[发明专利]一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置，包括测试夹具、移动机构、供气及测试系统和数据采集与处理系统，其中，所述测试夹具能够夹住或松开所述样件，所述移动机构能够支撑和移动所述样件，以实现上述样件不同位置点的检测；所述供气及测试系统与所述测试夹具连通并能够向所述测试夹具内供气，所述数据采集与处理系统与所述测试夹具连通并能够采集所述气体透过所述样件时所述测试夹具内的数据。该测试装置结构紧凑，操作简便，密封效果好，测试精度高，大幅度降低试验误差，提高了测试结果的可靠性和可重复性，该测试装置可以准确方便地完成平板状多孔发汗冷却材料任一位置点透气率的无损检测。

技术领域

本发明涉及材料测试技术领域，特别涉及一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法。

背景技术

多孔发汗冷却材料是现代航天和航空技术发展中出现的一种新型功能材料，它是利用冷却介质从一侧表面通过多孔材料，使之在多孔材料另一侧表面建立起一层完全连续的低温气膜，这种气膜将材料和热流隔开，成为一层隔热性能良好的附面层，因而得到卓越的冷却效果。正是由于采用了先进的发汗冷却技术，避开了依靠元素合金化和调整组织结构来提高合金耐高温性能的难题，巧妙地把传统金属材料仿造出模仿人类汗毛孔的金属皮肤，把它穿在航空航天器热结构件的表面，可以显著提高热结构件的耐高温性能、抗温差应力引起的变形能力和抗烧蚀性能、以及使用的持久性和可靠性。多孔发汗冷却材料能够在一般的高温材料难以承受的温度条件下工作，一直受到人们的广泛重视，尤其在极端温度条件下，比如液体运载火箭发动机和高超声速飞行器的燃烧室，作为一种防热结构材料，它的应用倍受青睐。

要实现多孔发汗冷却材料在极端温度条件下的应用，除了需要该材料具有一定的强度和刚度、良好的抗氧化性能、良好的抗疲劳性能以外，还必须控制材料的透气率在一个合理的狭窄范围内，比如(0.01～0.1)g/cm²·s，并且具有良好的透气均匀性，以既能保证材料使用时可以在受热端面的表面建立起一层完全连续的厚度均匀的冷却剂附面层，实现良好冷却作用，又能够将冷却剂用量降低到剂量使用要求的下限值附近，从而达到较为理想的冷却效果。因此，透气率与透气均匀性是多孔发汗冷却材料的重要技术参数(透气均匀性是采用透气率的均方根偏差来进行衡量)，数值大小符合设计指标要求的透气率与透气均匀性无疑是多孔发汗冷却材料在工程应用中实现较为理想运行工况的不可或缺条件之一，同时在产品的研制与生产中也必须对应用于极端温度环境中用作防热结构件的多孔发汗冷却材料的透气率和透气均匀性进行无损检测，以保证产品性能达到设计与使用的性能要求。

鉴于上述原因，需要一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法，该测试装置实现了对多孔发汗冷却材料的透气率进行测试。该测试装置操作简便，密封效果好，测试精度高，大幅度降低试验误差，提高了测试结果的可靠性和可重复性，且结果通过数据采集仪采集后传输到计算机中，计算机自动通过既定程序进行计算得到显示直观的测试结果，从而可以定性定量地对多孔材料透气率高低和渗透均匀性分布程度进行测试与评估。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置，包括测试夹具、移动机构、供气及测试系统和数据采集与处理系统，该测试装置用于对所述多孔材料的样件进行透气率测试；其中，所述测试夹具内设置有空腔，所述测试夹具能够夹住或松开所述样件，所述移动机构能够支撑和移动所述样件，以实现上述样件不同位置点的检测；所述供气及测试系统与所述测试夹具连通并能够向所述测试夹具内供气，进入所述测试夹具的气体能够透过所述样件；所述数据采集与处理系统与所述测试夹具连通并能够采集所述气体透过所述样件时所述测试夹具内的数据。