CN105181476A - 一种防热材料高温疲劳性能测试的方法及装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种防热材料高温疲劳性能测试的方法及装置。其中，防热材料高温疲劳性能测试的方法包括：根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流，并给防热材料施加测试交流电流；将防热材料置于电磁场内，在不同的磁场强度下将标距段加热至服役温度；针对任一磁场强度，获取标距段中心部位在测试过程中的温度历程数据以及变形值历程曲线，确定防热材料的高温疲劳性能。根据本发明，避免了采用复杂的高温加载夹头设计，且在磁场强度不变、电流不变条件下，标距段的温度和应力场分布均匀，此外，通过调节电流大小和磁场大小，可快速便捷地进行防热材料的高温疲劳性能测试。

Description

一种防热材料高温疲劳性能测试的方法及装置

技术领域

本发明涉及分析及测量控制领域，尤其涉及一种防热材料高温疲劳测试的方法及装置。

背景技术

航空航天技术的不断发展使得高超声速飞行器成为现阶段各国发展的重点。突破“热障”是发展高超声速飞行器必须首先突破的关键技术问题。为使高超声速飞行器具有更好的气动外形，进而提高其可操作性能和机动性能，未来的高超声速飞行器要求建立以非烧蚀或者低烧蚀防热结构和材料为主的热防护系统，达到减小因烧蚀退化引起的飞行器气动性能下降，满足较长时间服役要求。同时基于飞行器热防护结构的维护和成本考虑，防热材料朝着多次可重复使用方向发展，这对高温环境防/隔热材料的耐温极限、烧蚀、热冲击，高温疲劳等性能提出了苛刻的要求。

在实际服役环境下，防热材料的温度和应力大小随着时间发生改变，因此防热材料存在高温疲劳问题，高温疲劳性能准确表征防热材料在服役过程中的可重复使用性能。高温力学性能试验相比常温静力试验复杂，高温疲劳性能试验则更为复杂，其难点在于高温下疲劳测试力的加载装置。现有技术中，针对防热材料的高温疲劳性能测试存在以下几个难点：

1.实验过程中通过辐射加热防热材料难以达到超高温条件(大于1800℃)；

2.超高温条件下的加载夹头一般采用水冷高温合金加载夹头，设计复杂，费用昂贵，且仅针对特定外形的防热材料；

3.超高温条件下均匀应力场难以构造；

4.长时间高温疲劳测试对设备防热和能耗要求较高。

因此，现有技术中存在对温度和应力场均匀、成本低、且能在较短时间内和较小能耗下完成防热材料高温疲劳性能测试的技术的需要。

发明内容

本发明的实施例提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的方法及装置，能构造相对均匀的温度和应力场，在较短时间和较小能耗条件下完成防热材料的高温疲劳性能测试。

根据本发明的一个方面，提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的方法，包括：

S1、根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流，并给所述防热材料施加所述测试交流电流；所述防热材料具有导电性，包括：标距段，以及位于所述标距段两端的端部；所述防热材料为对称结构，所述端部的截面积大于所述标距段的截面积；所述标距段的长度大于所述端部的长度，所述长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸；

S2、给所述防热材料施加电磁场，在不同的磁场强度下将所述标距段加热至所述服役温度；

S3、针对任一磁场强度，获取所述标距段中心部位在测试过程中的温度历程数据以及变形值历程曲线，确定所述防热材料的高温疲劳性能。

优选地，防热材料的轴向方向与所述电磁场的磁场方向垂直。

优选地，步骤S1中，所述端部为：圆柱体结构，或球体结构，或横截面为多边形的柱体结构，或横截面为多边形的椎体结构；所述标距段为：圆柱体结构，或长方体结构。

优选地，步骤S1中，所述端部和标距段均为长方体结构；

所述端部的宽度与所述标距段的宽度相等，所述端部的高度大于所述标距段的高度；

所述宽度是指所述防热材料沿所述磁场方向的尺寸，所述高度是指所述防热材料沿垂直于所述磁场方向和所述防热材料的轴向方向的尺寸。

优选地，步骤S1中，根据防热材料的尺寸以及服役温度，按照公式1确定所述测试交流电流：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

