CN112645729A - 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法 - Google Patents

具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112645729A
CN112645729A CN202011502230.XA CN202011502230A CN112645729A CN 112645729 A CN112645729 A CN 112645729A CN 202011502230 A CN202011502230 A CN 202011502230A CN 112645729 A CN112645729 A CN 112645729A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
mesoporous structure
zirconia composite
temperature
insulating 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
CN202011502230.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112645729B (zh
Inventor
刘本学
伊希斌
李占峰
刘晓婵
张新恩
张晶
赵新富
于诗摩
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.)
New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Original Assignee
New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
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 New Material Institute of Shandong Academy of Sciences filed Critical New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority to CN202011502230.XA priority Critical patent/CN112645729B/zh
Publication of CN112645729A publication Critical patent/CN112645729A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112645729B publication Critical patent/CN112645729B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/007—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore distribution, e.g. inhomogeneous distribution of pores
    • 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
    • C04B35/48—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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5232—Silica or silicates other than aluminosilicates, e.g. quartz
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5236—Zirconia
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/606—Drying
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/667—Sintering using wave energy, e.g. microwave sintering
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法。本发明首先将高温煅烧的亚微米氧化物晶体纤维分散在水溶液中，抽真空加压和干燥获得纤维预制体；然后配制含有有机聚锆前驱体的醇溶液，加入碱性催化剂搅拌均匀；再在上述溶液中浸入干燥好的预制体，升温至70‑90℃固化获得复合材料湿坯，然后浸泡、干燥获得最终含有介孔结构的ZrO2复合隔热材料。本发明利用碱催化剂减缓锆前驱体的水解‑缩合反应活性，获得含有大量介孔结构的块状ZrO2结构。本发明使用直径为亚微米级的耐高温晶体纤维作为复合成分，纤维与介孔ZrO2基体的界面应力低，结合紧密，当ZrO2发生烧结时，纤维增强体更有效的抑制烧结收缩。

