非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究

微重力条件下固体材料的着火和火焰传播特性研究对于发展燃烧理论、保障航天器防火安全具有重要意义.由于地面设施微重力时间长度的限制,已有对微重力下材料燃烧过程的实验研究主要集中在热薄材料,而关于热厚材料的实验结果十分有限.作为实践十号(SJ-10)卫星科学实验项目之一,非金属材料燃烧实验将利用长时间微重力条件开展低速流动中典型热厚材料着火和火焰传播过程研究.简要介绍非金属材料燃烧项目的研究目标、空间实验内容、有效载荷技术特点和地面实验验证情况.

空心玻璃微珠种类及加入量对无机非金属固体浮力材料性能的影响

以偏高岭土、钠水玻璃与空心玻璃微珠（HGB）为主要原料制备无机非金属固体浮力材料。研究了四种不同型号HGB对材料密度和抗压强度的影响,以及HGB加入量对材料成型性、密度、孔隙率、抗压强度、吸水性和冲击断面微观形貌的影响,并对材料的耐高温性能进行了测试。研究结果表明：综合考虑不同型号HGB的自身参数及对材料密度和抗压强度的影响,型号为S38HS的微珠效果最佳;随着HGB-S38HS加入量的增加,材料密度和抗压强度逐渐降低,而孔隙率和吸水率逐渐增大;当HGB-S38HS加入量为30%-35%时,制得的无机非金属固体浮力材料具有相对较低的密度和相对较高的抗压强度,分别为0.82-0.90 g/cm3和8.4-9.2 MPa,且耐高温性能较好,可达到550℃。

无机非金属固体浮力材料的研制

以偏高岭土、矿渣与钠水玻璃反应生成的地聚物为基体材料,通过填充大量空心玻璃微珠制备了密度低、强度高的无机非金属固体浮力材料,研究了反应体系液固比、矿渣加入量、固化温度及时间对材料密度和抗压强度的影响,并对其吸水性和耐高温性能进行了测试。研究结果表明:当体系液固比为1.5,矿渣加入量为20%,固化温度及时间分别为60℃和24 h时,制得的无机非金属固体浮力材料的综合性能较好,密度和抗压强度分别为0.78g/cm3和17.0 MPa,且材料具有较低的吸水率及较好的耐高温性能,可达到550℃。

非金属固体中高斯光束热弹超声的方向性研究

该文从理论上研究了非金属固体材料受高斯光束热弹激励时所产生的超声波的方向性．通过积分变换法求解热弹性运动方程，推导出远场区中的位移解析表达式，给出了纵波和横波的方向性图案，讨论了材料的光吸收系数对声源方向性的影响，并与实验结果进行了比较．