CN108020577B - 一种热防护材料防隔热测试系统、测试方法及热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热防护材料防隔热测试系统、测试方法及热处理方法，本发明可以实现航天用热防护材料更接近服役环境的多状态防隔热性能测试。同时，热防护材料制备过程中进行单面热处理或烧结，在厚度方向形成梯度温度，表面经历高温，在高温下服役时稳定，而向内温度逐渐降低，材料的力学性能和隔热性能都得到提高。经测试，材料的整体力学性能可以提高20％左右，而热导率则可以下降10％以上。因此，本发明的测试系统可以实现热防护材料更接近服役环境的多状态防隔热性能测试，也可以实现材料制备过程中单面高温快速加热处理，提高热防护材料的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种热防护材料防隔热测试系统、测试方法及热处理方法，属于特种测试和工艺设备领域。
背景技术
航天飞行器的热防护材料是保证其高速飞行中气动热不伤及飞行器内部结构的关键。随着飞行器向高速化、机动化等方向发展，新型非烧蚀耐高温热防护材料(包括防热材料、隔热材料和防隔热一体化材料等)是未来新型航天器发展的重点。航天用耐高温非烧蚀热防护材料在应用过程中通常仅经受单面的气动热，即热量从飞行器外表面逐渐向内部传递。从热防护材料来看，表面经受的温度较高，而内部则为逐渐的降温状态。热防护材料的制备通常要经过高温烧结或热处理过程，以保证其在高温服役过程中尺寸和性能基本稳定。但从材料的本身特性可知，随着材料制备过程中的烧结温度提高，尤其是温度较高时，材料力学性能和隔热性能通常会降低。传统的炉内烧结或热处理方法是材料整体的高温烧结或热处理，对于热防护材料而言，其内部则经历了过高温度的烧结或热处理，在一定程度上降低了材料的性能。
目前，航天热防护材料的防隔热性能评价通常采用热导率测试、表面热辐射系数测试、背温测试等手段，其中热导率测试采用稳态法或激光脉冲法测试，高温性能的测试需要将材料在一定温度下恒温后再行测试。在高温性能的测试过程中，尤其是温度超过了材料制备温度时，长时间的恒温加热将促进材料内部结构的变化，从而降低材料的性能，虽然能够反映高温状态下材料的性能，但并不能反映真实应用过程中内部存在温度梯度的热防护材料的性能。
石英灯单面空气环境中加热测试背温的方法，是采用单面加热源将热防护材料单面加热，测试其背面温升的一种测试方法，该方法在一定程度上模拟了防热材料在飞行器表面服役的状态，但由于加热源的加热速率问题，其表面温升基本上是一个逐渐加热到预定温度的过程，而且其最大考核温度不超过1500℃，其考核过程与真实服役环境存在较大差异。采用硅碳棒替代石英灯可以实现超过1500℃的考核温度(最高也不超过1700℃)，但其加热速率更低，其模拟的加热过程与真实环境差异更大。另外，石英灯或硅碳棒单面加热测试背温的方法不能实现多环境、多参数的联合考核评价。
非烧蚀热防护材料防隔热性能的评估，除了获取材料真实的本征性能数据外，还需要根据服役环境特点获取不同加热环境中的总体性能，如变真空状态、高温有氧环境、高温惰性环境等。现有方法虽然在一定程度上能够对航天热防护材料进行表征，但仍存在模拟考核条件偏差而造成材料性能失真、不能多环境考核及不能多参数快速获取等问题。
发明内容
本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种热防护材料防隔热测试系统、测试方法及热处理方法，以更真实更有效的评价热防护材料的防隔热性能，也可以实现对热防护材料进行热处理。
本发明的技术解决方案：
一种热防护材料防隔热测试系统，包括多室炉分系统、炉门及样件卡持分系统、加热分系统、测控温分系统和数据处理分系统，
多室炉分系统为以三个腔室的基本单元及其组合构成或四个腔室的基本单元及其组合构成，三个腔室的基本单元一体结构，依次包括第一冷却室、加热室和第二冷却室，三个腔室的基本单元组合后，相邻冷却室可以合并为一个冷却室；
四个腔室的基本单元一体结构，依次包括第一冷却室、主加热室、补充加热室和第二冷却室，四个腔室的基本单元组合后，相邻冷却室可以合并为一个冷却室；
炉门及样件卡持分系统为与多室炉分系统配合使用的一体化移动炉门，初始状态下，样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室或补充加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理。
工作状态下，移动炉门及样件卡持分系统，使装有样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理。
当样件按照指令完成预期加热后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理。
