金屬陶瓷涂層電弧試驗涂層厚度截面分析顯微鏡
電弧試驗
等離子體環境（電弧噴射）通常用來模擬高超聲速飛行及在行星進入
條件下表現出熱防護材料的性能。熱通量與停滯溫度及壓力是依賴于飛行
軌道的，而且理解這些飛行進入概念（雙曲線進入、大氣俘獲或從軌道上
進入）之間的關系是極其重要的。同時要注意到，不是所有的參數都能被
模擬和匕行試驗的。每套電弧噴射設備提供了不同的條件和不同的結果。
主張通過在不同條件下進行電弧試驗來明確材料的性能機理，然后依靠數
學模型來預測給定環境下的材料行為。他還提供了一份詳細解釋關于在等
離子體環境、輻射環境和燃燒環境下試驗的差異。
輻射燈設備提供低熱通量并能適應大樣本，而且在邊界層相互作用可
以忽略不計的地方很實用。高能連續激光可以產生高熱通量，但考慮在邊
界層的化學反應，這在燒蝕材料產生分裂的確定條件下很適用。燃燒設備
對于研究燃燒環境非常有用。這些設施排m的氣體用來進行熱曝光，研究其
化學成分，但僅限于低溫和低焓條件下。每個可用的電弧噴射設備提供了
獨特的環境來模擬大范同的溫度、焓和壓力條件，包括產生足夠的高溫來
研究邊界層的化學反應。然而，對于給定的飛行應用程序，很少可以提供
所有需要用于材料選擇的參數。因此，為了能更為明確在預期條件下材料
的性能，有必要發展數學模型。
冷卻概念
當機翼前緣的曲率半徑變小時，熱負荷就會急劇增長。因此在航天匕
機上，會采用鈍化的機翼前緣。但對于高超聲速匕行器而言，由于其要在
大7 C層內進行巡航和加速，所以設想采用窄、“尖”的機翼前緣，這必然
會顯著增加對前緣候選材料的熱要求。目前正在采取一些方法來適應較高
的熱負荷，包括冷卻概念和研發新型具有更高熱通量的材料。
到目前為止，敘述的TPS方法都是被動地將熱區域與冷卻器子結構相互
隔絕。而主動冷卻概念將冷卻通道結合在一起．這樣就能使主動注入的冷
卻劑在CMC前緣內部流動（圖11）。另一個建議是通過使用一系列的熱交換
器使碳氫燃料流動，f而該熱交換器使用催化金屬陶瓷涂層