Description

具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化锆复合材料及其制备方法，属于高温隔热材料制备方法技术领域。
背景技术
耐高温隔热材料是指可在高温环境下有效阻隔热流传递的固态介质，是航空航天、武器装备等国防建设的关键战略性材料，也广泛应用于各种民用热管理系统，如新能源、轨道交通、热工窑炉等。热流传递依赖热传导、热对流和热辐射三种能量传递方式，他们主要实现途径分别为固态介质的声子热振动、空气分子热运动、红外波段电磁波。
氧化锆(ZrO2)是一种熔点(2715℃)极高的陶瓷材料，且在金属氧化物中热传导能力最低，对红外波段的电磁波也具有强截止能力，因此是一类优异的耐高温隔热材料。通过多种方法可以制备低密度、高孔隙率的多孔ZrO2材料，多孔结构减少了固态热传导，从而进一步提高了ZrO2材料的隔热性能。依据克努森效应(Knudsen effect)，当孔直径小于空气分子平均自由程(～70nm)时，空气热传导和热对流将得到极大抑制。介孔一般指孔径为2-50nm的孔结构，由于其孔径小于空气分子平均自由程，因此具有介孔结构的ZrO2材料理论上具有更优异的隔热性能。CN200810031870.X公开了一种介孔氧化锆的制备方法，采用表面活性剂为模板，通过锆前驱体水解-缩合反应，结合微观自组装过程获得介孔ZrO2材料。CN102774886A公开了一种介孔氧化锆纳米材料及其制备方法，利用非离子表面活性剂结合有机高分子为模板，通过蒸发诱导自组装制备介孔ZrO2材料；CN201110423329.5公开了介孔氧化锆的一种制备方法，利用锆前驱体直接在碱性条件发生沉淀反应制备介孔ZrO2材料。然而上述方法制备得到介孔ZrO2材料主要是粉体，对于隔热材料而言，块状ZrO2材料更容易隔绝热流传递。
多孔隔热材料在高温下容易发生收缩，难以维持原有外形尺寸，引起隔热结构失效。究其原因是多孔骨架在高温下发生烧结，引起孔结构闭合，宏观上则表现为外形尺寸收缩。当孔径尺寸小到介孔时，高温烧结现象更加明显，材料的高温稳定性更难维持。CN201410272950.X公开了一种SiO2包裹的核壳结构催化剂的制备方法，采用在Ni/ZrO2纳米颗粒表面包覆SiO2壳层的制备方法，SiO2壳层可有效防止Ni/ZrO2纳米颗粒烧结。CN201410353956.X公开了一种含有SiO2掺杂的ZrO2纤维的制备方法，采用在ZrO2纤维材料中掺入SiO2的制备方法，SiO2掺杂可抑制ZrO2晶粒的长大，提高掺杂ZrO2纤维的耐高温性能。这些方法一般是基于表面化学反应或者溶胶-共凝胶化学掺杂，存在化学反应过程不易控制，耐高温改性效果有限的问题。
因此，合成具有介孔结构的块状ZrO2材料，并且有效抑制其在高温环境下烧结收缩，从而得到高性能、耐高温ZrO2复合隔热材料仍然是本领域亟待解决的重要技术问题。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法。本发明通过锆源的溶胶-凝胶物理化学反应自组装形成介孔，在溶胶-凝胶过程中，通过碱性催化剂降低锆前驱体的水解-缩合反应速率获得块状介孔ZrO2，在块状介孔ZrO2中，引入亚微米、耐高温的氧化物晶体纤维，细长的氧化物晶体纤维作为一种夹杂物对块状ZrO2基体产生限制烧结的作用，从而可以获得一种具有高强度、低热导率、耐1400℃环境高温的耐高温氧化锆复合隔热材料。
本发明的技术方案是：一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1)将长径比大于350，直径小于3μm亚微米氧化物晶体纤维进行高温煅烧，冷却后将其分散在水溶液中，在带抽滤和加压的模具中，通过抽真空加压获得体积密度150kg/m3-200kg/m3的纤维预制体，利用微波干燥方式将纤维预制体中的水分除去；
2)配制含有有机聚锆前驱体的醇溶液，质量百分浓度为7％-10％，然后加入碱性催化剂搅拌均匀；
3)利用真空浸渍技术，将步骤2)的溶液中浸入步骤1)干燥好的预制体，升温至70-90℃固化获得复合材料湿坯；将湿坯依次在无水乙醇，正硅酸四乙酯/乙醇混合溶液(体积比1:1～4)中浸泡10-50h后，将复合材料湿坯干燥获得最终含有介孔结构的ZrO2复合隔热材料。
所述步骤1)的亚微米氧化物晶体纤维为氧化锆纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、石英纤维中的任一种。
所述步骤1)的水溶液为：加入了分散助剂十六烷基磺酸钠或者十二烷基苯磺酸钠的水溶液，水溶液中分散助剂的质量百分浓度为0.5％～1％。亚微米氧化物晶体纤维与水溶液的质量比为1:2000～4000。
所述步骤1)的高温煅烧温度为1000～2000℃，煅烧时间为1～3小时。
所述步骤2)有机聚锆前驱体为聚乙酰丙酮锆(Mr＝241)、聚醋酸氧锆(Mr＝201)或者聚丙烯酸锆(Mr＝213)。所述亚微米氧化物晶体纤维与有机聚锆前驱体的质量比为1:2～10。
