航天器热控材料
航天 碳纳米涂层 热控
航天碳纳米涂层热控1.引言1.1 概述概述航天领域一直是人类探索宇宙奥秘的关键领域之一。
在航天飞行中，热控是一个至关重要的因素。
由于航天器在太空中将遭受到极端的高温和低温环境，因此热控技术的应用至关重要。
热控技术可以确保航天器在极端环境下的正常运行，保障航天任务的顺利进行。
本文将重点讨论航天领域中热控技术的发展与应用，并介绍碳纳米涂层在热控中的潜力。
航天技术的发展一直在追求更高的效率和更低的成本，并且需要面对越来越复杂和艰巨的任务。
热控技术在这个过程中起着至关重要的作用，不仅能够保护航天器免受极端温度的影响，还可以提高航天器的性能和可靠性。
碳纳米涂层作为一种新兴的材料，具有优异的热传导性能和热阻隔性能。
它可以在航天器表面形成一层薄膜，用于调节航天器与外界环境的热交换。
碳纳米涂层能够吸收外界的热能，并将其迅速传导到其他部分，从而降低了航天器表面的温度。
同时，碳纳米涂层还可以有效隔离航天器内部的热量，防止其散失。
因此，碳纳米涂层在航天热控中具有巨大的潜力。
接下来的正文部分将详细介绍航天技术的发展和碳纳米涂层的应用。
通过对这些内容的研究和分析，我们将更全面地了解航天热控技术的需求以及碳纳米涂层在其中的应用前景。
最后，本文将总结航天技术对热控的需求，并展望碳纳米涂层在航天热控中的潜力。
通过探索和研究这些问题，我们可以为航天技术的发展提供有益的指导和启示。
1.2 文章结构文章结构的部分内容可以包括以下内容：在本文中，将首先回顾航天技术的发展及其对热控的需求。
其次，将介绍碳纳米涂层作为一种新兴技术在热控中的应用。
最后，将总结航天技术对热控的需求，并评估碳纳米涂层在热控中的潜力。
第一部分将着重讨论航天技术的发展。
将回顾航天技术的历史发展，从最初的火箭发射到现代的太空飞行和探索。
将指出随着航天技术的发展，对热控的需求也越来越高。
航天器在进入和离开大气层、在极端温度条件下工作和面临太阳辐射等问题时，都需要有效的热控措施。
航天器热防护材料的发展概述
航天器热防护材料的发展概述载人航天的返回舱，重复使用的运载器及空天飞机等，再入大气层时，由于航天器从接近真空的外空间进入稠密的大气层，再加之飞行速度很好，在大气中以高马赫数飞行时，飞行器和弹体表面会产生严重的启动加热，将对飞行器表面产生热损伤，因此防隔热材料是飞行器最重要的关键材料之一。
防隔热材料是能够阻止热量传递，保护仪器或设备正常工作的一类材料。
烧蚀类热防护材料发展历史长，技术也相对成熟，因此应用也相对广泛。
例如由甲醛，环氧树脂或硅橡胶为集体的低密度烧蚀材料适用于高焓，低热流和较长时间使用条件下的飞行器防热，是宇宙飞船返回舱和星际探测器中重要的热防护材料。
有的返回舱采用高密度烧蚀材料，由石棉玻璃布（大底处）或加氟特伦（侧壁处）构成烧蚀层。
NASA目前正研制的“猎户座”飞船的防热罩将是一种一次性使用的烧蚀系统，可通过逐渐烧蚀来消耗掉大气再入过程中产生的高温。
传统的烧蚀材料热防护是以牺牲防热材料的质量损失换取防热的效果，但对外形不变的要求，烧蚀热防护已无能为力（？），于是提出非烧蚀的概念。
对于非烧蚀（或可重复使用）的新型防护系统及材料来说，提高材料极限使用温度和高温性能，提高表面辐射，抗氧化能力，防隔热一体化和能量疏导和耗散机制的主被动结合防热成为目前的研究热点和重点。
近期的一些研究表面了改性碳/碳材料，陶瓷基复合材料，超高温陶瓷材料以及新型隔热材料在热防护领域的应用前景。
碳/碳复合材料具有强度高（尤其是高温强度稳定），抗热冲击性能好，耐烧蚀性好等特点。
近年来，对抗氧化碳/碳复合材料的研究主要集中在基体材料和涂层设计及其系列化发展，进一步提高强度和使用温度，提升重复使用可靠性等方面。
