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原文传递聚酰亚胺泡沫材料的热物性研究

论文题名：	聚酰亚胺泡沫材料的热物性研究
关键词：	液化天然气船;聚酰亚胺泡沫材料;导热系数;温度变化;压力分布;孔隙结构
摘要：	本论文研究的内容源于新型液化天然气船液货围护系统预先研究，是该课题的一部分，该课题是工信部高科技船舶科研计划的资助项目。　　聚酰亚胺泡沫材料具有密度小、耐低温、绝缘性好、阻燃、无有害气体释放等优点，已开始应用于航天、航空、航海及电子设备领域的维护结构的隔热保温，但该材料的热物性参数,尤其是低温、低压的热物性参数却很匮乏，国家玻璃纤维检测中心对该材料进行了检测，但检测的结果局限在常温、常压状态，显然无法满足航空、航天、海洋探测的高低气压及高低温的需要。本文实验法和理论法两个方面入手，研究聚酰亚胺泡沫材料导热系数与温度、压力、密度之间的关系。　　为了研究温度与聚酰亚胺泡沫材料导热系数之间的关系，以瞬态热线法为基本依据搭建了瞬态热线法实验平台。将该实验平台在常温、常压下的测量结果与国家玻璃纤维检测中心常温常压下的测量结果进行比对，测量误差在3％以内，这说明测量方法是可靠的。本文测量了从常温到-160℃时五种不同密度的硬质聚酰亚胺泡沫材料导热系数的变化情况。测量结果表明随着温度的降低，导热系数也随之降低。这一系列实验为新型LNG船围护结构选材提供了依据。　　为了研究压力与聚酰亚胺泡沫材料导热系数的关系，测量了从常压到5kPa(相当于海拔高度20km的大气平流层的环境压力)时的两种不同密度的软质聚酰亚胺泡沫材料的导热系数。通过实验发现，随着压力的降低，聚酰亚胺的导热系数也降低，且密度小的材料的导热性能受压力变化的影响更加显著。恢复常压后再次测量导热系数，其值较之前减少。这一系列实验为该材料在航空航天上的应用提供了一定的数据。　　采用随机非均匀模型对聚酰亚胺泡沫的导热系数进行了计算。首先通过显微镜观察该材料的孔隙结构特点并由此建立了随机非均匀模型，通过该模型进行了二维以及三维稳态导热计算并分析了密度（即孔隙率）跟导热系数之间的关系。随着密度的增加，孔隙率随之减少，导热系数越来越大。
作者：	辜雅娟
专业：	人机与环境工程
导师：	朱春玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京航空航天大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文