什么是钨铜发汗航空材料？
钨铜发汗航空材料是一类在极端高热通量环境下使用的主动冷却高温复合材料，以钨（W）为高温骨架、铜（Cu）为可蒸发冷却剂，通过材料内部的微孔结构使铜在高温下“渗出–蒸发–吸热”，从而保护航天装备免受烧蚀。这种材料常被应用在火箭发动机喷管喉衬、超燃冲压发动机、等离子体喷口、电推进喷嘴等。
钨铜发汗航空材料工作原理
钨铜发汗航空材料（W–Cu transpiration cooling material）是一种多孔钨基体+铜冶炼浸渗+受控蒸发散热的复合材料：
钨铜发汗航空材料结构与工作原理
骨架：钨（W）
功能：承受1200–3200°C高温、保持结构不熔化、抗烧蚀
冷却剂：铜（Cu）
功能：受热后从孔隙“发汗”蒸发，通过汽化潜热吸热降温
工作过程
高温区温度上升（>1100°C），铜受热融化并沿多孔钨基体流向表面，从表面“发汗”蒸发，蒸发吸取大量热量（约4.73×10⁶ J/kg），形成冷却膜–携带热量并阻挡气流烧蚀，其结果使材料表面温度可降低500–1200°C，寿命提升3–10倍。
钨铜发汗航空材料为什么使用钨基体？
| 钨的特点 | 价值 |
| 熔点 3420°C | 不会因燃烧温度超过铜的熔点而失效 |
| 高硬度、高强度 | 在高速炽热气流冲刷下不塌陷 |
| 低蒸气压 | 不发生大规模材料蒸发损失 |
| 热膨胀低 | 保持孔结构稳定，不堵塞 |
为什么钨铜发汗航空材料铜能“发汗”？
铜具有较低熔点（1083°C）和较高汽化潜热（4.73 MJ/kg），非常适合作为蒸发冷却剂。当喷管温度达到 1100–2600°C 时，铜的蒸发吸热量足以大幅降低材料温度，形成立体冷却保护。冷却效果及基本如下：
| 参数 | 值 |
| 表面降温 | 500–1200°C |
| 热流设计范围 | 12–30 MW/m² |
| 寿命延长 | 3–10 倍 |
| 烧蚀降低 | 约 40–80% |
钨铜发汗航空材料典型化学组成和结构
钨铜发汗航空材料与传统耐高温材料比较
钨铜发汗航空材料的主要应用场景
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