用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件及其制备方法与流程

文档序号:12783240阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件,其特征在于:所述蓄换热器件为圆形片状结构,是由外侧面的合金环和紧密嵌于合金环内的泡沫材料组成;所述泡沫材料是由泡沫镍依次经渗铝和预氧化后获得,泡沫镍经渗铝后其中铝的重量百分含量为12~38%;所述合金环的壁厚为0.1~1mm,合金环是由环状镍基高温合金经渗铝然后预氧化获得。

2.根据权利要求1所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件,其特征在于:所述泡沫材料由相互连通的薄壁棱管形成的三维网状多孔结构,其孔隙相互连通、分布均匀,孔隙率为50~95%,孔密度为40~100PPI。

3.根据权利要求1所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件,其特征在于:所述泡沫镍和环状镍基高温合金渗铝后在表面形成NiAl层,预氧化时铝会优先氧化,在器件表面形成均匀的α-Al2O3膜。

4.根据权利要求1所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件,其特征在于:所述蓄换热器件用于航天飞行器姿、轨控无毒空间单组元发动机热控设施中。

5.根据权利要求1-4任一所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件的制备方法,其特征在于:该方法首先将泡沫镍加工为所需规格的圆片,置于环状镍基高温合金内;然后将泡沫镍圆片与环状镍基高温合金同时用气相渗铝法渗铝,再经预氧化后获得所述蓄换热器件。

6.根据权利要求5所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件的制备方法,其特征在于:所述泡沫镍由聚氨酯泡沫经过导电化处理、电镀和还原烧结制成;根据无毒空间发动机的尺寸、蓄换热性能、流阻性能和力学性能要求,确定所需泡沫镍的规格,包括孔密度、体密度、直径和厚度;其中:所述蓄换热器件的直径等于制备时所用环状镍基高温合金的外径,制备时选择的泡沫镍圆片的直径为环状镍基高温合金内径的92-98%;环状镍基高温合金和泡沫镍圆片经气相渗铝法渗铝后,泡沫镍圆片宏观体积膨胀,再经预氧化后,所得蓄换热器件的泡沫材料与其外侧面的合金环紧密结合。

7.根据权利要求5所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件的制备方法,其特征在于:所述气相渗铝法在管式高温炉中进行,气相渗铝过程中:温度850~1100℃,保温时间20~60min;渗剂由铝镍合金粉和氯化铵混合后并经充分研磨而成;渗剂中的铝镍合金粉和氯化铵的重量比例为(88~96):(4~12),铝镍合金粉中铝的重量百分含量为50-60%。

8.根据权利要求7所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件的制备方法,其特征在于:所述气相渗铝过程中,将渗剂和样品分别置于带盖刚玉坩埚中,然后将坩埚置于管式炉内;利用机械泵抽真空,去除管式炉及管路内的空气,再通入流动氩气,进行加热。

9.根据权利要求5所述的用于无毒空间单组元发动机的蓄换热器件的制备方法,其特征在于:所述预氧化在马弗炉中进行,将渗铝后的样品置于刚玉坩埚中,然后放入加热到1100℃的马弗炉中,氧化1小时后取出,空冷至室温。

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