所述步骤2)的醇为甲醇或者乙醇。
所述步骤2)碱性催化剂为六亚甲基四胺或者碳酸铵，优选六亚甲基四胺，有机聚锆前驱体与碱性催化剂的摩尔比为1:4～12。
所述步骤3)的干燥为真空干燥、微波干燥或超临界干燥。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用有机聚锆化合物为前驱体，所采用的催化剂六亚甲基四胺、碳酸铵在溶液中缓慢释放羟基与锆前驱体反应，可有效减缓锆前驱体的水解-缩合反应活性，获得含有大量介孔结构的块状ZrO2结构。
2、本发明使用直径为亚微米级的耐高温晶体纤维作为复合成分，纤维与介孔ZrO2基体的界面应力低，结合紧密，当ZrO2发生烧结时，纤维增强体可以更有效的抑制烧结收缩。
3、本发明获得的具有介孔结构的ZrO2复合隔热材料具有高强度、低热导率、耐1400℃环境高温的优势。
附图说明
图1为含有介孔结构的氧化锆复合隔热材料的光学照片；
图2为含有介孔结构的氧化锆复合隔热材料的SEM图片；
图3为含有介孔结构的氧化锆复合隔热材料的应力-应变曲线；
图4为含有介孔结构的氧化锆复合隔热材料的导热系数曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案和技术效果做进一步说明。下述说明用于解释本发明，而非对本发明的限制。下述方法如无特殊说明均为本领域常规方法，所用组分、试剂等如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
1)称取240g石英纤维，在1000℃高温煅烧2h，冷却至室温后，将其分散在480kg水溶液中，加入分散助剂十六烷基磺酸钠4.8kg，然后在带抽滤和加压的模具中，压制形成纤维预制体湿坯，在微波干燥箱中以3KW的功率，干燥10min，获得干燥后的纤维预制体；
2)将2.4kg聚乙酰丙酮锆前驱体溶解在22kg乙醇中，加入12kg六亚甲基四胺，搅拌均匀后，将其真空负压吸入含有干燥纤维预制体的真空罐中，获得复合材料湿坯；
3)将复合材料湿坯置于70℃烘箱中进行固化24h，脱模后置于带搅拌的乙醇和体积比1:4的正硅酸四乙酯/乙醇混合溶液中分别浸泡24h，在微波干燥箱中以6KW的功率，干燥30min即可得到含有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料。其产品的光学照片、SEM图片、应力-应变曲线和导热系数曲线分别如图1-4所示。
从图1的光学照片可以看出：利用本发明的技术方案可以得到块状ZrO2复合材料，且本技术方案稳定性好，可以被放大规模，制备得到较大尺寸ZrO2复合材料。
从图2的SEM图片可以看出：本发明的技术方案所采用的氧化物晶体纤维直径小于3μm，尺度为亚微米级别，纤维与介孔ZrO2基体结合紧密，可以更好的抑制其高温烧结收缩，提高复合材料的耐高温性能。
从图3的应力-应变曲线可以看出：利用本发明的技术方案得到的ZrO2复合材料在受到持续增加的应力时，表现为连续应变特征，而非单一ZrO2材料的脆性断裂特征，这是因为亚微米氧化物晶体纤维提供了复合增强效果。
从图4的导热系数曲线可以看出：利用本发明的技术方案得到的ZrO2复合材料在600℃的导热系数为0.036W/m·K，1000℃的导热系数为0.123W/m·K，具有优异的隔热性能。
实施例2
1)称取320g莫来石纤维，在1400℃高温煅烧2h，冷却至室温后，将其分散在960kg水溶液中，加入分散助剂十二烷基苯磺酸钠4.8kg，然后在带抽滤和加压的模具中，压制形成纤维预制体湿坯，在微波干燥箱中以3KW的功率，干燥20min，获得干燥后的纤维预制体；
2)将1.6kg聚醋酸氧锆前驱体溶解在18kg乙醇中，加入6.2kg碳酸铵，搅拌均匀后，将其真空负压吸入含有干燥纤维预制体的真空罐中，获得复合材料湿坯；
3)将复合材料湿坯置于90℃烘箱中进行固化24h，脱模后置于带搅拌的乙醇和体积比1:2正硅酸四乙酯/乙醇中分别浸泡24h，利用微波干燥6KW，干燥30min即可得到含有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料。
实施例3
1)称取350g氧化锆纤维，在1600℃高温煅烧2h，冷却至室温后，将其分散在1400kg水溶液中，加入分散助剂十二烷基苯磺酸钠8.4kg，在带抽滤和加压的模具中，压制形成纤维预制体湿坯，在微波干燥箱中以3KW的功率，干燥30min，获得干燥后的纤维预制体；
2)将0.7kg聚丙烯酸锆前驱体溶解在8kg乙醇中，加入3.7kg六亚甲基四胺，搅拌均匀后，将其真空负压吸入含有干燥纤维预制体的真空罐中，获得复合材料湿坯；
3)将复合材料湿坯置于80℃烘箱中进行固化24h，脱模后置于带搅拌的乙醇和体积比1:1正硅酸四乙酯/乙醇中分别浸泡24h，利用微波干燥6KW，干燥30min即可得到含有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料。