优选地，在步骤S1之前，所述方法进一步包括：将所述防热材料固定在所述电磁场内。

优选地，防热材料的两端通过夹具固定在所述电磁场内，所述防热材料一端的夹具固定在所述电磁场内的某一位置，所述防热材料另一端的夹具与所述防热材料固定连接并且可以沿着所述防热材料的轴向方向移动。

优选地，步骤S2中，由磁场发生器产生电磁场；若在磁场发生器产生的最大磁场强度下所述防热材料仍无法加热至所述服役温度，则根据所述最大磁场强度调整所述测试交流电流，并根据所述测试交流电流以及所述服役温度调整所述防热材料的尺寸。

优选地，在步骤S1之前，所述方法进一步包括：若所述防热材料的服役环境为真空环境，则在真空条件下进行高温疲劳性能测试。

优选地，步骤S2中，所述标距段的单位长度的电磁力F为：

F＝I_x×B_y公式2

所述标距段的最大应力σ_max为：

${\mathrm{\σ}}_{max}=\frac{27}{64}\frac{L^2}{{\mathrm{Bt}}^2}{I}_x{B}_y$ 公式3

式中，L表示标距段的长度，B表示防热材料的宽度，t表示标距段的最小高度，单位为：m；I_x表示测试交流电流，单位为：A；B_y表示磁场强度，单位为：T。

根据本发明的另一个方面，提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的装置，包括：测试舱体、固定单元、交流电源、磁场发生器、温度检测单元、变形检测单元，以及数据处理单元，其中，

所述测试舱体，用于提供测试环境，并将测试环境与外界环境隔离开；

所述磁场发生器，用于在所述测试舱体内产生电磁场；

所述固定单元，用于将防热材料固定在测试舱体内的电磁场内；

所述交流电源，与防热材料的两个端部连接，用于给防热材料施加交流电；所述防热材料具有导电性，包括：标距段，以及位于所述标距段两端的端部；所述防热材料为对称结构，所述端部的截面积大于所述标距段的截面积；所述标距段的长度大于所述端部的长度，所述长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸；

温度检测单元，设置于所述测试舱体内，用于实时检测所述标距段中心部位在测试过程中的温度数据，并传输给数据处理单元；

变形检测单元，设置于所述测试舱体内，用于实时检测所述标距段中心部位在测试过程中的变形值数据，并传输给数据处理单元；

数据处理单元，用于接收所述温度数据和所述变形值数据，分析获取所述防热材料的高温疲劳性能。

优选地，防热材料的轴向方向与所述电磁场的磁场方向垂直。

优选地，端部为：圆柱体结构，或球体结构，或横截面为多边形的柱体结构，或横截面为多边形的椎体结构；所述标距段为：圆柱体结构，或长方体结构。

优选地，端部和标距段均为长方体结构；

所述端部的宽度与所述标距段的宽度相等，所述端部的高度大于所述标距段的高度；

所述宽度是指所述防热材料沿所述磁场方向的尺寸，所述高度是指所述防热材料沿垂直于所述磁场方向和所述防热材料的轴向方向的尺寸。

优选地，防热材料的尺寸与防热材料的服役温度以及测试交流电流的关系为：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

优选地，固定单元包括分别与所述防热材料的两端固定连接的夹具，所述防热材料一端的夹具固定在所述电磁场内的某一位置，所述防热材料另一端的夹具与所述防热材料固定连接并且可以沿着所述防热材料的轴向方向移动。

