CN106626581A - 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料 - Google Patents

一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料 Download PDF

Info

Publication number
CN106626581A
CN106626581A CN201610816609.5A CN201610816609A CN106626581A CN 106626581 A CN106626581 A CN 106626581A CN 201610816609 A CN201610816609 A CN 201610816609A CN 106626581 A CN106626581 A CN 106626581A
Authority
CN
China
Prior art keywords
high temperature
temperature resistant
aeroge
heat
barrier material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610816609.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106626581B (zh
Inventor
宋寒
苏力军
李文静
刘云龙
周玉贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority to CN201610816609.5A priority Critical patent/CN106626581B/zh
Publication of CN106626581A publication Critical patent/CN106626581A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106626581B publication Critical patent/CN106626581B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/002—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising natural stone or artificial stone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/047—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material made of fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/105—Ceramic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft

Abstract

本发明提供了一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料。所述方法包括如下步骤：将耐高温陶瓷面板织物与溶胶前驱体复合，制得所述耐高温陶瓷面板；使耐高温纤维与溶胶复合，制得所述气凝胶芯层；将所述耐高温陶瓷面板与所述气凝胶芯层结合，制得所述耐高温夹层结构隔热材料。所述隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层。本发明方法简单、操作简便、对环境污染小。本发明的隔热材料在室温至1100℃应用环境能够保持较高的抗冲刷及承载性能，同时具备较低的导热系数和较好的隔热性能，尤其适合用于航天航空工业、民用工业等。

