石友安，桂业伟，杜雁霞，曾 磊，钱炜祺

（中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳 621000）

0 引 言

两种相互接触的固体材料的交界面，由于表面粗糙度的存在，微观上会呈现出“非一致接触”。当热流从一种材料经过界面向另一种传递时，由于“非一致接触”的存在，传热方式将发生变化：导热部分的热流将向接触点处收缩，空穴内的气体会带来对流传热，高温情况下，非接触的壁面还会发生辐射换热。这些变化都将对热量的传递形成一种阻碍作用，表现为界面附近的温度分布明显的降低，如图1所示。表征界面因非一致接触而产生的阻碍热流传递作用的物理量称为接触热阻［1］，数学定义式为：Rc＝ΔT／q。

相变材料热控系统是航天器及空间飞行器常用的一种热控系统。在封装过程中，由于材料凝固时的体积变化将导致相变材料与容器壁面之间形成非一致接触，从而产生接触热阻。对于高温条件下的热控系统而言，接触热阻的存在，在一定程度上降低了传热效率，容易产生局部高温，引发局部热应力，甚至带来局部破坏［2］。接触热阻已逐渐成为高温条件下热量精确控制的一项瓶颈因素。图2显示了在不考虑接触热阻情况下，以正二十八烷为相变材料的热控装置的计算与实验吸热融化过程相界面运动速度的比较。

图1 微观视角下的界面传热方式Fig.1 Heat transfer in interface between solids in microscopic view

由于接触界面处传热机理复杂、影响因素众多，譬如接触压力、界面温度等，且相变材料与容器之间的接触热阻又与材料凝固过程晶体的形成和生长特性密切相关，现有的理论计算方法大多过于简化，无法直接应用于工程实际。……