1.一種用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件,其特征在于:所述蓄換熱器件為圓形片狀結(jié)構(gòu),是由外側(cè)面的合金環(huán)和緊密嵌于合金環(huán)內(nèi)的泡沫材料組成;所述泡沫材料是由泡沫鎳依次經(jīng)滲鋁和預(yù)氧化后獲得,泡沫鎳經(jīng)滲鋁后其中鋁的重量百分含量為12~38%;所述合金環(huán)的壁厚為0.1~1mm,合金環(huán)是由環(huán)狀鎳基高溫合金經(jīng)滲鋁然后預(yù)氧化獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件,其特征在于:所述泡沫材料由相互連通的薄壁棱管形成的三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu),其孔隙相互連通、分布均勻,孔隙率為50~95%,孔密度為40~100PPI。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件,其特征在于:所述泡沫鎳和環(huán)狀鎳基高溫合金滲鋁后在表面形成NiAl層,預(yù)氧化時(shí)鋁會(huì)優(yōu)先氧化,在器件表面形成均勻的α-Al2O3膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件,其特征在于:所述蓄換熱器件用于航天飛行器姿、軌控?zé)o毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)熱控設(shè)施中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件的制備方法,其特征在于:該方法首先將泡沫鎳加工為所需規(guī)格的圓片,置于環(huán)狀鎳基高溫合金內(nèi);然后將泡沫鎳圓片與環(huán)狀鎳基高溫合金同時(shí)用氣相滲鋁法滲鋁,再經(jīng)預(yù)氧化后獲得所述蓄換熱器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件的制備方法,其特征在于:所述泡沫鎳由聚氨酯泡沫經(jīng)過導(dǎo)電化處理、電鍍和還原燒結(jié)制成;根據(jù)無毒空間發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸、蓄換熱性能、流阻性能和力學(xué)性能要求,確定所需泡沫鎳的規(guī)格,包括孔密度、體密度、直徑和厚度;其中:所述蓄換熱器件的直徑等于制備時(shí)所用環(huán)狀鎳基高溫合金的外徑,制備時(shí)選擇的泡沫鎳圓片的直徑為環(huán)狀鎳基高溫合金內(nèi)徑的92-98%;環(huán)狀鎳基高溫合金和泡沫鎳圓片經(jīng)氣相滲鋁法滲鋁后,泡沫鎳圓片宏觀體積膨脹,再經(jīng)預(yù)氧化后,所得蓄換熱器件的泡沫材料與其外側(cè)面的合金環(huán)緊密結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件的制備方法,其特征在于:所述氣相滲鋁法在管式高溫爐中進(jìn)行,氣相滲鋁過程中:溫度850~1100℃,保溫時(shí)間20~60min;滲劑由鋁鎳合金粉和氯化銨混合后并經(jīng)充分研磨而成;滲劑中的鋁鎳合金粉和氯化銨的重量比例為(88~96):(4~12),鋁鎳合金粉中鋁的重量百分含量為50-60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件的制備方法,其特征在于:所述氣相滲鋁過程中,將滲劑和樣品分別置于帶蓋剛玉坩堝中,然后將坩堝置于管式爐內(nèi);利用機(jī)械泵抽真空,去除管式爐及管路內(nèi)的空氣,再通入流動(dòng)氬氣,進(jìn)行加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于無毒空間單組元發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄換熱器件的制備方法,其特征在于:所述預(yù)氧化在馬弗爐中進(jìn)行,將滲鋁后的樣品置于剛玉坩堝中,然后放入加熱到1100℃的馬弗爐中,氧化1小時(shí)后取出,空冷至室溫。