Description

一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该 方法制得的材料
技术领域
本发明涉及隔热材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法以及由该方法制得的材料。
背景技术
超高声速飞行器在大气层中长时高速巡航的过程中，飞行器要承受严酷的气、热载荷作用。为了保证飞行器外形结构完整，内部的元器件正常工作，需要使用兼具耐温隔热和承载功能的外防热材料。
目前常见的外防热材料可以分为耐高温夹层材料和隔热瓦材料两类，其中耐高温夹层材料耐温性能满足1100℃使用，导热系数＜0.1W/m·K，抗压强度＞0.5MPa，抗冲刷性能优异，但是材料的应变性能受夹层结构的影响相对较低，应变大约2000με左右，刚刚能够满足飞行器外防热系统的使用要求，域度较低。
发明内容
为了解决一个或多个上述问题，本发明提供了一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
1、一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将耐高温陶瓷面板织物与溶胶前驱体复合，制得所述耐高温陶瓷面板；
(2)使耐高温纤维与溶胶复合，制得所述气凝胶芯层；
(3)将所述耐高温陶瓷面板与所述气凝胶芯层结合，制得所述耐高温夹层结构隔热材料。
2、如技术方案1所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板织物由陶瓷纱线编织得到，所述陶瓷纱线选自由石英纱线、氧化铝纱线、莫来石纱线组成的组；和/或
制造所述耐高温陶瓷面板锁使用的溶胶前驱体为二氧化硅溶胶或三氧化二铝溶胶。
3、如技术方案1或2所述的方法，其特征在于：
制造所述气凝胶芯层所使用的溶胶选自由二氧化硅溶胶、三氧化二铝溶胶和二氧化锆溶胶组成的组；
进一步优选的是，制造所述气凝胶芯层所使用的耐高温纤维选自石英纤维、氧化铝纤维或莫来石纤维。
4、如技术方案1至5中任一项所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板的厚度为0.5～5mm；
进一步优选的是，所述溶胶前驱体的浓度为15％～80％。
5、如技术方案1至4中任一项所述的方法，其特征在于：
以所述气凝胶芯层的质量计，所述气凝胶芯层中的耐高温纤维的含量为20质量％至80质量％；
进一步优选的是，所述溶胶的浓度为15质量％至40质量％。
6、如技术方案1至7中任一项所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)；
进一步优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με，更优选为2500με～4000με。
7、一种耐高温夹层结构隔热材料，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层。
8、如技术方案7所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于：
所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με；
进一步优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变为2500με～4000με。
9、如技术方案7或8所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于，所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)。
10、如技术方案7至9中任一项所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于，所述耐高温夹层结构隔热材料由技术方案1至6中任一项所述的方法制得。
本发明所述的改进方法具有如下优点：
(1)本发明制备的耐高温夹层结构隔热材料具有较好的应变性能，应变＞2500με。
(2)本发明制备的耐高温夹层结构隔热材料应变性能可以通过调整材料制备参数进行控制，例如可以被控制为2500～4000με。
(3)本发明的方法简单、操作简便、对环境污染小、所使用的原材料，包括纤维、溶胶前驱体等均为无毒或低毒材料；所使用制备方法不产生任何对环境造成污染物质。。
(4)本发明可以用于制备各种形状规格的构件产品，在航空航天工业的环境中具有广泛的应用前景。
具体实施方式
如上所述，本发明在第一方面提供了一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层，所述方法包括如下步骤：
(1)将耐高温陶瓷面板织物与溶胶前驱体复合，制得所述耐高温陶瓷面板；
(2)使耐高温纤维与溶胶复合，制得所述气凝胶芯层；
(3)将所述耐高温陶瓷面板与所述气凝胶芯层结合，制得所述耐高温夹层结构隔热材料。
本发明对将耐高温陶瓷面板织物与溶胶前驱体复合的方法没有特别的限制，可以采用本领域技术人员已知的方法进行。例如，常压、负压或高压浸渍、刷涂等，然后高温或室温溶胶凝胶，最后自然晾干或烘箱干燥。
本发明对将耐高温纤维与溶胶复合的方法也没有特别的限制，可以采用本领域技术人员已知的方法进行。例如，常压、负压或高压浸渍等，然后高温或室温溶胶凝胶，最后程序干燥或超临界干燥。
本发明对将所述耐高温陶瓷面板与所述气凝胶芯层结合的方法也没有特别的限制，可以采用本领域技术人员已知的方法进行。例如，粘接、缝合、缠绕等。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温陶瓷面板织物由陶瓷纱线编织得到，所述陶瓷纱线选自由石英纱线、氧化铝纱线、莫来石纱线组成的组。在另外一些优选的实施方式中，制造所述耐高温陶瓷面板所使用的溶胶前驱体为二氧化硅溶胶前驱体或三氧化二铝溶胶前驱体。
在一些优选的实施方式中，制造所述气凝胶芯层所使用的溶胶选自由二氧化硅溶胶、三氧化二铝溶胶和二氧化锆溶胶组成的组；在另外一些优选的实施方式中，制造所述气凝胶芯层所使用的耐高温纤维选自石英纤维、氧化铝纤维或莫来石纤维。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温陶瓷面板的厚度为0.5～5mm，例如为0.5、1、2、3、4或5mm。如果厚度过大，则材料的隔热性能过低，应变性能降低至小于2000με；如果厚度过小，则材料的强度过低，其抗冲刷及承载性能无法满足使用要求。
在另外一些优选的实施方式中，所述溶胶前驱体的浓度为15质量％～80质量％，例如为15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80质量％。如果浓度过高，则会造成过度浸润效果，造成陶瓷面板性能降低；如果浓度过低，则浸润效果较差，也会造成陶瓷面板性能降低。
在一些优选的实施方式中，以所述气凝胶芯层的质量计，所述气凝胶芯层中的耐高温纤维的含量为20质量％至80质量％，例如为20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80质量％。如果含量过高，则材料的强度和隔热性能降低至无法满足使用要求；如果浓度过低，则材料的耐温性能显著降低，同时会对夹层材料的应变性能造成不利影响。
