关键词：航天材料；物理性能；测试
前言：近年来，我国的航天事业取得了高速的发展，为了促进行业事业的进步的发展，相关专家学者将航天材料物理性能作为主要研究内容，为航天事业的发展提供了坚实的技术基础，将常规测试装置作为主要研究内容，促进了航天材料物理性能的大大提升，展现出了航天材料在航天事业中的应用效果，完成了与国际化的接轨。目前，我国已经初步建成了物理性能分析实验室，促进了航天材料的完善及系统研究，提升了航天材料的生产效果，为质量控制提供了科学及合理的数据。
一、航天材料物理性能测试所使用的仪器
（一）热导率测试仪器
通过对航天材料的种类及性能进行了解可知，航天材料的种类较多，通过对不同类型的材料及应用的不同温度范围进行了解可知，不同的材料之间自身的热导率数值也存在着一定的差异，需要加大对测试技术及测试系统进行研究，确保能够满足仪器的实际使用需求。热导率测试仪器由单试样大平板热导率测试仪器、单试样小平板热导率测试仪器及激光脉冲法导热率测试仪器共同来组成，在对航天材料进行测试时，主要在-196℃-3000℃范围内进行，测试的对象包括：非均质绝热材料、非均质油脂类材料及金属或非金属均质刚性材料等。
（二）比热容测试仪器
在对比热容测试仪器进行分析时，为了确保仪器配置的合理性，需要结合试样大小、测试温度及材料的不同类型来进行仪器配备，测试的温度为-196℃-3000℃之间，测试仪器类型主要包括：温比热容测试仪器、低温比热容测试仪器等。
（三）热膨胀系数测试仪器
在对航天材料的热膨胀系数进行测试时，主要是通过顶杆法进行测量，当测试的环境处于超高温状态时，其测量工作需要通过非接触测试技术进行。现阶段，通过对已经构建完成的热膨胀系数测试仪器进行分析可知，主要包括以下几种：低温立式顶杆法热膨胀系数测试仪器、中温立式顶杆法热膨胀系数测试仪器及高温卧式顶杆法热膨胀系数测试仪器等。另外，还需要对金属材料的熔点测量及高温热电偶标定等过程进行模拟实验及分析，通过使用光栅位移测量技术来完成对整体测试过程进行控制，确保能够满足材料的研发、生产及质量生产要求[1]。
二、航天材料物理性能参数测试方法
航天材料在实际的使用过程中，长期处于高温状态下，并且可能会出现高温突变情况的产生。因此，在对航天材料的物理性能进行分析时，加大对超高温热物体性能参数进行分析，是必不可少的，需要将其作为主要的参考依据，将超高温热物理性能参数作为航天材料开发及设计的主要依据。为了确保能够得到更好的超高温状态下的物理性能数据，需要将试样的温度加热到所指定的方向及温度上，并构建出系统的温度梯度，提升物理性能参数测试效果及质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，传统的航天材料物理性能参数测试方法已经无法满足现阶段航天事业的发展要求，需要优化参数测试方法，促进航天材料物理性能的大大提升。
第一，在传统的测量技术下，材料物理性能测试主要是依据外部加热器来测量，运用常规性热物理性能测试系统来实现，该种测量方法自身具有较强的热惯性，但是对测试的时间有着较高的要求，需要很长的时间来维持平衡。另外，为了能够达到实验标准要求，需要加大对绝热措施及加热措施的应用，但是在该种测量方法下，加剧了实验的复杂化，实验的整体时间相对较长[2]。
第二，超高温状态，辐射加热现象的产生，对测试过程造成了严重的阻碍，之所以出现该种现象，与外部加热器长时间运转有直接关系。通过对大多数材料的温度进行研究可知，材料温度一旦高于2000℃，会导致机械出现化学反应扩散蒸发及机械强度降低现象，对测试工作的高效开展造成了严重的阻碍。
第三，航天行业的发展，带动了航天材料的发展，相关的研究人员通过复合材料对高温材料进行研究，研究结果表明，非均质材料的试样，无法满足于现阶段测试技术的要求。因此，在对超高温热物理性能材料进行测试及研究时，需要将创新测量方式及缩短测量时间作为主要研究内容。因此，可知航天材料自身展现出了较强的特殊性，需要加大对材料的物理性能进行研究和分析，在试样加热时，应采用大电流形式来实现，确保能够高效解决材料物理性能测试中存在的问题，扩大温度测量范围，确保能够测量更高的温度。
三、航天材料物理性能的具体应用
近年来，航天事业发展迅速，航天材料的生产逐渐从小规模生产方式向大规模生产方向发展，对材料的生产质量进行控制受到了人们的高度关注，并且也对航天材料物理性能测试技术提出了较高的要求。为了展现出航天材料的物理性能，相关的研究人员对航天材料进行了动态的热物性测试技术进行深入的研究和分析，并且建立了完善的物体性能测试系统，该项系统在实际的测试过程中，主要是应用热线法测试原理，用薄膜热源来替代热线来使用，在对该项技术进行测量时，需要将热导率控制在500W/mK以下，需对各种形态材料的热导率进行测量。同时，在材料的制作现场，还能够完成对材料热物理性能进行测试，该项技术的应用范围较广，完成了对气体、金属材料及液体物理性能的测试，但是对试样及测量环境的要求较低，为测量工作的高效开展提供了科学的依据。另外，热物理性能在众多的领域中，还可以用热物理性能参数来进行表征，将动态测试技术作为特征表征的基础，展现出了动态多参数热物理性能测试技术在工业领域中的应用效果及应用意义，展现出了动态测试技术较强的市场竞争潜力。为了确保热物理性能测试技术的不断完善，其各项研究工作需要建立在最新研究成果的基础上，需要加大对多参数动态测试技术进行深入的研究和分析，加大对热辐射系数的红外温度测试技术的应用，并与成熟的激光脉冲法测试仪器相结合，对激光脉冲阀测试仪器的热导率及比热容测试技术进行深入的研究和分析[3]。
结论：科学技术的快速发展，带动了航天技术及航天材料的进步和发展，相关的技术人员意识到了加大对航天材料物理性能进行研究的必要性，进一步拓宽了航天物理性能的进一步研究及扩展，从研究结果上可以看出，航天材料的物理性能逐渐从单一性向多种性能及多用性，从稳态测量向动态测试方向发展，促进了航天事业的发展进步，为人类做出了突出的贡献。
参考文献：
[1]孙浩东. 分析航天材料物理性能的思考[J]. 经贸实践,2016,(23):296.
[2]. 航天材料及工艺研究所检测与失效分析中心[J]. 现代测量与实验室管理,2016,24(04):3-4.
[3]. 航天科工三院159厂突破C/C复合材料性能测试技术[J]. 国防制造技术,2012,(05):13.
论文作者:张维韬
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
标签：材料论文; 航天论文; 测试论文; 物理性能论文; 测量论文; 测试仪器论文; 技术论文; 《科技中国》2017年12期论文;