优选地，测试舱体为真空环境。

优选地，温度检测单元为非接触双比色高温计，且与所述防热材料不接触。

优选地，变形检测单元为激光引伸计，且与所述防热材料不接触。

本发明实施例的防热材料高温疲劳性能测试的方法，包括：根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流，并给防热材料施加测试交流电流；将防热材料置于电磁场内，在不同的磁场强度下将标距段加热至服役温度；针对任一磁场强度，获取标距段的中心部位在测试过程中的温度历程数据以及变形值历程曲线，确定防热材料的高温疲劳性能。本发明的防热材料高温疲劳性能测试的方法，通过将防热材料加工成端部截面积大、标距段截面积小的轴对称结构并对被施加交流电的标距段施加均匀的稳恒强磁场，避免了采用复杂的高温加载夹头设计，且在磁场强度不变、电流不变条件下，标距段的温度和应力场分布均匀，此外，通过调节电流大小和磁场大小，可快速便捷地进行防热材料的高温疲劳性能测试。本发明还提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的装置，并能带来上述方法所能带来的所有有益效果。

附图说明

图1为根据本发明的防热材料高温疲劳性能测试的方法的流程图；

图2为根据本发明的防热材料高温疲劳性能测试的装置的示意图；

图3为根据本发明的防热材料的主视图；

图4为根据本发明的防热材料的左视图；

图5为根据本发明的防热材料的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本发明通过通过将防热材料加工成端部截面积大、标距段截面积小的对称结构并对被施加交流电的标距段施加均匀的稳恒强磁场，避免了采用复杂的高温加载夹头设计，且在磁场强度不变、电流不变条件下，标距段的磁场力分布均匀。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。本发明中，防热材料高温疲劳性能测试的装置采用如图2所示的结构。即，包括：测试舱体8、固定单元2、交流电源3、磁场发生器(图中未示出)、温度检测单元5、变形检测单元6，以及数据处理单元7。

根据本发明的防热材料1具有导电性，包括：标距段，以及位于标距段两端的端部；防热材料1为对称结构，端部的截面积大于标距段的截面积，标距段的长度大于端部的长度。本发明中，防热材料1的宽度是指防热材料沿所述磁场方向的尺寸，高度是指防热材料沿垂直于磁场方向和防热材料的轴向方向的尺寸，长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸。本发明中，在通电情况下防热材料1标距段的电流密度大、端部的电流密度小，从而形成温度和应力均匀的高温标距段。优选地，端部为：圆柱体结构，或球体结构，或横截面为多边形的柱体结构，或横截面为多边形的椎体结构；标距段为：圆柱体结构，或长方体结构。进一步优选地，端部和标距段均为长方体结构；端部的宽度与标距段的宽度相等，端部的高度大于标距段的高度；图3示出了根据本发明的防热材料的主视图，图4示出了根据本发明的防热材料的左视图，图5示出了根据本发明的防热材料的俯视图，图中，B表示防热材料的宽度，即标距段和端部的宽度，b表示端部的长度，L表示标距段的长度，h表示端部的高度，t表示标距段的高度。

将防热材料1置于电磁场内并给防热材料通交流电后，防热材料1快速升温的同时还受到磁场力的作用，从而实现将热力载荷同步施加到防热材料1上的目的。电磁力的大小随测试交流电流的改变而改变，电磁力的方向也随着测试交流电流的方向而改变。电磁力的大小与防热材料1在电磁场中的摆放位置有关，在测试交流电流和电磁场固定不变的条件下，防热材料1中电流的方向与电磁场的磁场方向的夹角越小，防热材料1受到的电磁力越大，优选地，防热材料1的轴向方向与电磁场的磁场方向垂直，此时防热材料1所受的电磁力最大。

优选地，防热材料1的尺寸与防热材料的服役温度以及测试交流电流的关系为：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

测试舱体8，用于提供测试环境，并将测试环境与外界环境隔离开。测试舱体8内的测试环境根据防热材料1的服役环境进行设计。根据本发明的优选，当防热材料1的服役环境为真空环境时，测试舱体8为真空环境。

磁场发生器(图中未示出)，用于在测试舱体8内产生电磁场4。已通测试交流电流的防热材料1置于电磁场4中后被快速加热并受到电磁力。通过电磁场对防热材料1进行加热，能够防止加热为高温材料疲劳性测试提供相对均匀的温度和应力，并避免采用设计复杂的高温加载夹头对防热材料1进行加热，此外，通过调节电流大小和磁场大小，可快速便捷地进行防热材料的高温疲劳性能测试。

