基于激光加热的有氧热环境模拟的实验系统和方法
Jiawei Wang1,2, Bin Li3, Shengwu Li4
1State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter, Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi'an, 710024, China. wangjiawei@nint.ac.cn.
Scientific reports
|July 15, 2024
概括
一个新的激光诱导加热系统模拟了先进复合材料的极端条件. 这个平台在热冲击下准确地测试碳-碳复合材料等材料,这对于高超音速车辆的开发至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 超音速车辆需要先进的轻量级,耐热材料.
- 现有的热模拟方法可能无法完全复制遇到的极端条件.
- 碳-碳 (C/C) 和碳-碳化碳 (C/SiC) 复合材料是这些应用的关键材料.
研究的目的:
- 开发和验证一种激光诱导的加热系统,用于模拟热冲击条件.
- 研究C/C和C/SiC复合材料在模拟高超音速飞行条件下的行为.
- 为耐高温材料在有氧环境中提供可靠的测试方法.
主要方法:
- 在有氧环境中使用激光诱导加热开发了一个热模拟平台.
- 使用光纤捆绑技术,以实现统一的,平顶的方形激光束.
- 电流调制控制了精确的激光功率输出.
- 在实验中,C/C和C/SiC复合材料的温度高达1800°C.
主要成果:
- 开发的系统成功模拟了C/C复合材料的高温,快速升温和热冲击.
- 在有氧条件下观察到合系数的最小变化.
- 该系统展示了其用于热力-氧气合测试的能力.
结论:
- 激光诱导加热系统有效地模拟了耐高温复合材料的极端热条件.
- 该平台为在超音速车辆应用相关的条件下测试材料提供了关键的技术支持.
- 这种方法提供了一种可靠的方法来评估材料在苛刻环境中的性能.
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