航空领域的“耐寒考验”：超低温试验箱的应用

    航空航天事业的蓬勃发展对航空材料提出了严苛的性能要求。在超低温环境下，飞行器面临诸如结构脆化、材料性能劣化等诸多风险，因此模拟低温条件对航空材料进行测试很重要。超低温试验箱凭借其能迅速达到极低温度的特性，成为航空材料耐寒性能研究不可或缺的工具。

01制冷原理

    制冷原理超低温试验箱利用液氮的相变特性实现制冷。液氮在标准大气压下沸点极低，约为 - 190℃。当液氮从储存容器被引入试验箱时，由于试验箱内部温度高于液氮沸点，液氮迅速吸收热量并汽化成氮气。这个相变过程需要大量吸热，从而高效地降低试验箱内的温度。通过控制液氮的流量，可调节箱内的低温环境，满足不同航空材料测试对温度的需求。

    超低温试验箱箱门配备特制的密封胶条和锁闭装置，确保气密隔热效果，在试验过程中避免因冷量泄漏导致温度波动，保障测试环境的稳定性。

02应用领域

一、材料性能测试

1.金属材料：航空发动机的叶片、机身框架等部件多采用高性能金属材料。超低温试验箱能够模拟低温环境，例如，在 -190℃左右的超低温下，检测金属材料的韧性和强度变化。许多金属在低温下会出现韧性下降的情况，即所谓的冷脆现象。

2.复合材料：现代航空航天飞行器大量使用复合材料。这些材料在低温下的性能变化对飞行器的性能很重要。超低温试验箱可以模拟高空的低温环境，测试复合材料的热膨胀系数、层间剪切强度等性能。在低温下，复合材料的热膨胀系数减小，不同材料层之间可能会由于收缩程度不同而产生内应力，通过试验箱模拟低温环境，能够检测复合材料是否会因此出现分层、开裂等问题。

二、发动机性能测试

    航空发动机是飞机的重要部件，其性能在低温环境下会受到显著影响。通过在超低温环境下对发动机进行测试，可以优化发动机的启动程序等参数，提高发动机在低温环境下的可靠性和性能。