , 张大海

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.025

通过常规存放与干燥处理条件的实验,验证了SiO:基复合材料极易吸潮的特性.采用矩形波导终端短路法获得去离子水在9-12 GHz室温和50℃的介电性能.结果表明,平均介电常数变化在测试误差范围内,因水中存在电离的H+、OH-和H3O+等离子,导致50℃的介电损耗相比室温较明显增大,该结果与佛罗里达大学用同轴终端开路法所获结果基本吻合.采用高Q腔法和矩形波导终端短路法互为补充的实验方案,获得了SiO2基复合材料在常规和湿热老化下吸水率与介电性能的关系:当吸水率达到1%时,介电常数增大了约10%,介电损耗增大了两个量级;当吸水率达到8%时,介电常数增大了一倍多,介电损耗增大了三个量级.

关键词: 水 , SiO2基复合材料 , 吸水率 , 介电性能 , 评价方法