在一些优选的实施方式中，所述溶胶的浓度为15质量％至40质量％，例如为15、20、25、30、35或40质量％。如果浓度过高，则可能导致耐高温纤维含量过低；如果溶胶浓度过低，则可能导致耐高温纤维含量过高；由此可能出现前述问题。
在一些更优选的实施方式中，所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)，例如为1:1、1:2、、1:3、1:4、1:、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20。相对于所述耐高温陶瓷面板的厚度，如果实施气凝胶芯层的厚度过大，则夹层结构材料的耐温、力学性能及应变性能均可能降低；如果过小，则夹层结构材料的隔热性能、应变性能可能会降低。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με；例如为2000με～4000με，例如2000、2500、3000、3500或4000με。更优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变为2500με～4000με。
目前的耐高温夹层材料尽管耐温性能满足1100℃使用，导热系数＜0.1W/m·K，抗压强度＞0.5MPa，但是材料的应变大约2000με左右，刚刚能够满足飞行器外防热系统的使用要求，域度较低。而且，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变性能受夹层结构的影响相对较低，很难通过改变夹层结构来改善应变性能。经过深入研究，本发明人意外发现，使用包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层的耐高温夹层结构隔热材料，通过调整其中的耐高温陶瓷面板织物的厚度，调整与所述织物复合的溶胶前驱体浓度；和/或调整耐高温纤维与溶胶的含量以制得刚度降低的气凝胶芯层材料；和/或调节所述耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层的厚度比例，可以显著改进所述耐高温夹层结构隔热材料的应变。例如，可以在保持现有性能，很容易地制得具有高的应变性能例如大于2500με或者应变性能可控(例如控制在2500με～4000με)的耐高温夹层结构隔热材料。
本发明在第二方面提供了一种耐高温夹层结构隔热材料，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με；例如为2000με～4000με，例如2000、2500、3000、3500或4000με。更优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变为2500με～4000με。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)，具体如本发明第一方面所述。
关于的耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层的材料及其制备方法，可以参见本发明第一方面所述，在此不再赘述。但是在一些更优选的实施方式中，所述耐高温夹层结构隔热材料由本发明第一方面所述的方法制得。
另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。这些实施例只是就本发明的优选实施方式进行举例说明，本发明的保护范围不应解释为仅限于这些实施例。
本发明各实施例涉及原料均为市场购买。
实施例1
制备本发明所述的耐高温夹层隔热材料，其中，耐高温陶瓷面板织物由石英纱线编织得到，气凝胶芯层由耐高温纤维(石英纤维)与二氧化硅溶胶复合制得。
首先将厚度为1mm的耐高温面板织物，与40％浓度的溶胶前驱体(二氧化硅溶胶前驱体)通过真空加压浸渍复合制得耐高温陶瓷面板，然后将40％质量比的耐高温纤维与浓度为20％的二氧化硅溶胶真空浸渍复合制得气凝胶芯层材料，最后将气凝胶芯层与陶瓷面板通过缝合而结合到一起，陶瓷面板与气凝胶芯层厚度比1：10，得到耐高温夹层结构隔热材料。
测试样品性能：耐温1000℃；密度0.60g/cm3(GB/T 6343-2009)；室温导热系数0.05W/m.K(GB/T 10295-2008)；应变性能2300με(ASTM C1341-00)。
实施例2
制备本发明所述的耐高温夹层隔热材料，其中，耐高温陶瓷面板织物由莫来石纱线编织得到，芯层气凝胶由耐高温纤维(氧化铝纤维)与三氧化二铝溶胶复合制得。
首先将厚度为2mm的耐高温面板织物，与45％浓度的溶胶前驱体(三氧化二铝溶胶)通过真空加压浸渍复合制得耐高温陶瓷面板，然后将30％质量比的耐高温纤维与浓度为20％的溶胶真空浸渍复合制得气凝胶芯层材料，最后将气凝胶芯层与陶瓷面板通过缝合而结合到一起。陶瓷面板与气凝胶芯层厚度比1：5.5，得到耐高温夹层结构隔热材料。
测试样品性能：耐温1100℃；密度0.75g/cm3(GB/T 6343-2009)；室温导热系数0.07W/m.K(GB/T 10295-2008)；应变性能3500με(ASTM C1341-00)。
实施例3～10
除了表1中所列内容之外，实施例3～10采用与实施例1相同的方式实施。
比较例1
耐高温陶瓷面板织物由石英纱线编织得到，气凝胶芯层由耐高温纤维(石英纤维)与二氧化硅溶胶复合制得。
首先将厚度为1mm的耐高温面板织物，与40％浓度的二氧化硅溶胶前驱体复合制得耐高温陶瓷面板，然后将15％质量比的耐高温纤维与浓度为20％的二氧化硅溶胶复合制得气凝胶芯层材料，最后将气凝胶芯层与陶瓷面板结合到一起，其中，耐高温面板织物与溶胶前驱体的复合方法、耐高温纤维与溶胶的复合方法以及陶瓷面板与气凝胶芯层的结合方法按照实施例1所述的方法进行。陶瓷面板与气凝胶芯层厚度比1：10，得到耐高温夹层结构隔热材料。
测试样品性能：耐温1000℃；密度0.65g/cm3(GB/T 6343-2009)；室温导热系数0.055W/m.K(GB/T 10295-2008)；应变性能1500με(ASTM C1341-00)。
比较例2
制备本发明所述的耐高温夹层隔热材料，其中，耐高温陶瓷面板织物由莫来石纱线编织得到，气凝胶芯层由耐高温纤维(石英纤维)与二氧化硅溶胶复合制得。
首先将厚度为2mm的耐高温面板织物，与45％浓度的二氧化硅溶胶前驱体复合制得耐高温陶瓷面板，然后将10％质量比的耐高温纤维与浓度为20％的二氧化硅溶胶复合制得气凝胶芯层材料，最后将气凝胶芯层与陶瓷面板结合到一起，其中，耐高温面板织物与溶胶前驱体的复合方法、耐高温纤维与溶胶的复合方法以及陶瓷面板与气凝胶芯层的结合方法按照实施例1所述的方法进行。陶瓷面板与气凝胶芯层厚度比1：5.5，得到耐高温夹层结构隔热材料。
测试样品性能：耐温1100℃；密度0.80g/cm3(GB/T 6343-2009)；室温导热系数0.074W/m.K(GB/T 10295-2008)；应变性能1800με(ASTM C1341-00)。
比较例3和4
除了表1中所列内容之外，比较例3和4采用与实施例1相同的方式实施。

