【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于风洞试验的热图模型制备方法。
技术介绍
1、气动热环境测量技术根据测量方式的不同可以划分为接触式点测热技术和非接触式面测热技术。非接触式面测热技术能够在不破坏型面的前提下捕捉全局热流分布，在激波/边界层干扰、激波/激波干扰区等复杂流动区域，具有显著的技术优势和广泛的应用前景。模型制备工艺是磷光热图的关键技术之一，在磷光热图技术中，试验模型需要满足以下条件：
2、(1)在试验有效时间内模型满足一维半无限大假设条件；
3、(2)表面为高反射率的白色表面，增强表面的激发光光强。
4、(3)材料各向同性，且能经受多次吹风载荷
5、为了满足这些条件，目前有以下模型制备方法：
6、(1)直接采用工程陶瓷加工制备表面；
7、(2)在模型表面喷涂陶瓷；
8、这两种处理方法的特点和对比如图1所示。两种表面处理方法都存在不足：
9、(1)陶瓷模型需要单独设计加工，工程陶瓷成本高、加工性差，试验模型的加工成本高达数十万、周期长达3～5个月，并且无法加工具有复杂外形的模型。
10、(2)喷涂陶瓷模型和点测热/测力试验的模型共用仍旧存在一些问题。由于采用陶瓷粉末喷涂+高温表面成型(温度超过200℃)的工艺，模型容易受热变形，并且无法二次喷涂；喷涂陶瓷热扩散系数较高，喷涂厚度较大(超过0.4mm)，对型面有一定改变；喷涂陶瓷表面粗糙，有颗粒感，对流场存在干扰。这些缺陷使得喷涂陶瓷模型的使用受到很大的限制。
11、为了
12、针对热图模型制备的问题，本专利技术通过在金属模型表面喷涂聚合物隔热层制备用于风洞试验的热图模型，包含：
13、(1)作为基材的金属模型，提供模型结构强度；
14、(2)作为涂层材料的聚合物隔热层，提供模型的隔热能力。
15、借助本专利技术所涉及的热图模型制备新方法，解决磷光热图技术中存在热图模型加工周期长、成本高，局限性大的难题，实现了热图模型的快速高质量加工，达到了缩短试验成本和周期、提高数据质量的效果。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种用于风洞试验的热图模型制备方法，解决了热图模型加工周期长、成本高，局限性大的难题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术公开了一种用于风洞试验的热图模型制备方法，包括：
4、按照需求，加工金属模型；
5、配制隔热层涂层材料；
6、在所述金属模型表面喷涂隔热涂层材料；
7、将喷涂隔热涂层材料的金属模型烘干或阴干，使得表面涂层固化；
8、对表面涂层固化后的金属模型进行打磨后成型。
9、进一步地，在上述制备方法中，所述隔热层涂层材料，包括：成膜物质、填料、混合溶剂、固化剂a、固化剂b；其中，成膜物质包括环氧树脂和钛白粉，填料为s io2；混合溶剂为甲苯、丙酮、乙二醇丁醚乙酸酯和丁酮的混合物；固化剂a为改性脂肪胺类固化剂eh-3895l，固化剂b为四乙烯五胺与异丙酮的混合溶液。
10、进一步地，在上述制备方法中，成膜物质的含量为45～50g；填料为1～2g，混合溶剂为42～45ml，固化剂a为18～22g，固化剂b为3～4ml。
11、进一步地，在上述制备方法中，成膜物质中钛白粉含量为环氧树脂含量的25～35％。
12、进一步地，在上述制备方法中，所述混合溶剂的配方为：甲苯，500～700％vo l；丙酮，200～400％vo l；乙二醇丁醚乙酸酯，40～50％vo l；丁酮，50～60％vo l。
13、进一步地，在上述制备方法中，所述固化剂b的配方为：四乙烯五胺和异丙酮的比例为a：b；其中a＝2～4，b＝6～8。
14、进一步地，在上述制备方法中，所述隔热层涂层材料的配制方法为：
15、将成膜物质中的钛白粉和环氧树脂按比例配制；
16、在配制好的成膜物质中加入sio2填料，形成混合物；
17、配制混合溶剂；
18、将配置好后的混合溶剂，加入到所述混合物中，搅拌15～20min，形成混合溶液；
19、配制固化剂b，并和固化剂a按比例加入所述混合溶液中，搅拌12～18min，形成隔热层涂层材料。
20、进一步地，在上述制备方法中，所述在金属模型表面喷涂隔热涂层材料，具体为：
21、设置喷枪的出口气压为3～5atm，喷枪出口为扇面状；
22、设置每次喷涂隔热涂层材料的量小于60g；
23、重复多次喷涂，直到金属模型表面全部被隔热涂层材料覆盖。
24、进一步地，在上述制备方法中，所述将喷涂隔热涂层材料的金属模型烘干或阴干，使得表面涂层固化，具体为：
25、将喷涂隔热涂层材料的金属模型进行烘箱高温烘干或者低温阴干；其中，烘干温度大于75℃；阴干温度为15℃～25℃；
26、涂层固化后形成乳白色光滑表面。
27、进一步地，在上述制备方法中，对表面涂层固化后的金属模型进行打磨后成型，具体为：对表面涂层固化后的金属模型通过细砂纸打磨进一步抛光聚合物隔热层的表面，去除表面的毛刺和模型连接处的凹凸不平。