固定单元2，用于将防热材料1固定在测试舱体8内的电磁场内4。现有技术中，进行防热材料的高温疲劳性能测试的加载夹头一般采用水冷高温合金加载夹头，这种加载夹头设计复杂，费用昂贵，且仅针对特定外形的防热材料。相比较而言，本申请中的固定单元2设计简单、更具有通用性，适用于多种防热材料，能显著降低防热材料的高温疲劳性能测试的成本。优选地，固定单元2包括分别与防热材料1的两端固定连接的夹具，防热材料1一端的夹具固定在电磁场4内的某一位置，防热材料1另一端的夹具与防热材料1固定连接并且可以沿着防热材料1的轴向方向移动。采用这种固定单元，一方面能够起到固定防热材料1的作用；另一方面，在轴向热应力的作用下，防热材料1会出现轴向变形，防热材料1另一端的夹具可以沿着防热材料1的轴向方向移动，能够有效缓解防热材料1的轴向热应力。

交流电源3，与防热材料1的两个端部连接，用于给防热材料1施加交流电。

温度检测单元5，设置于测试舱体8内，用于实时检测标距段中心部位在测试过程中的温度数据，并传输给数据处理单元7。优选地，温度检测单元5为非接触双比色高温计，且与防热材料1不接触。采用非接触双比色高温计使得温度检测单元5不必与防热材料1接触即可实时检测标距段中心部位在测试过程中的温度数据，优选地，可以将非接触双比色高温计固定在测试舱体8的内壁上。

变形检测单元6，设置于测试舱体8内，用于实时检测标距段中心部位在测试过程中的变形值数据，并传输给数据处理单元7。优选地，变形检测单元6为激光引伸计，且与防热材料1不接触。采用激光引伸计使得变形检测单元6不必与防热材料1接触即可实时检测标距段中心部位在测试过程中的变形值数据，优选地，可以将激光引伸计固定在测试舱体8的内壁上。

数据处理单元7，用于接收温度数据和变形值数据，分析获取防热材料1的高温疲劳性能。温度数据表征当前测试的温度，变形值数据表征当前防热材料1的变形。最大应力通过公式3计算得到。高温疲劳性能测试的测试时间截止至防热材料1发生破坏。测试交流电流每改变一次方向，防热材料1所受最大应力的方向改变一次。例如，测试交流电流的频率为50Hz，即单位时间内测试交流电流的方向改变50次，防热材料1所受最大应力每秒完成50次循环。数据处理单元7根据接收的温度数据和变形值数据进行分析，当防热材料1发生破坏时测试结束，统计防热材料1在该温度和最大应力条件下最大应力交变循环的次数。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的方法的实施例，如图1所示。

根据本发明的实施例，防热材料高温疲劳性能测试的方法起始于步骤S1、根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流，并给防热材料施加测试交流电流。

根据本发明的防热材料1具有导电性，包括：标距段，以及位于标距段两端的端部；防热材料1为对称结构，端部的截面积大于标距段的截面积，标距段的长度大于端部的长度。本发明中，防热材料1的宽度是指防热材料沿所述磁场方向的尺寸，高度是指防热材料沿垂直于磁场方向和防热材料的轴向方向的尺寸，长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸。本发明中，在通电情况下防热材料1标距段的电流密度大、端部的电流密度小，从而形成温度和应力均匀的高温标距段。优选地，端部为：圆柱体结构，或球体结构，或横截面为多边形的柱体结构，或横截面为多边形的椎体结构；标距段为：圆柱体结构，或长方体结构。进一步优选地，端部和标距段均为长方体结构；端部的宽度与标距段的宽度相等，端部的高度大于标距段的高度。将防热材料1置于电磁场内并给防热材料通交流电后，防热材料1快速升温的同时还受到磁场力的作用，从而实现将热力载荷同步施加到防热材料1上的目的。电磁力的大小随测试交流电流的改变而改变，电磁力的方向也随着测试交流电流的方向而改变。电磁力的大小与防热材料1在电磁场中的摆放位置有关，在测试交流电流和电磁场固定不变的条件下，防热材料1中电流的方向与电磁场的磁场方向的夹角越小，防热材料1受到的电磁力越大，优选地，防热材料1的轴向方向与电磁场的磁场方向垂直，此时防热材料1所受的电磁力最大。