Claims (10)

1.一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将耐高温陶瓷面板织物与溶胶前驱体复合，制得所述耐高温陶瓷面板；
(2)使耐高温纤维与溶胶复合，制得所述气凝胶芯层；
(3)将所述耐高温陶瓷面板与所述气凝胶芯层结合，制得所述耐高温夹层结构隔热材料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板织物由陶瓷纱线编织得到，所述陶瓷纱线选自由石英纱线、氧化铝纱线、莫来石纱线组成的组；和/或
制造所述耐高温陶瓷面板锁使用的溶胶前驱体为二氧化硅溶胶或三氧化二铝溶胶。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
制造所述气凝胶芯层所使用的溶胶选自由二氧化硅溶胶、三氧化二铝溶胶和二氧化锆溶胶组成的组；
进一步优选的是，制造所述气凝胶芯层所使用的耐高温纤维选自石英纤维、氧化铝纤维或莫来石纤维。
4.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板的厚度为0.5～5mm；
进一步优选的是，所述溶胶前驱体的浓度为15％～80％。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：
以所述气凝胶芯层的质量计，所述气凝胶芯层中的耐高温纤维的含量为20质量％至80质量％；
进一步优选的是，所述溶胶的浓度为15质量％至40质量％。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：
所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)；
进一步优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με，更优选为2500με～4000με。
7.一种耐高温夹层结构隔热材料，所述耐高温夹层结构隔热材料包括耐高温陶瓷面板和气凝胶芯层。
8.如权利要求7所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于：
所述耐高温夹层结构隔热材料的应变大于2000με；
进一步优选的是，所述耐高温夹层结构隔热材料的应变为2500με～4000με。
9.如权利要求7或8所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于，所述耐高温陶瓷面板与气凝胶芯层的厚度比为1：(1～20)。
10.如权利要求7至9中任一项所述的耐高温夹层结构隔热材料，其特征在于，所述耐高温夹层结构隔热材料由权利要求1至6中任一项所述的方法制得。
CN201610816609.5A 2016-09-12 2016-09-12 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料 Active CN106626581B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610816609.5A CN106626581B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610816609.5A CN106626581B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106626581A true CN106626581A (zh) 2017-05-10
CN106626581B CN106626581B (zh) 2019-02-12

