在科学技术的发展中,温控技术发挥着十分重要的作用,尤其在军事领域,受到了广泛的重视。对于导弹来说,需要在不被探测的情况下实现精确打击,因此,导弹表面均涂覆有防止雷达探测的吸波材料。导弹飞行过程中,与空气不断摩擦会使表面温度逐渐升高,因此,需要在吸波材料的背面装载温控组件使导弹表面保持恒温,从而实现热红外隐身。在温控技术中,相变材料由于相变温度区间稳定、储能密度高、化学稳定性好等优势,成为温控技术中广泛使用的材料。准确的获得相变材料的传热特性和热物理性质,对温控技术的发展,具有十分重要的意义。温控组件的研究主要包含内部相变材料传热过程研究,以及热导率、相变温度和吸热量等热物性参数的测量。导弹飞行过程中,温控组件可能会出现不同的姿态,温控组件姿态的不同会影响内部相变材料的传热特点,而对于不同姿态的温控组件的传热研究,目前是十分缺乏的。为了检验温控组件产品性能,需要对温控组件的热物性进行测量。由于温控组件的尺寸较大,而且是组件内填充的是能够固液相变的材料,因此,对于这种结构的热物性测量方法和装置也是十分缺乏的。综上,本文开展了相变温控材料热物性理论和实验研究工作。本文研究工作的主要内容如下:(1)针对导弹发射后温控组件存在不同的位置关系问题,建立了不同姿态矩形容器内相变材料的相变传热过程模型,分析不同姿态的温控组件的相变传热特点。考虑加热过程中接触热阻对传热过程的影响,对接触热阻进行修正,使仿真分析中温度的监测点与实验测试温度点的偏差小于7%,并揭示了相变材料储能时间与组件倾斜角度的非线性关系规律。通过正交试验法建立不等水平的正交试验方案,对相变传热过程的影响因素进行了分析。(2)针对导弹发射后温控组件的热物理性质测试问题,提出了温控组件热导率、相变温度和吸热量的测试方法。基于稳态热流法的基本原理,通过标定随温度变化的热流计灵敏系数和接触热阻,建立温控组件热导率测量方法,并推导温控组件中相变材料热导率的计算模型。同时,利用标定得到的热流计吸热量校正系数随温度变化的函数关系,建立温控组件内相变材料总吸热量的计算模型,并给出相变温度的判断方法。(3)针对温控组件产品的热物理性质测量要求,研制了宽温度范围的温控组件产品的热导率、相变温度和吸热量的测量装置。在装置中,设计了两个结构相同的加热板,通过冷板自身的对流辐射散热,提高了冷板的温度范围,解决了目前稳态热流法测试中冷板温度低的问题,实现了温控组件热导率和吸热量测量。同时,根据不同温度下的PID参数自整定结果,提出分段极值约束PID控制方法,减小温度超调。(4)利用本文提出的热物性测量方法和研制的热物性测量装置进行了实验,并进行了不确定度分析。通过对基本材料的热导率的测试,验证了在宽温度范围内,对热流计灵敏系数随温度变化标定的必要性。然后,对容器中的正二十二烷和丁四醇的热物性进行了测试实验,并对实验结果进行了比较和分析,验证了测试方法的可靠性。通过不确定度分析,容器中材料热导率测试的标准不确定度优于3.79%,相变温度测试标准不确定度为0.3°C,吸热量测试标准不确定度为1.99%。