第四节　相　容　性

不相容引起的后果主要有二个：一个是腐蚀材料，另一个是产生不凝结气体。如果管壳或管芯材料溶解于工质中，则在冷凝段和蒸发段之间溶解的固体材料沉积到蒸发段内，这将导致堵住管芯的毛细孔，产生不凝结气体。这些是热管出故障最常见的迹象。由于不凝结气体聚集到冷凝段，使冷凝段逐渐被气体堵塞。

很多实验室进行过寿命试验，无论是改变清洗方法或者是改变热管组装方法，都应重新取得相容性的数据，这一点是很重要的。

对中等温度范围内材料的组合作过综合性评述，归纳如下。表2-1中列出一些液体与材料的组合。

有人对表2-1中热管作了最新寿命试验，试验结果表明，铜-水热管可以长期运行，现在已超过20000h，性能不降低。但是对不锈钢-水热管观察到的结果产生了严重的不凝结气体。而对丙酮-铜、丙酮-不锈钢的组合提出了某些保留条件，即必须适当注意丙酮和金属两者的纯度，才能使其相容。对采用甲醇的情况也有同样的看法。

表2-1　中等温度范围内液体与材料的组合

对不锈钢-水热管进行了破坏性试验，试验的蒸气温度高达250℃。发现在250℃下产生的氢气量大为减少，可是，这既不是因为改变了加工参数，也不是因为在气体中加入了大比率的氧。某些情况下，只在启动两小时以内产生氢气。结果发现在钢上所形成的一层氧化膜制止了进一步产生氢气。

热管的寿命试验主要是鉴定工质与管芯和外壳材料之间可能出现的任何不相容性。然而，基本的寿命试验应是在实际运行条件下进行长期的性能试验。假如显著增加蒸发段的热通量，使热管在超过其设计能力下运行，就可能引起烧毁。因此，难以用增加蒸发段热通量的办法来加快寿命试验。

加快寿命试验另一种可能的途径是加快任何降低热管性能过程的速度。如果设计允许，可提高热管运行温度。此法的缺点是升高温度可能影响到工质本身的稳定性。例如，丙酮的分解可能是产生金属氧化物的一个因素，生成双丙酮醇。其沸点比纯丙酮的高很多。

显然，制定寿命试验方案时要考虑很多因素，包括热管用阀门的必要性或者像试验热管一样把试验热管全部密封起来等。这个课题很重要。

在国际热管会议上提出了大量新的相容性资料。 有关相容性的建议如表2-2所示。

表2-2　热管工质-管壳材料相容性建议

用一种新工质——硫作硫热管在200～600℃范围内运行(这一范围内最难找到合适的工质)。纯硫的熔点为112℃，沸点为444℃，临界温度为1040℃。然而，硫有些性质尤其是黏度对温度格外敏感，致使它不适于在较宽的温度范围内作热管工质。