金属陶瓷涂层电弧试验涂层厚度截面分析显微镜
电弧试验
等离子体环境（电弧喷射）通常用来模拟高超声速飞行及在行星进入
条件下表现出热防护材料的性能。热通量与停滞温度及压力是依赖于飞行
轨道的，而且理解这些飞行进入概念（双曲线进入、大气俘获或从轨道上
进入）之间的关系是极其重要的。同时要注意到，不是所有的参数都能被
模拟和匕行试验的。每套电弧喷射设备提供了不同的条件和不同的结果。
主张通过在不同条件下进行电弧试验来明确材料的性能机理，然后依靠数
学模型来预测给定环境下的材料行为。他还提供了一份详细解释关于在等
离子体环境、辐射环境和燃烧环境下试验的差异。
辐射灯设备提供低热通量并能适应大样本，而且在边界层相互作用可
以忽略不计的地方很实用。高能连续激光可以产生高热通量，但考虑在边
界层的化学反应，这在烧蚀材料产生分裂的确定条件下很适用。燃烧设备
对于研究燃烧环境非常有用。这些设施排m的气体用来进行热曝光，研究其
化学成分，但仅限于低温和低焓条件下。每个可用的电弧喷射设备提供了
独特的环境来模拟大范同的温度、焓和压力条件，包括产生足够的高温来
研究边界层的化学反应。然而，对于给定的飞行应用程序，很少可以提供
所有需要用于材料选择的参数。因此，为了能更为明确在预期条件下材料
的性能，有必要发展数学模型。
冷却概念
当机翼前缘的曲率半径变小时，热负荷就会急剧增长。因此在航天匕
机上，会采用钝化的机翼前缘。但对于高超声速匕行器而言，由于其要在
大7 C层内进行巡航和加速，所以设想采用窄、“尖”的机翼前缘，这必然
会显著增加对前缘候选材料的热要求。目前正在采取一些方法来适应较高
的热负荷，包括冷却概念和研发新型具有更高热通量的材料。
到目前为止，叙述的TPS方法都是被动地将热区域与冷却器子结构相互
隔绝。而主动冷却概念将冷却通道结合在一起．这样就能使主动注入的冷
却剂在CMC前缘内部流动（图11）。另一个建议是通过使用一系列的热交换
器使碳氢燃料流动，f而该热交换器使用催化金属陶瓷涂层