近期美国采用多种方法大幅度提高了2D碳/碳复合材料基材的层间和面内力学性能，对抗氧化涂层系统进行深入研究，取得显著进展。
抗氧化碳/碳复合材料克服了碳/碳复合材料材料本身不耐氧化的缺点，而保留了直到2500℃的超高温条件下机械性能不降反升的有点。
航空航天器热防护材料研究
航空航天器热防护材料研究航空航天器是现代科技的杰出代表，其面对的极端条件无论是高温、高速还是高压都需要特殊材料来提供适当的保护。
其中最具代表性的就是热防护材料，这种材料不仅可以在极端高温下完整地保护航空航天器的结构，而且还能确保飞行员的安全。
热防护材料的基本原理在高超音速飞行过程中，航空航天器往往会面对温度上升到数千摄氏度的强烈气流。
这种极端条件下，热能密度会变得非常大，足以扭曲和熔化一些金属部件。
为了确保航空航天器在这些环境中仍能完整地执行任务，热防护材料就被广泛应用。
热防护材料一般由几层组成，最外层是热式材料，它可以挡住热能、气流、甚至是辐射。
这层材料往往是二氧化硅的混合物，因为它既可以耐高温，又可以呈现出黑色的色调，从而达到最佳的热反射效果。
下一层就是金属材料，它可以承受高级别的摩擦磨损和压力挤压,而不会失去初始的结构或屏障。
最内层是一些特殊材料，如有机高聚物和碳化硅，在高温环境中仍然能够提供充分的保护。
这些内部材料不仅可以吸收热能，还可以释放它们，从而跟外界形成一道优雅的屏障。
热防护材料的发展历程航空热防护材料的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时，NASA使用的麦克唐纳-道格拉斯X-15高空飞机的最高速度已经突破了单发喷气式战斗机的速度。
为了解决飞机在极端环境下的热防护问题，NASA开始推出新的材料供应和开展热大气试验。
当大型太空飞行器开始出现时，热防护材料的研究也随之加深。
美国航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）一起，就针对这些新条件开发了大量的热防护材料。
这些团队开发出的热防护材料是最先进的，也是最适合航空航天器的。
现状和未来的技术挑战随着太空飞行变得越来越普遍，人们开始关注精确的技术方案。
这种方案的一大关键是热防护材料。
在接下来的几十年里，航空航天工程师将继续强化新材料，建立更精准的温度和压力分析模型，以确保空中和气态飞行器能够安全地横跨宇宙。
热防护材料的未来方向包括材料的强度、轻量化、耐磨损、耐腐蚀等特点。
先进材料在航天器热控制技术中的应用研究
先进材料在航天器热控制技术中的应用研究先进材料在航天器热控制技术中的应用研究摘要：航天器热控制是航天器设计中非常重要的一部分。
为了保证航天器在极端温度环境下的稳定运行，科学家们不断研究先进材料在航天器热控制中的应用。
本文通过对航天器热控制的概述和目前应用的先进材料进行研究，介绍了先进材料在航天器热控制技术中的重要性和潜力。
1. 引言航天器在宇宙环境中面临着极端的温度变化，从极低温度到极高温度都有可能遭受。
这种极端温度环境对航天器的正常运行和乘员的安全都提出了极高的要求。
因此，航天器热控制技术成为了航天器设计的重要组成部分。
通过合理的热控制设计，可以确保航天器的内外温度在可接受范围内，从而保证航天器的稳定运行。
2. 航天器热控制的挑战在航天器的设计中，热控制是一个非常关键的问题。
航天器在进入大气层时会产生巨大的热量，而在太空中又面临着极低的温度。
因此，如何控制航天器的温度，在极端的温度环境下保持航天器的稳定运行，是航天器热控制技术面临的主要挑战之一。
3. 先进材料在航天器热控制中的应用为了解决航天器热控制的难题，科学家们不断研究并应用各种先进材料。
