文献综述
1.选题背景及意义
随着航天技术的不断发展，微小型卫星和纳米卫星等微型航天器由于其快速灵活、研究周期短，便于组网、运行成本低且能够有效控制风险等优势受到了国内外航天科研工作者的广泛关注。虽然小卫星体积小、空间利用率和功率密度高，但其应用却面临许多挑战，其中之一就是卫星热控系统所面临的低热惯性和高热流密度的问题，这也是制约小卫星发展的关键技术之一[[1]]。
卫星小型化增大了其表面积/体积比，导致对外热流的热惯性减小。当小卫星到达地球轨道的阴影面时，卫星蒙皮的温度波动将会增大，同时，由于小卫星内部各功能模块高度集成，热耗/表面积比增大，很容易形成局部高温，导致热流密度迅速增加。另外，运行在近地轨道的小卫星所处热环境变化复杂，会同时受到地球辐射和太阳辐射的作用，这将导致卫星主体和星内设备产生热应力和热形变，致使其疲劳损坏，降低卫星机械性能，卫星寿命、工作性能和效率也将受到很大影响。因此需要行之有效的热控技术措施来稳定卫星的温度波动，保证卫星系统与设备的正常工作。
辐射换热是影响卫星表面温度的主要因素之一。卫星在空间环境中运行时，表面会吸收来自太阳辐射的能量使温度升高，同时自身向外辐射能量使温度降低，表面辐射特性（主要是红外发射率和太阳吸收率）会直接影响它与外界环境的辐射能量传递过程，从而影响卫星表面的温度。因此可通过控制物体（卫星）表面辐射特性间接控制物体（卫星）的温度。表面辐射特性的控制技术与系统热控制和热管理密切相关，对于实现卫星热控具有重要意义。
在这种背景下研究出的可变发射率热控器件引起了人们广泛的关注。美国、日本、加拿大等航天大国都在这方面积极开展研究工作，如美国航空航天局（NASA）在“New Millennium Program”的 “Space Technology 5”中，将可变发射率热控涂层确定为重点发展的七项技术之一[[2],[3]]。可变发射率热控器件可分为主动型和被动型两大类[[4]]：主动型热控器件强调使用各种驱动信号来调节各项热控参数。如：基于微机电系统（MEMS）的微型热控百叶窗、静电开关辐射器、电致变色热控器件、可控热量传输的新型热管技术。而被动型热控器件则是利用器件自身特殊的物理化学性质，随着环境温度的变化自主调节发射率。如：基于热致变色的智能热控器件（SRD）、微型热开关、智能型可反复展开式辐射器等。相比较之下，热致变色器件具有简单可靠，不需外加能量与动力，且具有良好的自适应反馈调节等优点，在航天热控领域更具应用前景。
钙钛矿锰氧化物材料是可变发射率热控器件的基础材料，它的化学表达式为RMnO3（R代表三价稀土元素，通常称为A位）。当A位掺杂二价碱土金属元素时，部分 Mn3 失去一个电子成为 Mn4 ，形成了 Mn3 （3d4：t32ge1g ）和 Mn4 （3d3：t32ge0g）的混价态，eg 轨道中出现空位，其中的电子便具有一定巡游性，成为导电电子。Zener[[5]]提出，在 Mn3 和 Mn4 之间，巡游的eg电子可通过中间的O离子产生双交换作用，导致材料发生晶格结构畸变。当掺杂浓度合适时钙钛矿锰氧化物材料会发生铁磁金属相-顺磁绝缘相的转变（该相转变温度称为居里温度Tc），呈现出特有的电学、光学和磁学特征[[6]]。该材料在低于相转变温度时呈现出低发射率的铁磁金属态，在高于相转变温度时呈现出高发射率的顺磁绝缘态。用该类材料制作的热辐射表面，能够根据被控温系统和设备的温度水平，自主调节表面辐射特性，实现对系统与设备的热控制和热管理。因此，制备热致变色可变发射率热控器件并且研究其辐射特性，对于提高系统设备热控水平具有重要的科学意义。
2.国内外研究现状
钙钛矿锰氧化物材料由于存在诸如庞磁电阻、金属-绝缘体转变、自旋-电荷-轨道有序、电子相分离以及大的磁熵变等丰富的物理现象和性质而广受人们的关注[6]，在航天技术方面有广泛的应用前景，而且逐步拓展到工业、建筑、食品、医药以及纺织服装等诸多社会领域[[7]]。