优选地，步骤S1中，根据防热材料的尺寸以及服役温度，按照公式1确定测试交流电流：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

优选地，在步骤S1之前，进一步包括：将防热材料固定在电磁场内。现有技术中，进行防热材料的高温疲劳性能测试的加载夹头一般采用水冷高温合金加载夹头，这种加载夹头设计复杂，费用昂贵，且仅针对特定外形的防热材料。根据本发明的一些的实施例，防热材料的两端通过夹具固定在电磁场内，防热材料一端的夹具固定在电磁场内的某一位置，防热材料另一端的夹具与防热材料固定连接并且可以沿着防热材料的轴向方向移动。相比较现有技术而言，本申请中固定方式的设计简单、更具有通用性，适用于多种防热材料，能显著降低防热材料的高温疲劳性能测试的成本。采用这种固定方式，一方面能够起到固定防热材料的作用；另一方面，在轴向热应力的作用下，防热材料会出现轴向变形，防热材料另一端的夹具可以沿着防热材料的轴向方向移动，能够有效缓解防热材料的轴向热应力。

优选地，在步骤S1之前，进一步包括：若防热材料的服役环境为真空环境，则在真空条件下进行高温疲劳性能测试。

S2、给防热材料施加电磁场，在不同的磁场强度下将标距段加热至服役温度。

优选地，步骤S2中，由磁场发生器产生电磁场；若在磁场发生器产生的最大磁场强度下防热材料仍无法加热至服役温度，则根据最大磁场强度调整测试交流电流，并根据测试交流电流以及服役温度调整防热材料的尺寸。可以通过多次调节使测试时的测试交流电流和磁场强度处于适当的范围内。

防热材料通交流电时，标距段温度高，端部温度低；在电磁场的作用下标距段发生弯曲变形，端部为冷端，基本未发生变形。为缓解防热材料的轴向热应力，防热材料的两端通过夹具固定在电磁场内，防热材料一端的夹具固定在电磁场内的某一位置，防热材料另一端的夹具与防热材料固定连接并且可以沿着防热材料的轴向方向移动。此时可近似认为标距段为一端固支一端简支且表面承受均布力的梁弯曲模型，防热材料的最大弯曲应力出现在标距段距离简支端3L/8位置。优选地，步骤S2中，标距段的单位长度的电磁力F为：

F＝I_x×B_y公式2

标距段的最大应力σ_max为：

${\mathrm{\σ}}_{max}=\frac{27}{64}\frac{L^2}{{\mathrm{Bt}}^2}{I}_x{B}_y$ 公式3

式中，L表示标距段的长度，B表示防热材料的宽度，t表示标距段的最小高度，单位为：m；I_x表示测试交流电流，单位为：A，B_y表示磁场强度，单位为：T。

S3、针对任一磁场强度，获取标距段中心部位在测试过程中的温度历程数据以及变形值历程曲线，确定防热材料的高温疲劳性能。温度数据表征当前测试的温度，变形值数据表征当前防热材料的变形。高温疲劳性能测试的测试时间截止至防热材料发生破坏。测试交流电流每改变一次方向，防热材料所受最大应力的方向改变一次。例如，测试交流电流的频率为50Hz，即单位时间内测试交流电流的方向改变50次，防热材料所受最大应力每秒完成50次循环。数据处理单元根据接收的温度数据和变形值数据进行分析，当防热材料发生破坏时测试结束，统计防热材料在该温度和最大应力条件下最大应力交变循环的次数。

