金屬陶瓷涂層電弧試驗(yàn)涂層厚度截面分析顯微鏡
電弧試驗(yàn)
等離子體環(huán)境（電弧噴射）通常用來(lái)模擬高超聲速飛行及在行星進(jìn)入
條件下表現(xiàn)出熱防護(hù)材料的性能。熱通量與停滯溫度及壓力是依賴于飛行
軌道的，而且理解這些飛行進(jìn)入概念（雙曲線進(jìn)入、大氣俘獲或從軌道上
進(jìn)入）之間的關(guān)系是極其重要的。同時(shí)要注意到，不是所有的參數(shù)都能被
模擬和匕行試驗(yàn)的。每套電弧噴射設(shè)備提供了不同的條件和不同的結(jié)果。
主張通過(guò)在不同條件下進(jìn)行電弧試驗(yàn)來(lái)明確材料的性能機(jī)理，然后依靠數(shù)
學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)給定環(huán)境下的材料行為。他還提供了一份詳細(xì)解釋關(guān)于在等
離子體環(huán)境、輻射環(huán)境和燃燒環(huán)境下試驗(yàn)的差異。
輻射燈設(shè)備提供低熱通量并能適應(yīng)大樣本，而且在邊界層相互作用可
以忽略不計(jì)的地方很實(shí)用。高能連續(xù)激光可以產(chǎn)生高熱通量，但考慮在邊
界層的化學(xué)反應(yīng)，這在燒蝕材料產(chǎn)生分裂的確定條件下很適用。燃燒設(shè)備
對(duì)于研究燃燒環(huán)境非常有用。這些設(shè)施排m的氣體用來(lái)進(jìn)行熱曝光，研究其
化學(xué)成分，但僅限于低溫和低焓條件下。每個(gè)可用的電弧噴射設(shè)備提供了
獨(dú)特的環(huán)境來(lái)模擬大范同的溫度、焓和壓力條件，包括產(chǎn)生足夠的高溫來(lái)
研究邊界層的化學(xué)反應(yīng)。然而，對(duì)于給定的飛行應(yīng)用程序，很少可以提供
所有需要用于材料選擇的參數(shù)。因此，為了能更為明確在預(yù)期條件下材料
的性能，有必要發(fā)展數(shù)學(xué)模型。
冷卻概念
當(dāng)機(jī)翼前緣的曲率半徑變小時(shí)，熱負(fù)荷就會(huì)急劇增長(zhǎng)。因此在航天匕
機(jī)上，會(huì)采用鈍化的機(jī)翼前緣。但對(duì)于高超聲速匕行器而言，由于其要在
大7 C層內(nèi)進(jìn)行巡航和加速，所以設(shè)想采用窄、“尖”的機(jī)翼前緣，這必然
會(huì)顯著增加對(duì)前緣候選材料的熱要求。目前正在采取一些方法來(lái)適應(yīng)較高
的熱負(fù)荷，包括冷卻概念和研發(fā)新型具有更高熱通量的材料。
到目前為止，敘述的TPS方法都是被動(dòng)地將熱區(qū)域與冷卻器子結(jié)構(gòu)相互
隔絕。而主動(dòng)冷卻概念將冷卻通道結(jié)合在一起．這樣就能使主動(dòng)注入的冷
卻劑在CMC前緣內(nèi)部流動(dòng)（圖11）。另一個(gè)建議是通過(guò)使用一系列的熱交換
器使碳?xì)淙剂狭鲃?dòng)，f而該熱交換器使用催化金屬陶瓷涂層