腔室内部均由耐1000℃-2000℃的多孔纤维炉膛材料构成，炉膛材料的抗热震温差不低于1000℃。
还包括密闭壳体多环境分系统，将多室炉分系统、炉门及样件卡持分系统封闭于密闭壳体中，通过控制密闭壳体内部气体环境实现不同环境下对热防护材料样件的测试或制备。
还包括安全保障分系统，其对加热分系统、测控温分系统和密闭壳体多环境分系统进行故障实时监测，当检测到故障时，发出报警信号，由测控温分系统或人工对加热分系统停止加热。
一种热防护材料防隔热测试方法，具体步骤如下：
(1)镶嵌样件：将待加热样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，样件周围的缝隙用隔热材料填充，将固定有热偶的耐高温板贴附于样件背面，通过隔热材料将样件及耐高温板封闭到炉门内；
(2)初始状态加热：镶嵌有样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室或补充加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)样件移入加热：移动炉门及样件卡持分系统，使装有样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(4)样件移出冷却：当样件按照指令完成预期加热后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(5)数据处理分系统对步骤2-4获得的温度信息进行处理，获得反映热防护材料样件防隔热性能的数据，以评判热防护材料的防隔热性能。
初始状态加热之前，还可以通过控制密闭壳体内部气体环境实现不同环境下对热防护材料样件的测试，开启水冷实现密闭壳体的持续冷却。
一种热防护材料热处理方法，具体步骤如下：
(1)镶嵌待热处理样件：将待热处理样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，待热处理样件周围的缝隙用隔热材料填充，通过隔热材料将待热处理样件封闭到炉门内；
(2)初始状态加热：镶嵌有待热处理样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)待热处理样件移入加热：移动炉门及样件卡持分系统，使装有待热处理样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(4)样件移出冷却：当待热处理样件按照指令完成预期热处理后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使热处理后的样件进入冷却室冷却，获得热处理的热防护材料样件。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明采用的多环境高温防隔热性能测试系统可以实现多种不同环境下航天热防护材料防隔热性能的测试，可以更全面的对不同热防护材料进行性能评价；
(2)本发明中样件的测试采用快速移入/出单面加热源的方式，通过对主加热室进行预热后，再对样件进行再加热，这样样件表面温度可更快达到目标温度，加热状态更接近服役状态，获得的防隔热性能更真实；
(3)本发明测试系统可对制备过程中的热防护材料进行单面热处理或热烧结，在材料内部形成了逐渐降低的梯度温度，这种温度分布不会造成材料内部的过热处理或过烧结，能够获得综合性能更优的热防护材料；
(4)本发明测试系统通过单元的组合，可实现热防护材料防隔热性能的连续或批量测试，比传统间歇式测试方法效率更高；
(5)本发明测试系统通过预加热实现样件的性能测试或高温单面热处理，不需要类似于传统石英灯等加热所需的瞬间超高功率加热，对电网的冲击小，配电条件要求低。
附图说明
图1为本发明防隔热测试系统各分系统间的逻辑示意图；
图2为本发明三室炉示意图；
图3为本发明与三室炉对应的炉门及样件卡持组件示意图；
图4为本发明四室炉示意图；
图5为本发明与四室炉对应的炉门及样件卡持组件示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
鉴于航天热防护材料单面服役的特点，提出一种多环境高温防隔热性能测试系统，用于更真实更有效的评价热防护材料在不同环境中的防隔热性能，同时也可以为航天热防护材料制备过程中的单面烧结/热处理提供装备，进而为形成更高性能的热防护材料提供手段。
如图1所示，多环境高温防隔热性能测试系统由密闭壳体多环境分系统、多室炉分系统、炉门及样件卡持分系统、加热分系统、测控温分系统、数据处理分系统及安全保障分系统构成。其中密闭壳体多环境分系统将多室炉分系统和炉门及样件卡持分系统通过密闭壳体包围起来，多室炉分系统和炉门及样件卡持分系统具有相对位置关系，横向留有足够空间供炉门通过移动装置横向移动。加热分系统在测控温分系统的辅助下对多室炉分系统加热，并通过测控温分系统对多室炉分系统和炉门及样件卡持分系统进行温度测定和控制。数据处理分系统对测控温分系统获得的数据进行记录和处理，形成反映材料防隔热性能的数据。安全保障分系统对加热分系统、密闭壳体多环境分系统和测控温分系统进行监控，实现安全报警功能。
