航天热控材料变温半球发射率实验研究(2)
航天器在飞行时，其表面温度会从负几百摄氏度变化至几千摄氏度，变化剧烈，由此读者不难知道，航天器要经受的外部环境是极其恶劣的。因此，为使航天器可以在太空中安全运行，科学家们要对航天器进行热设计从而控制航天器的温度。航天器的温度控制可以定义为是一项设计航天设备内外的热量交换过程，使其温度不变，达到热平衡并且在核定的安全状态的技术，又称为航天器的热控制 。
航天器热设计由传热三种方式中的热传导及辐射传热两个传热模式支配。对于热传导模式，由航天器的构体和被装载的电子设备所使用材料的热传导率、及其结构的组成、设备的安装方法决定，即硬件构成决定了接触热传导率。另外，对于辐射传热模式，由航天器结构、装载机器几何学形状、材料表面的吸收率及半球热发射率决定 。即，中小规模航天器的温度由这四个参数决定，其表面温度几乎完全由太阳光吸收率和半球热辐射发射率决定。由此可知航天器上温度控制材料的半球热辐射发射率是决定材料性能的决定性热物理物性能之一，其表现出了在某一确定温度下温度控制材料相对于相同温度下的黑体在半球方向辐射能力的大小。同时对于部分最新型的热控材料，其在不同温度下半球热辐射发射率不同，而若使用这类材料对航天器进行合理的热设计，其在航天器热控制方面将有非常广泛的应用前景，故而对航天热控材料变温半球发射率进行实验研究是有必要，并且已经有很多学者在进行与此课题有关的研究。
就目前情况而言，在进行航天器热设计时所用到的材料发射率数据都是室温环境下的固定值,对于不同温度下材料的发射率数据仍然较为匮乏, 因此有必要对常用的航天热控材料在不同温度下的发射率进行实验测量,测量结果作为进行航天器进行热设计的参考依据。
1.2 航天用热控材料半球热辐射发射率的实验进展
1.2.1 可变发射率材料
发射率可以改变的材料（温度控制用）是外太空航天器温度控制器件（发射率可以改变）的重要部件，航天设备中的温度控制设备（包含发射率可以改变材料）是一种薄膜型仪器，恰好适应当代航天器的设计趋势（越来越小），是一种将来可能应用很广泛的新型温度控制器件。前几年，美国航天局发射了一颗名叫ST-5的微型卫星，这是其“NMP”计划中需要发射的卫星之一，在这颗卫星上，美国航天局对变温发射率器件进行了实际检验 。
目前温度控制用的发射率可变材料主要有划分成两类，一种叫电致变色材料，另一种叫做热致变色材料 。提升发射率可以改变材料的相关物性以及研发新型发射率可以改变的材料是当代温度控制部件这一部分科研工作的关键。当代学者们研究发射率可以改变的温度控制部件的人不少，而对一些发射率可以改变的相关材料研究较少。
1.2.2 半球发射率的研究进展
发射率是学者探究材料辐射性能时需要注意的关键物性之一，对国防、农业、渔业、医药行业等行业的科学工作者的研究影响巨大 。物体的发射率由以下两个方面决定，一方面是于物体自身的组分和自身的氧化、粗糙程度有关，另一方面还与物体周围以及自身的温度、观测的角度等因素有关 。经过这么多年的发展、研究，国际学者及我国学者在发射率测量方面都取得了一定成果，他们提出了很多测试发射率的方法，发明、设计了非常多的测量发射率的仪器、装置，同时获取了很多材料在各种指定温度下的发射率。
发射率是指：在相同温度条件下，实际物体与和黑体的热辐射能量之比 ，而半球发射率是指：辐射体每单位面积半球方向空间的辐射出射度相对相同条件下每单位面积黑体的辐射能通量之间大小的比值 。对温度控制材料而言，其半球热辐射发射率的大小是对其性能影响是比较大的，其可以表征温度控制材料在相同温度条件之下相对与黑体在半球空间的热辐射性能强弱程度。
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