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在地面上用磁性液体制造流体的超重、失重和微重力环境

0 引言微重力环境对固体结构影响不大,但对流体行为影响很大,制造流体的微重力环境是微重力科学的重要基础工作。目前人们利用落井、落塔、落管、飞机、火箭等获得微重力环境,其微重力实验时间很短,仅10s左右,很难满足一般的实验要求;利用卫星、航天飞机等绕地球飞行的航天器可获得长时间的微重力环境,但投资高,风险大,远没有地面上方便;有人试做了用超强磁场使玻璃晶体悬浮,再用激光使玻璃晶体熔化而制造流体微重力环境的实验,这需要超导电磁体和复杂的设备才能产生这样的超强磁场。显然获得流体微重力环境难度很大[1]。由于人类至今还未发现居里温度高过熔点的材料,所以单纯的流体材料都是弱磁性的。磁性液体是直径10(nm)左右的固体磁性微粒包裹一层表面活性剂分子后均匀地分散在水、油、脂或液态金属等载液中形成的稳定的胶体溶液,磁性液体既具有铁磁体的强磁性,又有一般液体的流动性[2]。所以利用磁性液体的强磁性和流动性在普通磁场强度下制造流体的微重力环境值得研...  (本文共4页) 阅读全文>>

《玻璃》2001年02期
玻璃

微重力环境下玻璃的熔化技术

1概述 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,因此,人类一方面从大自然中选择天然物质进行加工、改造、获得适用材料。另一方面不断研制新材料来满足生产和生活的需要。玻璃材料也和其它材料一样,正随着科学技术的日新月异而迅速发展。从玻璃材料的化学成分、熔化环境、熔化装置、直至玻璃成品的用途开发等诸多方面都得到了新的突破。特别是象美国、日本等发达国家已将玻璃的熔化实验由陆地推向了宇宙,并取得了具有一定价值的实验数据,为进行玻璃新材料的开发研制打下了基础。本文在参考有关文献的基础上,拟对微重力环境下玻璃的熔化技术进行简要介绍。微重力或低重力或无重力,故名思义就是受地心引力很小或失去重力。这种现象正如人们所熟悉的宇宙飞行员在太空舱内或在月球表面移动时那种飘忽不定的状态。这种环境与地球表面受正常地心引力相比具有如下特征:即玻璃熔体能够悬浮在空间;没有热的对流;没有比重差造成的浮力;没有静压力等。利用这些特征,可以研制出在普通熔化环境条件下难以获得...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 《玻璃》2001年02期
《国外空间动态》1987年10期
国外空间动态

西德利用气球进行微重力实验

西德的OHB装置公司研制了使用气球进行廉价微重力实验的装置“MIKROBA2”。计划由气球搭载该实验装置,把落体吊到巡O一45公里高度后投放它,产生10~“G的微重力,在此状态下持续约60秒。预定1988年开始运行。该项工作已在1986年5月由稍小一些的“从IKROBAI”微重力实验装置进行了实际投放试验。已确认可获得十分稳定的微重力状态。 这一开发计划是从西德研究技术部 (BMFT)和西德航空航天研究所(DFVL-R)两处获得资金,OHB装置公司承担开发任务,和西德的另一实验组织英托空间公司一样,成为商业基地的利用窗口。 “M工KROBAZ”的落体是一个头部为圆锥形,外形像小型火箭似的东西,为了加强稳定性能在尾部装有4只直尾翅。在中央直径为42厘米,长为2米的这一部位,可搭载200公斤的实验装置。其大小是根据小型火箭上的实验装置“德克萨斯”和使用在航天飞机上的简易空间实验装置外部载荷架上的独立实:验是装芯置(GAS)等鉴通盘考...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国空间科学技术》1988年06期
中国空间科学技术

微重力流体科学空间实验的分析和设想

一、nlJ两 微重力空间实验最早开始的是苏联和美国。1969年苏联在“联盟号”飞船上,1971年美国在“阿波罗”飞船上进行了这类实验。以后,苏联发射了七艘“礼炮号”系列空间站,1986年发射了他们的第三代空间站“和平号”。1973年美国发射了天空实验室,迸行了28项实验;1976年开始发射一系列S尸AI之(S工):ecJ〕:oeessin毯八pplieations Ro。ket)探空火箭进行微重力科学实验研究。1975年美国“阿波罗”飞船和苏联的“联盟号”飞船联合飞行,进行了13项微重力实验。从1981年生月开始到1986年1月“挑战者号”航天飞机失事止,共进行了25次航天飞机试验飞行。在这2理次飞行中利用航天飞机的中间舱,外部载荷的独立实验装置,欧空局和西德合作的空间实验及各种实验平台共进行了千余项微重力科学实验。欧空局从19了7年开始利用西德TEXUS探空火箭进行材料科学和生物学方面研究的空间实验站约110项,1983年开始...  (本文共8页) 阅读全文>>

《材料导报》1988年16期
材料导报

微重力下复合材料的制备

由粒子、纤维强化(功能强化和力学强化).的复合材料往往具有特殊的物理和机械性能。在地面,人们研究了很多种制备这种材料的技术,并且制造出一些性能优良、具有工业推广价值的复合材料。但是,由于重力的影响,在熔融状态下,复合材料中的多相组元很难形成均匀的分布,即使用某些待殊的方法得到了均匀的分布,随着大密度组元的沉淀和小岔度组元的上浮,这种均匀分布将很快消失而不能保持到凝固结束。另外,地面制造的纤维强化复台材料具有各向异性的缺点。因此,在地面制造各组元均匀分布、性能优良且各向同性的复合材料是十分困难的,甚至可以说是不可能的‘这就激励人们面向太空,在微重力环境中寻求解决问题的途径。‘.“ 在微重力环境下,童力导致的陋分彝 润湿行为 合格的复合材料必须具备两个条件:①纤维或粒子与基体结合牢固;②纤维或粒子在基体中分布均匀。 在微重力环境下制造复合材料,是通过赓融状悉的基体凝固来实现的‘因此,纤维.斌粒子与基体的结合强度取决于二相间的i闰及热...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理》1989年01期
物理

微重力科学和应用

在地球人气G以外的空.司中,有许多地球上难以获得或无法获得的环境,例如极大的典型尺度,极高的真空抽吸率,丰富的粒子和波辐射,多种多样的电场和磁场位形,极低的有效重力等等.在这些极端条件下,包含着大量有待探索的物理、化学和生物科学的规律,并由此形成一批前沿学科.这些新兴学科的发展除具有用’论的重要性外,又往往孕育着新型的空间高技术产业.微重力科学正是空间科学中篷勃发展的新领域,它研究在微重力环境中的物山川〕运祈规律,特别是传质、传热、物理化学以及电磁作用规律.微重力科学的发展正在促进空间材料加工产业的形成. 一、微重力科学的环境条件 地球表面以外的物体受到地球的重力与该物体距地心距离的平方成反比.所以,距地球表面石处的重力g与地球表面重力g。的比为 g/g。一rZ/(r。+ a)’,其中 r。一6378km为地球半径.为了在地面或地球附近的空问获得“失重”状态,就必须通过运动或者外加的体积力造成与重力相平衡的局部力学系统.在这个局...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1989年01期