与现有技术相比，本发明实施例通过将防热材料加工成端部截面积大、标距段截面积小的轴对称结构并对被施加交流电的标距段施加均匀的稳恒强磁场，避免了采用复杂的高温加载夹头设计，且在磁场强度不变、电流不变条件下，标距段的温度和应力场分布均匀，此外，通过调节电流大小和磁场大小，可快速便捷地进行防热材料的高温疲劳性能测试。本发明还提供了一种防热材料高温疲劳性能测试的装置，并能带来上述方法所能带来的所有有益效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防热材料高温疲劳性能测试的方法，包括：

S1、根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流，并给所述防热材料施加所述测试交流电流；所述防热材料具有导电性，包括：标距段，以及位于所述标距段两端的端部；所述防热材料为对称结构，所述端部的截面积大于所述标距段的截面积；所述标距段的长度大于所述端部的长度，所述长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸；

S2、给所述防热材料施加电磁场，在不同的磁场强度下将所述标距段加热至所述服役温度；

S3、针对任一磁场强度，获取所述标距段中心部位在测试过程中的温度历程数据以及变形值历程曲线，确定所述防热材料的高温疲劳性能。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述防热材料的轴向方向与所述电磁场的磁场方向垂直。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述端部和标距段均为长方体结构；

所述端部的宽度与所述标距段的宽度相等，所述端部的高度大于所述标距段的高度；

所述宽度是指所述防热材料沿所述磁场方向的尺寸，所述高度是指所述防热材料沿垂直于所述磁场方向和所述防热材料的轴向方向的尺寸。

4.如权利要求2所述的方法，其中，根据防热材料的尺寸以及服役温度，确定测试交流电流包括：

根据防热材料的尺寸以及服役温度，按照公式1确定所述测试交流电流：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

5.如权利要求3所述的方法，其中，在步骤S1之前，所述方法进一步包括：若所述防热材料的服役环境为真空环境，则在真空条件下进行高温疲劳性能测试。

6.一种防热材料高温疲劳性能测试的装置，包括：测试舱体、固定单元、交流电源、磁场发生器、温度检测单元、变形检测单元，以及数据处理单元，其中，

所述测试舱体，用于提供测试环境，并将测试环境与外界环境隔离开；

所述磁场发生器，用于在所述测试舱体内产生电磁场；

所述固定单元，用于将防热材料固定在测试舱体内的电磁场内；

所述交流电源，与防热材料的两个端部连接，用于给防热材料施加交流电；所述防热材料具有导电性，包括：标距段，以及位于所述标距段两端的端部；所述防热材料为对称结构，所述端部的截面积大于所述标距段的截面积；所述标距段的长度大于所述端部的长度，所述长度是指所述防热材料沿轴向的尺寸；

温度检测单元，设置于所述测试舱体内，用于实时检测所述标距段中心部位在测试过程中的温度数据，并传输给数据处理单元；

变形检测单元，设置于所述测试舱体内，用于实时检测所述标距段中心部位在测试过程中的变形值数据，并传输给数据处理单元；

数据处理单元，用于接收所述温度数据和所述变形值数据，分析获取所述防热材料的高温疲劳性能。

7.如权利要求6所述的装置，所述防热材料的轴向方向与所述电磁场的磁场方向垂直。

8.如权利要求6所述的装置，其中，所述端部和标距段均为长方体结构；

所述端部的宽度与所述标距段的宽度相等，所述端部的高度大于所述标距段的高度；

所述宽度是指所述防热材料沿所述磁场方向的尺寸，所述高度是指所述防热材料沿垂直于所述磁场方向和所述防热材料的轴向方向的尺寸。

9.如权利要求6所述的装置，其中，防热材料的尺寸与防热材料的服役温度以及测试交流电流的关系为：

$T\≅{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\ϵB}}^{2}t\×\mathrm{\σ}}\right)}^{0.25}\sqrt{I}$ 公式1

式中，T表示防热材料的服役温度，单位为：K；ρ表示防热材料的电导率，单位为：S/m；ε表示防热材料的发射率；B表示防热材料的宽度，单位为：m；t表示标距段的最小高度，单位为：m；I表示测试交流电流，单位为：A；σ表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，其大小为5.67×10^-8，单位为：W/(m²×K⁴)。

10.如权利要求6所述的装置，其中，所述测试舱体为真空环境。