这些先进材料具有优异的性能，可以有效地控制航天器的温度。
以下是一些先进材料在航天器热控制中的应用研究。
3.1 高温材料高温材料在航天器进入大气层时承受高温的能力非常重要。
一种常用的高温材料是炭化硅陶瓷，它具有优异的高温抗氧化性能和热击穿性能。
炭化硅陶瓷可以有效隔热，并防止航天器受到高温的影响。
3.2 低温材料在太空中，航天器会面临极低的温度，因此需要使用低温材料来保护航天器的各种设备和仪器。
一种常用的低温材料是绝缘材料，如泡沫塑料和岩棉。
这些材料可以有效地隔热，并防止航天器受到低温的影响。
3.3 相变材料相变材料是近年来热控制领域的重要研究方向之一。
相变材料可以通过吸收或释放热量来调控航天器的温度。
具体而言，相变材料可以在固体和液体之间转变，当航天器暴露在高温环境中时，相变材料可以吸收热量，当航天器暴露在低温环境中时，相变材料可以释放热量，从而对航天器的温度进行控制。
飞行器的热防护材料与性能分析
飞行器的热防护材料与性能分析在现代航空航天领域，飞行器面临着极端的热环境，如高速飞行时与空气的摩擦产生的高温、再入大气层时的强烈气动加热等。
为了确保飞行器的结构完整性和可靠性，以及保障内部设备和人员的安全，热防护材料的研发和应用至关重要。
热防护材料的种类繁多，每种都有其独特的性能和适用范围。
高温陶瓷材料是其中的一类重要选择。
陶瓷具有出色的耐高温性能、良好的化学稳定性和低的热导率。
例如，碳化硅陶瓷能够承受数千度的高温，在飞行器的高温部位，如发动机喷管、前缘等，发挥着关键作用。
另一种常见的热防护材料是金属热防护材料。
金属具有良好的机械性能和热传导性能，像钛合金、镍基高温合金等在飞行器的热防护系统中得到了广泛应用。
以钛合金为例，它的强度高、重量轻，适用于对重量要求严格的飞行器部件。
隔热材料在热防护中也不可或缺。
气凝胶是一种新型的高效隔热材料，其孔隙率极高，能够有效地阻止热量的传递。
气凝胶具有极低的热导率和良好的柔韧性，可以在飞行器的内部结构中提供良好的隔热效果，减少热量向内部的渗透。
纤维增强复合材料也是热防护领域的重要成员。
碳纤维增强复合材料具有高强度、高模量和良好的耐高温性能。
通过合理的设计和制造工艺，可以将其用于飞行器的外壳和结构部件，提高整体的热防护性能。
热防护材料的性能评估是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
首先是耐高温性能，这是衡量热防护材料能否在极端热环境下保持结构稳定和功能正常的关键指标。
材料需要能够承受高温而不发生软化、熔化或分解。
热导率也是一个重要的性能参数。
低的热导率可以有效地减少热量的传递，降低飞行器内部的温度升高速度。
材料的热膨胀系数也需要考虑，过大的热膨胀系数可能导致材料在热循环过程中产生裂纹和损坏。
除了材料本身的性能，热防护系统的设计也对飞行器的热防护效果有着重要影响。
例如，合理的结构设计可以优化热量的传递路径，减少局部的热集中。
多层隔热结构可以通过不同材料的组合，提高整体的隔热性能。
超高温热力学材料在航空航天领域中的应用
超高温热力学材料在航空航天领域中的应用一、简介超高温热力学材料是指在高温和高压环境下能够保持稳定性、延展性和强度的材料。
这些材料是航空航天领域中不可缺少的重要组成部分，其中许多材料已经证实可以在特定条件下承受高达3000°C的高温。
超高温热力学材料可以由各种材料制成，如陶瓷、纳米材料和金属复合材料等。
这篇文章将探讨超高温热力学材料的种类以及在航空航天领域中的应用。
二、超高温热力学材料的种类1.陶瓷材料陶瓷材料是一种由非金属材料制成的材料，具有高硬度、高抗磨损性和高温稳定性等特性。
陶瓷材料可分为无机非金属陶瓷和有机非金属陶瓷两种类型。
