碳化复合材料已被广泛应用于各种航天飞行器热防护系统,对其热物性参数进行更深入的研究是十分必要的。碳化复合材料的导热系数直接影响防热层的温度分布,是防热层厚度设计的关键参数。由于碳化复合材料在加热过程中有热解现象,使得传热过程的描述十分复杂,导热系数的确定更为困难。传统的方法在测定碳化复合材料的导热系数时没有考虑热解的影响,所得结果与材料实际使用时有一定差距,因此,有必要发展一种试验方法测定气动加热条件下碳化复合材料的导热系数。本试验研究首先通过对碳化复合材料在气动加热条件下物理模型的分析,建立了包含热解过程的数学模型。试验求取了碳化复合材料热解过程中的相关参数即:材料完全热解后的密度ρ_∞,热解反应的反应率常数k₀e^-E/RT及热解热ΔH。为了模拟碳化复合材料的气动加热环境,选用了不同的电弧加热器,设计了亚声速喷管、超声速喷管、流场测试探头及相应的试验模型及支架系统,在材料表面温度1000K～2000K范围内,利用电弧加热器亚声速射流试验装置对平板模型进行气动加热试验;在材料表面温度接近3500K范围内,利用电弧加热器超声速射流试验装置对平头圆柱体模型进行气动加热试验。试验过程中测量了材料表面及材料内部温度历程,对于材料表面温度接近3500K的试验模型测量了材料的线烧蚀率。试验后引入所需的试验初始条件、边界条件及附加条件,求解热传导方程,测定出碳化复合材料气动加热条件下的导热系数,并对热解反应、试验测量误差及不同物理模型对导热系数的影响进行了分析和讨论。