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基于蒸气腔集热座的陶瓷芯环路热管研究

环路热管；陶瓷芯；毛细力；渗透率；传热极限；寄生漏热

环路热管具有传热能力强、控温精度高、传输距离远等优点，广泛应用于航天器热控制领域。毛细芯作为环路热管的核心部件，是该领域的研究重点。本文以Si₃N₄棒状晶体开放式网络结构为骨架，制备了一种亚微米级孔径的陶瓷毛细芯。在渗透率未大幅下降的条件下，陶瓷芯的毛细力达到181 kPa，比镍金属芯提升129%。同时，陶瓷芯的热导率低于镍金属芯，有效抑制了寄生漏热。本文提出并研制了基于蒸气腔的环路热管集热座，集热性能和重量远优于纯铝集热座。经测试，基于蒸气腔集热座的陶瓷芯环路热管传热极限达到400 W（传热距离10 m，管路内径2 mm），相比镍金属芯环路热管提升100%，重量（不含管路和冷凝器）比纯铝集热座镍金属芯环路热管减少26%，综合性能优于公开报道的同类产品。