项目属于结构陶瓷领域，针对空间热管理的迫切需求，发明了多孔氮化硅（Si3N4）毛细芯，解决了当前“环路热管传热功率低、控温精度差”等瓶颈问题，实现了多孔陶瓷毛细芯在空间热管理领域的首次应用。随着空间技术的快速发展，卫星、飞船等航天器载荷以及功耗逐渐增大，为确保设备的稳定工作，对系统散热和恒温要求越来越高。例如当遥感空间相机焦平面的温差超过1℃时，会出现材料热不均匀膨胀导致的光轴偏移等问题。空间热管理主要由环路热管来承担，其核心部件“毛细芯”起到压缩机的功能，通过毛细吸力，促使冷媒的液-气相变，实现环境的温度调节和控制。长期以来,由于缺乏高性能“毛细芯”，严重制约了我国空间热管理水平的进步和提高，属卡脖子的瓶颈技术。针对上述研究背景，开展空间热管理用氮化硅陶瓷毛细芯的研制，主要发明点如下：1) 发明了氮化硅陶瓷的低温相转变烧结技术：通过添加烧结催化剂，使烧结温度降低100℃~200℃，促进了颗粒状α-Si3N4向棒状β-Si3N4转变，原位生成的自增强β-Si3N4，显著提高了材料的强度。在气孔率为66%时，材料的压缩强度由13MPa提升到180MPa，解决了高强度与高气孔率的矛盾。2) 发明了单孔径分布多孔Si3N4陶瓷的精确控制及近净尺寸制备技术：通过烧结过程中热力学和动力学协同控制，实现β-Si3N4晶粒的可控生长，使Si3N4多孔陶瓷由多孔径分布向单孔径分布转变；同时通过钉扎效应，控制陶瓷材料在烧结过程中的收缩小于3%，实现了近净尺寸成型。毛细抽吸力达到70KPa，是金属毛细芯的3倍。3) 通过毛细芯的流道设计，首次实现陶瓷芯在空间热管理的应用：由于金属易形变和封孔，无法进行流道设计；陶瓷材料的高硬度和脆性断裂，能确保加的尺寸稳定性和开口气孔率，突破了金属毛细芯的设计局限性；同时解决了毛细芯和金属蒸发器壳体连接难题，研制出高性能环路热管。目前陶瓷毛细芯已经在高分九号、高景一号系列和XX系列等型号10余颗卫星上获得应用，其中高分九号已稳定运行5年。具体表现：传热能力从金属芯的50W提升到陶瓷芯的1000W，目标控温精度从金属芯设计指标的±10℃提升到陶瓷毛细芯的±0.4℃，处于国际领先水平。由于该环路热管的优异性能，获得了空间热管理领域的高度认同，已确定采用陶瓷毛细芯待发射的有测绘、侦查等多个系列20余颗卫星。近5年，向相关用户提供各种规格的毛细芯200余套，使用率100%。陶瓷毛细芯的研制成功，摆脱了对进口金属毛细芯的依赖，使我国在空间热管理水平跨入国际先进行列，开拓我国空间热管理的崭新局面。本项目获得授权专利10项，制定企业标准1项，发表代表性SCI论文18篇、EI论文2篇。2019年3月，通过中国科学院组织的成果鉴定，由三位工程院院士等七位专家组成的鉴定委员会认定：该成果属于国际首创，产品技术和性能指标达到国际先进水平。