28、本专利技术相对于现有技术的优点在于：
29、(1)模型制备工艺简单，模型制备周期较陶瓷模型缩短一半，仅为1～2个月。
30、(2)制备成本低，喷涂成本较喷涂陶瓷工艺降低一半以上。
31、(3)模型表面光滑，粗糙度优于ra3.2，高于喷涂陶瓷，达到陶瓷工艺的同等水平，并且能够通过进一步抛光提高到ra1.6。
32、(4)能够制备具有各种复杂型面、尺寸超过1.5米的大尺寸热图模型。
33、(5)涂层可以使用脱漆剂或物理方法去除，并且可以再次喷涂；喷涂后的模型可以快速脱漆后进行其它试验。
34、(6)涂层制备温度从超过200℃降低到75℃及更低。
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1.一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于，包含：
2.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：所述隔热层涂层材料，包括：成膜物质、填料、混合溶剂、固化剂A、固化剂B；其中，成膜物质包括环氧树脂和钛白粉，填料为SiO2；混合溶剂为甲苯、丙酮、乙二醇丁醚乙酸酯和丁酮的混合物；固化剂A为改性脂肪胺类固化剂EH-3895L，固化剂B为四乙烯五胺与异丙酮的混合溶液。
3.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：成膜物质的含量为45～50g；填料为1～2g，混合溶剂为42～45mL，固化剂A为18～22g，固化剂B为3～4mL。
4.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：成膜物质中钛白粉含量为环氧树脂含量的25～35％。
5.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于，所述混合溶剂的配方为：甲苯，500～700％vol；丙酮，200～400％vol；乙二醇丁醚乙酸酯，40～50％vol；丁酮，50～60％vol。
6.如权利2中所
7.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：所述隔热层涂层材料的配制方法为：
8.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：所述在金属模型表面喷涂隔热涂层材料，具体为：
9.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：所述将喷涂隔热涂层材料的金属模型烘干或阴干，使得表面涂层固化，具体为：
10.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：对表面涂层固化后的金属模型进行打磨后成型，具体为：对表面涂层固化后的金属模型通过细砂纸打磨进一步抛光聚合物隔热层的表面，去除表面的毛刺和模型连接处的凹凸不平。
...【技术特征摘要】
1.一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于，包含：
2.如权利1中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：所述隔热层涂层材料，包括：成膜物质、填料、混合溶剂、固化剂a、固化剂b；其中，成膜物质包括环氧树脂和钛白粉，填料为sio2；混合溶剂为甲苯、丙酮、乙二醇丁醚乙酸酯和丁酮的混合物；固化剂a为改性脂肪胺类固化剂eh-3895l，固化剂b为四乙烯五胺与异丙酮的混合溶液。
3.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：成膜物质的含量为45～50g；填料为1～2g，混合溶剂为42～45ml，固化剂a为18～22g，固化剂b为3～4ml。
4.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于：成膜物质中钛白粉含量为环氧树脂含量的25～35％。
5.如权利2中所述的一种用于风洞试验的热图模型制备方法，其特征在于，所述混合溶剂的配方为：甲苯，500～700％vol；丙酮，200...
【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，贾广森，姚大鹏，易翔宇，沙心国，田力，郭宏岐，梁浩天，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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