无机非金属陶瓷采用高温烧结技术，可以在高到2000°C甚至3000°C的温度下维持其稳定性。
在航空航天领域中，陶瓷材料通常用于制造发动机部件，如燃烧室。
它们具有优异的高温性能和抗腐蚀性能，尤其是具有良好的氧化抗性，可以承受高温下的氧化作用。
此外，陶瓷材料还可以制造复合材料，以及在太空环境中承受辐射的防护层。
2.金属复合材料金属复合材料是由两种或多种不同金属或金属和非金属的材料组合而成，具有高强度、高变形率和高裂纹韧性等特质。
金属复合材料通常采用粉末冶金或表面涂层技术生产，可以在高温环境下维持良好的稳定性。
在航空航天领域中，金属复合材料通常用于制造发动机叶片、导向叶片和喷管等部件。
它们具有高强度和高温稳定性，并且可以有效减轻飞机结构的整体重量。
此外，金属复合材料还可以制造高效热交换器和散热器，以有效控制航空器的温度。
3.纳米材料纳米材料是一种由非金属材料制成的材料，在尺寸方面小于100纳米，具有特殊的物理和化学特性。
纳米材料通常采用溶胶凝胶、磁控溅射和铸造等方法生产，可以在高温度下保持其稳定性。
在航空航天领域中，纳米材料通常用于制造轻质结构材料和复合材料。
例如，与其他高温复合材料相比，铝基纳米复合材料可以承受更高的温度和压力，同时具有较低的密度。
航天器热保护材料的设计与优化
航天器热保护材料的设计与优化航天器的返回过程中，面临着高温和高速气流的严峻环境，因此热保护材料的设计与优化至关重要。
在这篇文章中，我们将探讨航天器热保护材料的设计和优化的重要性，并介绍一些常用的热保护材料及其特点。
热保护材料的设计与优化是航天器返回过程中的一个关键问题。
航天器在大气层再入时，会受到高温和高速气流的冲击，如果没有适当的热保护材料，航天器的结构和设备都可能受到损坏，甚至引发事故。
热保护材料必须具备一定的特性，以应对复杂的再入环境。
首先，它们需要具备优异的隔热性能，能够有效减少航天器内部温度的上升。
其次，热保护材料还需要具备良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，以应对高温气流对其表面的损害。
另外，热保护材料还需要具备一定的机械强度和耐磨性，以保证航天器在返回过程中能够承受高速气流的冲击。
目前，常用的航天器热保护材料主要包括碳/碳复合材料、陶瓷纤维复合材料和石墨舵板等。
碳/碳复合材料由炭纤维和碳基矩阵组成，具备优异的热导率和高温强度，适用于再入时的高温环境。
陶瓷纤维复合材料则由陶瓷纤维和炭基矩阵组成，具备较高的抗氧化和抗热腐蚀性能。
石墨舵板则由高纯度石墨材料制成，具备较高的热导率和机械强度，适用于需要更高温度和机械强度的场合。
在热保护材料的设计与优化中，需要综合考虑多个因素。
首先，要考虑热保护材料的隔热性能，以确保航天器的内部温度不超过其所能承受的范围。
其次，要考虑热保护材料的抗氧化和抗热腐蚀性能，以保证其在高温环境下的长时间稳定性。
另外，还需要考虑热保护材料的机械强度和耐磨性，以保证其能够承受再入时的高速气流冲击。
为了优化热保护材料的设计，科学家和工程师们进行了大量的研究和实验。
他们通过改变热保护材料的成分、结构和工艺，以提高其性能。
例如，他们通过改变碳/碳复合材料中炭纤维的类型和排列方式，改善了其热导率和机械强度。
此外，他们还通过表面涂层和复合材料结构的优化，提高了热保护材料的抗氧化和抗热腐蚀能力。
航空航天工程师的航天器热控制和材料
航空航天工程师的航天器热控制和材料航空航天工程领域一直在不断追求先进技术和创新，其中航天器的热控制和材料是至关重要的领域之一。
本文将介绍航空航天工程师在航天器热控制和材料方面的工作内容和挑战。
一、航天器热控制的重要性航天器在太空中承受着极端的温度变化，从太阳光的强烈辐射到宇宙的极低温度，这对航天器的正常运行产生了巨大的挑战。