Family

ID=58851762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610816609.5A Active CN106626581B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106626581B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108116002A (zh) * 2017-12-07 2018-06-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有高面板强度的夹层结构热防护材料及其制造方法
CN108116011A (zh) * 2017-12-08 2018-06-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种表面经过防护处理的夹层结构热防护材料及其制备方法
CN108530014A (zh) * 2018-05-11 2018-09-14 航天特种材料及工艺技术研究所 一种应变性能优异的耐高温夹层结构隔热材料及其制备方法
CN108751969A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种耐高温、隔热、透波陶瓷基复合材料及其制备方法
CN108911776A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种表面抗冲刷柔性隔热复合材料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102642350A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种耐高温隔热三明治结构陶瓷复合材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102642350A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种耐高温隔热三明治结构陶瓷复合材料及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108116002A (zh) * 2017-12-07 2018-06-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有高面板强度的夹层结构热防护材料及其制造方法
CN108116002B (zh) * 2017-12-07 2019-02-22 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有高面板强度的夹层结构热防护材料及其制造方法
CN108116011A (zh) * 2017-12-08 2018-06-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种表面经过防护处理的夹层结构热防护材料及其制备方法
CN108116011B (zh) * 2017-12-08 2019-06-25 航天特种材料及工艺技术研究所 一种表面经过防护处理的夹层结构热防护材料及其制备方法
CN108530014A (zh) * 2018-05-11 2018-09-14 航天特种材料及工艺技术研究所 一种应变性能优异的耐高温夹层结构隔热材料及其制备方法
CN108530014B (zh) * 2018-05-11 2019-05-31 航天特种材料及工艺技术研究所 一种应变性能优异的耐高温夹层结构隔热材料及其制备方法
CN108751969A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种耐高温、隔热、透波陶瓷基复合材料及其制备方法
CN108911776A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种表面抗冲刷柔性隔热复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106626581B (zh) 2019-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106626581B (zh) 一种改进耐高温夹层结构隔热材料的应变性能的方法及由该方法制得的材料
CN102503356B (zh) 定向纤维气凝胶隔热复合材料制备方法
CN106946579B (zh) 耐1500℃轻质刚性陶瓷纤维隔热瓦的制备方法
US8357258B2 (en) Thermal insulation assemblies and methods for fabricating the same
US5154785A (en) Process for producing a zirconia refractory heating element
CN103449777A (zh) 一种高性能多层薄毡复合隔热材料及其制备方法
CN105967728A (zh) 一种纤维增强Al2O3-SiO2气凝胶高效隔热复合材料及其制备方法
CN111454071B (zh) 岩棉纤维增强氧化硅基高强度隔热复合材料及其制备方法
CN108793984A (zh) 一种耐高温隔热透波功能一体化复合材料及其制备方法
CN101788096A (zh) 一种纳米级隔热毯及其生产方法
Gu et al. Novel high‐temperature‐resistant Y2SiO5 aerogel with ultralow thermal conductivity
CN111285699B (zh) 一种轻质可重复使用的防隔热材料及其制备方法
CN104193384A (zh) 一种氧化锆基多孔复合材料及其制备方法
CN106631065B (zh) 一种真空隔热耐火材料制品及其制备方法
JP6607839B2 (ja) 断熱材
CN113981732B (zh) 一种氧化铝/氧化锆纤维复合隔热材料及其制备方法
CN108774072B (zh) 一种刚性隔热瓦及其制备方法
CN111098563B (zh) 一种纳米绝热毡及其制备方法、纳米绝热毡复合材料及其制备方法和应用
CN112297532A (zh) 一种仿生层状隔热材料
CN108530014B (zh) 一种应变性能优异的耐高温夹层结构隔热材料及其制备方法
CN114874026B (zh) 一种高强度纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备方法
CN104529369B (zh) 一种高抗压隔热材料及其制备方法
JP3195266B2 (ja) 複層断熱材及びその製造法
Zhang et al. Optimization of SiC–ZrC high emissivity composite flexible coating for thermal protection with high interfacial bond strength and temperature resistance
CN117303927B (zh) 一种高强隔热的复合氧化铝纤维基多孔陶瓷的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Pei Yuchen

Inventor after: Song Han

Inventor after: Li Wenjing

Inventor after: Su Lijun

Inventor after: Liu Yunlong

Inventor after: Zhou Yugui

Inventor before: Song Han

Inventor before: Su Lijun

Inventor before: Li Wenjing

Inventor before: Liu Yunlong

Inventor before: Zhou Yugui

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant