CN1086800A - 陶瓷防热材料及其制备技术 - Google Patents
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Abstract
本发明所述材料是一种轻质、高效耐火隔热材
料，它是由二氧化硅纤维和硅酸铝纤维经分散混合，
加入BN作为熔焊剂，SiC作为辐射介质，在高温下
烧结而成的。主要用作航天载体防热系统中温区
(650～1260℃)表面隔热材料，以及其它相关领域。
本发明开拓了二氧化硅纤维和硅酸铝纤维作为组分
组成的纤维复合隔热材料，解决了这两种纤维在水中
的分散技术。
Description
本发明涉及一种耐火隔热材料及其制备技术，主要用于航天载体防热系统中温区（650～1260℃）的隔热材料。
陶瓷防热材料作为一种轻质、高效的防热系统材料已成功地用在航天载体上，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号就使用了一种叫石英纤维防热瓦的隔热材料，随着航天事业的发展，美国又先后研制出由石英纤维和硼硅酸铝纤维组成的纤维耐火复合隔热材料，以及由石英纤维和氧化铝纤维组成的高温特性隔热材料。
本发明的目的在于研制一种陶瓷防热材料，以使其具有较好的耐久隔热性能。
本发明是由二氧化硅纤维、硅酸铝纤维、BN和SiC微粉经分散混合后，再经高温烧结而成的一种轻质耐火隔热材料。
本发明所述陶瓷防热材料的配方为：
二氧化硅纤维70～90%
硅酸铝纤维≤30%
BN ≤5%
SiC 0～5%
二氧化硅纤维是本发明的主要原料，占总重的70～90%，表1为二氧化硅纤维理化性能指标。
表1
| 项目 | SiO2 (%) | NaO(ppm) | 直径范围（μ） |
| 指标 | 92.00～99.8 | 12.3～600 | 2.88～8.45 |
硅酸铝纤维是一种多晶陶瓷纤维，在本发明中作为性能改良剂引入。其目的是提高材料的高温强度和高温尺寸稳定性。硅酸铝纤维与二氧化硅纤维的复合，在1260℃下保持15小时也不会导致二氧化硅纤维的析晶，但硅酸铝纤维加入量不宜超过30%。表2为硅酸铝纤维理化性能指标。
表2
| 项目 | SiO2 (%) | Al2O3(%) | 直径范围（μ） | 使温度（℃） |
| 指标 | 4.96～27.03 | 71.97～94.82 | 5～11 | ＞15 |
BN作为纤维熔焊剂引入，其粒度为1～10μ，目的在于提高本发明的强度，但BN添加量不宜超过5%。
SiC微粉为浮选的，是一种良好的散热介质，其粒度为600目左右，本发明中加入SiC微粉是为了提高其热响应特性，SiC微粉的加入量不宜超过5%。
本发明所述陶瓷防热材料的制备为：将经预处理的二氧化硅纤维放入盛有约20kg去离子水的容器中机械搅拌约2分钟，再向搅拌液中滴入HCl溶液使搅拌液的PH值范围在2-5，再搅拌约3分钟，加入BN粉，搅拌约5分钟，再加入经水洗掉渣球的硅酸铝纤维及SiC粉，搅约5分钟，把搅匀后的浆体注入模具内压滤成形，放入烘干箱中烘至恒重，烘后的生坯放入高温炉中，上下表面各放一块非Al2O3的陶瓷盖板或粘土板，然后以200～300℃/小时的升温速率升温至1250℃～1300℃，进行热压烧结，其中压力范围为1.5～4.5g/cm2，保温1-3小时后，自然冷却。上述预处理为：纤维切短后将HCl溶液滴入，搅拌，使搅拌液的PH值为4，再用水清洗，烘干即可。
实施例1：
称156克经预处理的高纯超细二氧化硅纤维（SiO2百分含量＞97%，直径2.88～5μm），放入盛有20公斤去离子水的塑料容器中，机械搅拌2分钟，滴入HCl溶液使水溶液的PH值达到3，搅拌3分钟，加入8克BN细粉，搅拌5分钟，再加入44克用水洗掉渣球的硅酸铝纤维和6克SiC微粉，搅拌5分钟，搅拌均匀后把所形成的浆体注入塑料模具内压滤成形，然后放入烘箱中烘干至恒重，烘干后将生坯放入高温炉中，生坯上下表面各放一非Al2O3的陶瓷盖板，然后以每小时200～300℃的升温速率升至1300℃，进行热压烧结，保温1～3小时后，自然冷却。制备出的材料可用于航天载体，如航天飞机上。
实施例2：
称117克经预处理的普通高硅氧纤维（SiO2百分含量＞92%，直径5～8.45μm），放入盛有20公斤去离子水的塑料容器中，机械搅拌2分钟，滴入HCl溶液使水溶液的PH值达到3，搅拌3分钟，加入6克BN细粉，搅拌5分钟，再加入33克用水洗掉渣球的硅酸铝纤维，搅拌5分钟，搅拌均匀后把所形成浆体注入塑料模具内压滤成形，然后放入烘箱中烘干至恒重，烘干后将生坯放入高温炉中，生坯上下表面各放一陶瓷盖板，然后以每小时200～300℃的升温速率升至1250℃，保温1～2小时后，自然冷却。制备的材料可做普通耐火材料用。
在烧结过程中通过对保温时间的调整，可制备出密度0.10～0.50g/cm3的陶瓷防热材料，其中最具代表性的为SA-200和SA-150，其密度分别为0.20±0.01g/cm3和0.15±0.01g/cm3，平面方向的抗张强度分别为2.58MPa和1.76MPa，厚度方向的抗张强度分别为0.72MPa和0.51MPa;平面方向的抗压强度分别为2.87MPa和1.20MPa，厚度方向的抗压强度分别为1.22MPa和0.56MPa;1atm时，平均温度20～550℃时厚度方向的导热系数分别为0.033～0.094W/m·k和0.025～0.081W/m·k。本发明所述的材料主要用于航天载体防热系统中温区（650℃～1260℃）表面隔热材料，还可用于其它相关领域的耐火隔热。本发明开拓了二氧化硅纤维和硅酸铝纤维作为组份组成的纤维复合隔热材料，解决了二种纤维在水中的分散技术，提供了控制隔热材料体积密度的方法。
Claims (2)
1、一种陶瓷防热材料，其特征在于：所述材料的重量百分比配方为：
二氧化硅纤维 70～90%
硅酸铝纤维 ≤30%
BN ≤5%
SiC 0～5%
其中二氧化硅纤维中SiO2的含量为92～99.8%，SiC为经过浮选的。
2、一种制备权利要求1所述的技术，其特征在于：将二氧化硅纤维切短后，将HCl溶液滴入，同时搅拌，使搅拌液的PH值为4，再用水清洗，烘干后放入盛有20kg去离子水的容器中，机械搅拌约2分钟，再向搅拌液中滴入HCl溶液，使搅拌液的PH值范围在2～5，再搅约3分钟，加入BN粉，搅约5分钟，再加入经水洗掉渣球的硅酸铝纤维及浮选的SiC粉，搅约5分钟，把搅匀后的浆体注入模具内压滤成形，放入烘干箱中烘至恒重，烘后的生坯放入高温炉中，上下表面各放一块非Al2O3的陶瓷盖板，然后以200～300℃/小时的速率升温至1250℃～1300℃，进行热压烧结，其中压力范围为1.5～4.5g/cm2，保温1～3小时后，自然冷却。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1072624C (zh) * | 1996-10-24 | 2001-10-10 | 周季楠 | 一种铝电解槽用抗侵蚀耐火材料及其制备方法 |
| CN100337982C (zh) * | 2005-11-18 | 2007-09-19 | 东北大学 | 一种碳/陶防热复合材料及其制备方法 |
| CN102199042A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-09-28 | 航天材料及工艺研究所 | 一种轻质刚性陶瓷隔热瓦及其制备方法 |
| CN101423400B (zh) * | 2008-12-04 | 2012-02-29 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 用于铝合金熔铸的耐火材料，和耐火设备及其制备方法 |
| CN111114750A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种热防护装置和再入飞行器 |
| CN112079647A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-15 | 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 | 陶瓷纤维板及其制备方法 |
-
1993
- 1993-11-16 CN CN93114556A patent/CN1086800A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1072624C (zh) * | 1996-10-24 | 2001-10-10 | 周季楠 | 一种铝电解槽用抗侵蚀耐火材料及其制备方法 |
| CN100337982C (zh) * | 2005-11-18 | 2007-09-19 | 东北大学 | 一种碳/陶防热复合材料及其制备方法 |
| CN101423400B (zh) * | 2008-12-04 | 2012-02-29 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 用于铝合金熔铸的耐火材料，和耐火设备及其制备方法 |
| CN102199042A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-09-28 | 航天材料及工艺研究所 | 一种轻质刚性陶瓷隔热瓦及其制备方法 |
| CN111114750A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种热防护装置和再入飞行器 |
| CN112079647A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-15 | 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 | 陶瓷纤维板及其制备方法 |
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