열전도분석기는 초고온 단열 세라믹과 복합재료 분야의 응용에서 기술 적합성, 재료 특성과 측정 환경의 세 가지 도전에 직면하여 다학제 협동 돌파를 통해 정확한 검측을 실현해야 한다.

기술적 적합성 문제

ZrC, HfC 기반 복합재료와 같은 초고온 재료의 열전도 계수 범위는 (0.1-20W/m·K) 넓기 때문에 전통적인 단일 기술로는 전체 거리를 커버하기 어렵다.레이저 섬광법 (LFA) 은 중고열전도 재료에 적용되지만 산화알루미늄 섬유 증강체와 같은 저열전도 세라믹을 측정할 때 열복사 방해에 취약합니다.열선법은 3D 프린팅 다공성 세라믹과 같은 분말 또는 고르지 않은 재료의 접촉 안정성에 대한 요구가 높아 데이터 파동이 15% 를 초과합니다.또한 기존 설비의 온도 상한선은 일반적으로 1800 ℃ 보다 낮지만 초고온 세라믹은 2000 ℃ 이상에서 취역할 때 고온에 견디는 센서와 진공/불활성 가스 복합 테스트 캡슐을 개발하여 재료 산화가 측정 결과에 대한 방해를 피해야 한다.

재료 특성 문제

초고온 도자기의 각방향 이성 열전도 특성이 현저하다.예를 들어, 탄소 섬유 강화 SiC 복합 재료는 섬유 방향을 따라 80W/m·K, 수직 방향은 15W/m·K에 불과하며, 전통적인 1차원 측정 방법으로는 3차원 열 흐름 분포를 포착할 수 없다.이와 동시에 재료중의 미세한 균열, 공극 등 결함은 국부적인 열저항돌연변이를 유발하여 안정법의 측정오차가 20% 를 초과하게 된다.경도 기능 재료 (예: 금속-세라믹 층상 복합 구조) 에 대해서는 적외선 열화상과 유한원 시뮬레이션을 결합하여 동적 열전도 모델을 구축하여 경계 효과를 수정해야 한다.

환경 문제 측정

초고온 테스트에서 재료와 센서의 고온 상호작용은 접촉 열저항을 바꿀 수 있다.예를 들어, 백금 로듐 열전지는 1600 ℃ 이상에서 연변이 발생하여 접촉 압력이 감소하여 열흐름법 측정치를 낮게 만든다.또한 공기로 테스트와 같은 산화 환경은 재료 표면에 유리 상태의 산화층을 형성하는데, 그 열전도 계수와 기체의 차이가 3배 이상에 달하므로 제자리 X선 연사를 통해 산화층의 두께를 분석하고,"성분-구조-열전도"동태 관련 모델을 구축해야 한다.현재, 아크 가열 등 이격원 테스트 에너지 부분만 극초음속 기류 중의 열 충격을 시뮬레이션할 수 있지만, 설비 원가가 천만 위안을 초과하여 그 공정화 응용을 제한하고 있다.