航天器的热控制旨在确保航天器在恶劣环境下的温度稳定，以保证其正常工作和寿命。
二、航天器热控制的方法为了实现航天器的热控制，航空航天工程师采用了多种方法，包括被动控制和主动控制。
被动控制主要通过航天器外部的热保护材料来减少热量的传导和吸收。
航天器的外表层通常采用特殊的金属涂层或绝热材料来反射或隔离热量。
而主动控制则采用热控制系统，通过散热器、加热器和温度传感器等设备来实时监测和调控航天器的温度。
三、航天器热控制面临的挑战航天器热控制面临着多种挑战，首先是温度的极端变化。
在太阳光照耀下，航天器表面温度可能会升高到几百摄氏度，而在太阳背面则可能下降到几十摄氏度以下。
这极端的温度变化对航天器的热控制系统提出了高要求。
其次，太空环境中的真空对材料性能也有很大影响。
航天器的材料必须能够在真空环境下保持稳定，并具备良好的热传导性能和抗辐射能力。
此外，航天器在发射和返回过程中还会经历大气层的重新进入，这也对热控制系统提出了更高的要求。
四、航天器热控制材料的需求在航天器热控制中，材料起着至关重要的作用。
首先，热控制材料需要具备良好的热传导性能，以确保热量能够迅速传递和散发。
其次，材料还需要具备较高的耐热性，能够承受极高温度或急剧的温度变化而不发生损坏。
同时，由于航天器长时间暴露在太空环境中，材料还需要具备良好的耐辐射性和抗氧化性能，以抵抗太空环境中的辐射和氧化作用。
五、航天器材料的研究和创新为了满足航天器热控制的需求，航空航天工程师进行了大量的材料研究和创新。
他们探索了新型的高温合金材料、陶瓷复合材料和纳米材料等，以提升航天器材料的耐热性和耐辐射性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
航天器热控原理与材料姓名：***学号：12S******指导教师：***日期：2012.10.12航天器热控材料1 前言航天器热控制又称温度控制, 是随着航天技术发展起来的一门综合多学科的新技术, 是任何航天器必不可少的技术保障系统之一。
它涉及材料学、热学、计算数学、化学、光学、流体力学、电子学、计算机科学以及试验测量技术等诸多学科领域。
它的任务是通过合理组织航天器内部和外部的热交换过程, 使航天器各部位的温度处于任务所要求的范围内, 为航天器的仪器设备正常工作, 提供良好的温度环境。
航天器热控制技术种类很多，使用的场合也各不相同，但从总体上看，一般可分成被动热控制技术和主动热控制技术两类。
被动热控制技术是一种开环控制，在控制过程中被控对象的温度无反馈作用，一旦状态确定后，基本上没有调节的余地，通常选择具有一定热物理性能的材料，并通过航天器的布局，合理安排与空间环境及内部仪器设备之间的热交换，使航天器各部分处于要求的温度范围内。
被动热控制部分除了布局上的合理安排之外．主要通过包括热控涂层、多层隔热组件等各种不同热控材料的使用，最大限度地减少航天器和周围宇宙空间不可调节的热交换，以控制和调节外部恶劣的热环境及其变化对航天器的影响，这样可以减少航天器内部的温度波动，以满足大部分仪器设备的温度范围要求。
被动热控制技术是航天器热控的主要手段之一，而各种热控材料是重要的实现途径，在各类航天器上得到广泛的应用。
2 典型热控材料随着空间技术的不断发展, 我国已经研制成功多种热控材料。
日前, 应用最多最广的有涂层、多层隔热材料、热管、电加热器、导热填料、控温仪和测、控温元件, 在某些情况下也使用过百叶窗、相变材料、热扩散板和环路热管。
在载人飞船上还使用厂泵驱动单相流体回路、风扇等装置。
这些热控材料, 确保我国航天器热控任务顺利实现。