如图2和图4所示，多室炉由第一冷却室1、主加热室2、第二冷却室3和补充加热室10构成，其中主加热室2和补充加热室10中设置发热体4，第一冷却室1、主加热室2和补充加热室10中设置高温测控温孔5。
如图3和图5所示，炉门及样件卡持组件由与第一冷却室对应的炉门8、主加热室炉门7、补充加热室炉门11和与第二冷却室对应的炉门6构成，其中样件镶嵌于与第一冷却室对应的炉门8的样件装卡区9部位。
实施例1：(三室炉空气环境测试)
用以多室炉分系统(三室炉分系统见图2)、炉门及样件卡持分系统(三室炉对应的炉门及样件卡持分系统见图3)、加热分系统、测控温分系统和数据处理分系统构成的热防护材料防隔热测试系统对热防护材料的防隔热性能进行测试，过程如下：
(1)镶嵌样件：将待测试热防护材料样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，样件周围的缝隙用隔热材料填充，将固定有热偶的耐高温陶瓷板贴附于样件背面，通过隔热材料将热防护材料样件及耐高温陶瓷板封闭到炉门内；
(2)初始状态加热：镶嵌有热防护材料样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令(最高温度为1600℃)，按照指令对主加热室进行加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)样件移入加热：主加热室在1600℃恒温0.5h后，移动炉门及样件卡持分系统，使装有热防护材料样件的炉门对应主加热室，测控温分系统继续给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，同时主加热室对热防护材料样件加热，测控温分系统实时采集热防护材料样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录。热防护材料样件表面温度在1min内快速升温至1600℃；
(4)样件移出冷却：当热防护材料样件按照指令完成预期加热(本实施例为在1600℃下保持800s)后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(5)数据处理分系统对步骤2-4获得的温度信息进行处理，获得反映热防护材料样件防隔热性能的背温温升曲线和背温最大温度数据，以评判热防护材料的防隔热性能。
与传统测试系统和方法相比，本发明可以实现更接近于航天用热防护材料加热环境的防隔热性能测试，测试温度更高，试样表面温度升温更快。因此，本发明的测试系统和测试方法具有明显的综合优势，更能反映热防护材料的真实防隔热性能。
实施例2：(可控气体环境、四室炉测试)
用以密闭壳体多环境分系统、多室炉分系统(四室炉分系统见图4)、炉门及样件卡持分系统(四室炉对应的炉门及样件卡持分系统见图5)、加热分系统、测控温分系统、安全保障分系统和数据处理分系统构成的热防护材料防隔热测试系统对热防护材料的防隔热性能进行测试，过程如下：
(1)镶嵌样件：将待测试热防护材料样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，样件周围的缝隙用隔热材料填充，将固定有热偶的耐高温陶瓷板贴附于样件背面，通过隔热材料将热防护材料样件及耐高温陶瓷板封闭到炉门内。通过密闭壳体多环境分系统调控密闭壳体内部气体环境，达到总压50kPa、氧分压为10kPa的持续状态，并开启水冷实现壳体的持续冷却；
(2)初始状态加热：镶嵌有热防护材料样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令(最高温度为1700℃)，按照指令对主加热室进行加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)样件移入加热：主加热室在1700℃恒温20min后，移动炉门及样件卡持分系统，使装有热防护材料样件的炉门对应主加热室，主加热室对应的炉门进入补充加热室，测控温分系统继续给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，同时主加热室对热防护材料样件加热，测控温分系统实时采集热防护材料样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录。热防护材料样件表面温度在1.5min内快速升温至1700℃；