2.1 热控涂层在空间真空环境下，物体的表面温度在很大程度上取决于其表面的太阳吸收比和红外发射率的比值αs/ε。
因而，航天器及仪器设备的不同表面温度可以通过选取不同αs/ε的热控涂层来进行调节。
热控涂层按其组成特点可分为金属基材型涂层、电化学涂层、涂料型涂层、薄膜型涂层、二次表面镜型涂层、织物涂层等。
金属基材型涂层直接在金属基材的表面进行一定的处理就可以形成，如经抛光、喷砂等工艺处理后的表面。
电化学涂层一般采用阳极氧化、电解着色和电镀的方式来制备。
涂料型涂层是应用最广泛的一种热控涂层，它又可以分为有机涂层、无机涂层和等离子涂层等几类，通常由黏结剂和颜料组成，采用不同的颜料和配比，就可以得到不同热辐射性能的涂层。
利用不同的金属在真空蒸发或真空磁控溅射在塑料薄膜表面可以制备成薄膜型涂层。
二次表面镜型涂层是一种由两个表面的特性决定其性能的涂层，这两个表面是对可见光透明、而对红外有较强吸收的透明薄膜层，以及对可见光有很强反射的金属底层，通过选用合适的金属底层和一定厚度的薄膜层，就可以得到要求热辐射性能的涂层。
织物涂层是纤维编织或再加以化学浸渍后形成的涂层。
在热控涂层的具体应用过程中，需要根据不同的温度要求、部位、底材、工艺实施等因素，如对于航天器的散热面，选用低太阳吸收比、高红外发射率的涂层，提高表面的散热能力，航天器内部一般采用高发射宰的热控涂层，以增加辐射换热。
2.2 多层隔热材料航天器在轨道运行期间，一方面通过其表面或专用的辐射器以辐射的形式向空间散热，另一方面航天器受外部空间热流的影响，而且其影响根据轨道等因素不断变化，因此有必要将其对航天器的影响减少到最低程度。
多层隔热材料在真空条件下具有良好的隔热性能，而且其本身的结构质量相对较轻，因此成为航天器最常用的热控手段之一，多层隔热材料在各类航天器上均大量使用。
多层隔热材料通常由双面镀铝低发射率反射屏和低热导率间隔物的多个单元组成，这种组件利用反射屏的层层反射，对辐射热流形成很高的热阻，在理论上其当量热导率能达到的10-5W/(m·K)量级，以取得较好的隔热效果。
除了隔热性能优异之外，多层隔热材料的质量较轻，拆装方便、没有粉尘、不会对周围环境产生污染，这些特点对于航天器的发展来说是十分有利的。
因此，多层隔热材料已经成为一种航天器被动热控的基本手段之一。
在航天器充气密封舱内，常用软质泡沫塑料隔热。
在充气的舱内，由于气体存在，使多层隔热材料的热导率增大，此时软质泡沫塑料的热导率与多层隔热材料相当[(0.03 W/(m·K)]。
但软质泡沫塑料的密度比多层隔热材料小得多，所以在密封舱内隔热时，常用软质泡沫塑料。
2.3 热管热管是一种高传热性能的器件，是一种靠工质的蒸发、凝结和循环流动而传递热量的器件。
热管由管壳、工质以及具有毛细结构的管芯组成。
热管是依靠工作介质的蒸发、凝结和循环流动来实现热量的传递的，蒸发、凝结所需的温度下降很小，因此可以在较低温差下传递较大的热量，而且它在毛细力作用下完成，不需要额外的能量，结构紧凑、运行可靠。
下图中是一个比较典型的热管结构示意图。
卫星上选用热管时，应该注意的使用要求：工作温度范围：热管工作时所需要承受的最高工作温度和最低工作温度所确定的温度区间。
工作温度范围必须在工质的临界点和凝固点之间，保证工质既不凝固也不会处于超临界状态。
传热量和热流密度：该要求是指热管传递的总的热流量和蒸发段单位面积上的热负荷。
它决定了热管的尺寸、管芯的类型以及所用热管的数量。
蒸发段的热流密度不得超过热管沸腾极限的允许值。
热管的总温降：热管的总温降是指蒸发段外壁面与凝结段外壁面之间的温差，这个要求决定了热管蒸发段和凝结段的管芯设计和热管的最小尺寸。
尺寸、重量和几何形状：主要由应用场合的条件来决定。
其尺寸、走向和外形要和应用对象匹配。