(4)样件移出冷却：当热防护材料样件按照指令完成预期加热(本实施例为在1700℃下保持600s)后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，主加热室对应的炉门回到主加热室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(5)数据处理分系统对步骤2-4获得的温度信息进行处理，获得反映热防护材料样件防隔热性能的背温温升曲线和背温最大温度数据，以评判热防护材料的防隔热性能。
(6)取出试样，然后装入新试样，重复上述2-5步骤即可实现测试系统的连续性能测试。
与传统测试系统和测试方法相比，本发明可以实现更接近于航天用热防护材料应用环境(气氛和真空)的防隔热性能测试，测试温度更高，试样表面温度升温更快，还可以实现试样的连续测试。因此，本发明的测试系统和方法具有明显的综合优势，更能反映热防护材料的真实防隔热性能，而且效率更高。
实施例3：(可控气体环境、三室炉样件热处理)
用以密闭壳体多环境分系统、多室炉分系统(三室炉分系统见图2)、炉门及样件卡持分系统(三室炉对应的炉门及样件卡持分系统见图3)、加热分系统、测控温分系统、安全保障分系统和数据处理分系统构成的热防护材料防隔热测试系统对制备过程中的热防护材料进行热处理，过程如下：
(1)镶嵌样件：将待测热处理防护材料样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，样件周围的缝隙用隔热材料填充，将固定有热偶的耐高温石墨板贴附于样件背面，通过隔热材料将热防护材料样件及耐高温石墨板封闭到炉门内。通过密闭壳体多环境分系统调控密闭壳体内部气体环境，达到微正压(压力略大于1atm)的氩气保护状态，并开启水冷实现壳体的持续冷却；
(2)初始状态加热：镶嵌有热防护材料样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令(最高温度为1000℃)，按照指令对主加热室进行加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)样件移入加热：主加热室在1000℃恒温0.5h后，移动炉门及样件卡持分系统，使装有待加热材料样件的炉门对应主加热室，测控温分系统继续给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令(在1000℃恒温1h后，按照500℃/h的升温速率快速升温至2000℃，并保持300s)，按照指令对主加热室加热，同时主加热室对热防护材料样件加热，测控温分系统实时采集热防护材料样件的加热面和加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(4)样件移出冷却：当热防护材料样件按照指令完成预期加热(本实施例为在2000℃下保持300s)后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，主加热室对应的炉门回到主加热室，获得热处理的热防护材料样件。
与传统的热处理方法相比，本发明可以实现航天用热防护材料在厚度方向的梯度热处理，表面经历高温，在高温下服役时稳定，而向内温度逐渐降低，材料的力学性能和隔热性能都得到提高。在材料单面加热的同时，也可以获得其在高温下的背温情况。经测试，材料的整体力学性能可以提高20％左右，而热导率则可以下降10％以上。因此，本发明的测试系统可以实现材料的单面高温快速加热处理，提高热防护材料的综合性能。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，包括多室炉分系统、炉门及样件卡持分系统、加热分系统、测控温分系统和数据处理分系统；
多室炉分系统为以三个腔室的基本单元及其组合构成或四个腔室的基本单元及其组合构成，三个腔室的基本单元一体结构，依次包括第一冷却室、加热室和第二冷却室，三个腔室的基本单元组合后，相邻冷却室能够合并为一个冷却室；
四个腔室的基本单元一体结构，依次包括第一冷却室、主加热室、补充加热室和第二冷却室，四个腔室的基本单元组合后，相邻冷却室能够合并为一个冷却室；
炉门及样件卡持分系统为与多室炉分系统配合使用的一体化移动炉门，初始状态下，样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室或补充加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理；
样件的测试采用快速移入/出单面加热源的方式，通过对主加热室进行预热后，再对样件进行再加热，使样件表面温度能更快达到目标温度，加热状态更接近服役状态，获得的防隔热性能更真实；测试系统能对制备过程中的热防护材料进行单面热处理或热烧结，在材料内部形成了逐渐降低的梯度温度，这种温度分布不会造成材料内部的过热处理或过烧结，能够获得综合性能更优的热防护材料。
2.如权利要求1所述的热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，工作状态下，移动炉门及样件卡持分系统，使装有样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理。
3.如权利要求1所述的热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，当样件按照指令完成预期加热后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录和处理。
4.如权利要求1所述的热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，腔室内部均由耐1000℃-2000℃的多孔纤维炉膛材料构成，炉膛材料的抗热震温差不低于1000℃。
5.如权利要求1所述的热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，还包括密闭壳体多环境分系统，将多室炉分系统、炉门及样件卡持分系统封闭于密闭壳体中，通过控制密闭壳体内部气体环境实现不同环境下对热防护材料样件的测试或制备。
6.如权利要求5所述的热防护材料防隔热测试系统，其特征在于，还包括安全保障分系统，其对加热分系统、测控温分系统和密闭壳体多环境分系统进行故障实时监测，当检测到故障时，发出报警信号，由测控温分系统或人工对加热分系统停止加热。
7.一种热防护材料防隔热测试方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的测试系统，具体步骤如下：
(1)镶嵌样件：将待加热样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，样件周围的缝隙用隔热材料填充，将固定有热电偶的耐高温板贴附于样件背面，通过隔热材料将样件及耐高温板封闭到炉门内；
(2)初始状态加热：镶嵌有样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室或补充加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)样件移入加热：移动炉门及样件卡持分系统，使装有样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(4)样件移出冷却：当样件按照指令完成预期加热后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使加热后的样件进入冷却室，测控温分系统实时采集样件的加热面和背面温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(5)数据处理分系统对步骤(2)-(4)获得的温度信息进行处理，获得反映热防护材料样件防隔热性能的数据，以评判热防护材料的防隔热性能。
8.如权利要求7所述的热防护材料防隔热测试方法，其特征在于，初始状态加热之前，还能通过控制密闭壳体内部气体环境实现不同环境下对热防护材料样件的测试，开启水冷实现密闭壳体的持续冷却。
9.一种热防护材料热处理方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的测试系统，具体步骤如下：
(1)镶嵌待热处理样件：将待热处理样件镶嵌在与冷却室对应的炉门上，待加热面朝向主加热室方向，并与周围炉膛材料齐平，待热处理样件周围的缝隙用隔热材料填充，通过隔热材料将待热处理样件封闭到炉门内；
(2)初始状态加热：镶嵌有待热处理样件的炉门与冷却室对应，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(3)待热处理样件移入加热：移动炉门及样件卡持分系统，使装有待热处理样件的炉门对应主加热室，测控温分系统给加热分系统发出加热指令，加热分系统接收测控温分系统发给的加热指令，按照指令对主加热室加热，测控温分系统实时采集样件的加热面温度及加热室温度，并将温度信息传送给数据处理分系统，对温度信息进行记录；
(4)样件移出冷却：当待热处理样件按照指令完成预期热处理后，移动炉门及样件卡持分系统至初始位置，使热处理后的样件进入冷却室冷却，获得热处理的热防护材料样件。
10.如权利要求9所述的热防护材料热处理方法，其特征在于，初始状态加热之前，还能通过控制密闭壳体内部气体环境实现不同环境下对热防护材料样件的热处理，开启水冷实现密闭壳体的持续冷却。
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