卫星应用中常要求热管与结构件合为一体，如在蜂窝夹层板中预埋热管。
可靠性和寿命：热管可靠性是指其在给定的条件下，热管工作性能的稳定。
寿命是指热管从开始工作到失效之间的时间。
3 热控材料的发展3.1 导热和隔热材料未来的技术需求和发展，使得诸如用于空间通讯系统的激光二极管、高功率传感芯片、功率电子器件等元器件和芯片的热流密度可达数百甚至数千W/cm2，而其工作性能和可靠性与工作温度直接相关，因此需要性能更好的导热材料。
高热导率材料主要有高导热石墨薄膜、C/C复合材料等。
石墨薄膜结构质量轻，像纸一样具有柔性，热导率高且在平面的两个方向上热导率相同，可以作为辐射器、扩热板和加热器使用。
C/E复合材料保持了石墨材料的固有特性，如质轻胀系数低、导热性良好的特点，同时由于在C/C复合材料中引入了碳纤维，因此还具有强度高、抗机械和热冲击性能好、较高的热导率等特性。
目前美国和日本研制的高导热材料的热导率可以达到1.3～1.6 kW/(m·K)。
一些高导热材料，如泡沫碳等还可以替代传统的铝蜂窝，以减少热管和扩热板的使用，降低系统结构质量。
与此同时，高性能的隔热材料也是航天器热控没计中最为重要的材料之一，不仅要减轻结构质量，而且耍提高其性能。
气凝胶作为高性能的隔热材料，其主要成分是二氧化硅，抽去水分后，再注入二氧化碳气体，这种热绝缘材料比目前在火星探测器上使用的绝缘材料轻50％，在实验室中测到其热导率在25℃只有0.022 W/(m·K)。
由于其中99％的物质都是气体，因此其密度较低，最低可以达到0.002 g/cm3。
3.2 智能型热控涂层智能型热控涂层是指涂层的发射率随温度或其它控制信号变化的特殊热控涂层。
研究表明该项技术能够减少加热功率超过90％，重量减轻超过75％，其技术适用于所有的航天器，尤其是对于能源和质量有更多限制的微小卫星和纳卫星。
美国在三个不同的技术方向上开展研究工作：电变色、静电和微型百叶窗。
电变色是采用在薄膜上加一层聚合物导电层，通过小的电压改变其氧化还原的状态，连续、可逆地改变薄膜材料的光学性质，从而实现对αs或红外热发射率的连续调控。
静电概念是指内表面含有导电涂层、而外表面是白色涂层的薄膜，通过静电的方式改变辐射表面的性质。
微型百叶窗是根据MEMS技术。
其功能类似于传统的百叶窗，所不同的是，其尺寸是微米量级，能够使发射率发生变化，变化可以达到0.4或更多，并能够适应空间环境，以上所有技术均取得良好的进展。
3.3 新型功能型热控材料新型功能型热控材料是指除了能够满足热控需求，在其他方面也发挥某种功能的材料。
由于航天器外表面大部分是热控材料，如热控涂层、多层隔热材料等，在遭到激光或高能粒子束武器袭击和空间碎片撞击时，能否依靠这些材料防止或减轻对航天器的损坏，如某种程度的镜反射材料，既能满足热控的要求，又能够起到一定的防御作用。
4 结语热控材料的性能对于完成航天器热控分系统的任务具有重要的影响。
高性能的导热和隔热材料技术、可变发射率技术、新型功能型热控材料，对未来航天器的热控和总体设计非常重要。
高性能的导热和隔热材料的研究重点是在减轻结构质量的情况下，提高其导热和隔热性能。
在可变发射率技术的未来研究方面，降低智能型热控涂层的αs.、提高其发射率的变化范围、扩展其使用温度范围是智能型热控涂层研究的重点。
参考文献1阂桂荣，郭舜航天器热控制第二版北京：科学出版社．19982何知朱．江经善．新型热控材料器件及应用北京：中国宇航出版社．19883范庆梅等大型通信卫星天线敏感性的热分析验证．见：第七届空间热物理会议文集，20054范含林，黄家荣．载人航天器地面热试验方法研究概述．载人航天，2009(3) 5范含林．舱外航天服热试验方法研究[J]．中国空间科学技术，2009(5)。