Claims (10)

1.一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1)将长径比大于350，直径小于3μm的亚微米氧化物晶体纤维进行高温煅烧，冷却后将其分散在水溶液中，在带抽滤和加压的模具中，通过抽真空加压获得体积密度150kg/m3-200kg/m3的纤维预制体，利用微波干燥方式将纤维预制体中的水分除去；
2)配制含有有机聚锆前驱体的醇溶液，质量百分浓度为7％-10％，然后加入碱性催化剂搅拌均匀；
3)利用真空浸渍技术，将步骤2)的溶液中浸入步骤1)干燥好的预制体，升温至70-90℃固化获得复合材料湿坯；将湿坯依次在无水乙醇，正硅酸四乙酯/乙醇混合溶液中浸泡10-50h后，将复合材料湿坯干燥获得最终含有介孔结构的ZrO2复合隔热材料。
2.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤1)的亚微米氧化物晶体纤维为氧化锆纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、石英纤维中的任一种。
3.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤1)的水溶液为：加入了分散助剂十六烷基磺酸钠或者十二烷基苯磺酸钠的水溶液，水溶液中分散助剂的质量百分浓度为0.5％～1％。
4.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述亚微米氧化物晶体纤维与水溶液的质量比为1:2000～4000。
5.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤1)的亚微米氧化物晶体纤维的高温煅烧温度为1000～2000℃，煅烧时间为1～3小时。
6.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤2)有机聚锆前驱体为聚乙酰丙酮锆、聚醋酸氧锆或者聚丙烯酸锆；所述亚微米氧化物晶体纤维与有机聚锆前驱体的质量比为1:2～10。
7.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤2)的醇为甲醇或者乙醇。
8.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤2)碱性催化剂为六亚甲基四胺或者碳酸铵，有机聚锆前驱体与碱性催化剂的摩尔比为1:4～12。
9.如权利要求1所述的一种具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料的制备方法，其特征是，所述步骤3)正硅酸四乙酯/乙醇混合溶液中正硅酸四乙酯和乙醇体积比1:1～4；干燥为真空干燥、微波干燥或超临界干燥。
10.权利要求1-9中任一项所述的制备方法所制备的介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料。
CN202011502230.XA 2020-12-18 2020-12-18 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法 Active CN112645729B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011502230.XA CN112645729B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011502230.XA CN112645729B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112645729A true CN112645729A (zh) 2021-04-13
CN112645729B CN112645729B (zh) 2022-11-29

Family

ID=75354883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011502230.XA Active CN112645729B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112645729B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113716970A (zh) * 2021-09-23 2021-11-30 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法
CN113896515A (zh) * 2021-10-11 2022-01-07 航天特种材料及工艺技术研究所 一种可调控热膨胀系数的复合材料及其制备方法
CN115286406A (zh) * 2022-07-25 2022-11-04 中国人民解放军国防科技大学 一种纤维增强氧化锆陶瓷基复合材料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04124073A (ja) * 1990-09-12 1992-04-24 Shinagawa Refract Co Ltd ジルコニア質複合耐火断熱材
CN102503355A (zh) * 2011-10-18 2012-06-20 浙江大学 纤维/ZrO2气凝胶复合材料的制备方法
CN103274665A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 山东省科学院新材料研究所 铝氧纳米纤维增强SiO2气凝胶的制备方法
CN103821239A (zh) * 2014-03-13 2014-05-28 北京科技大学 一种新型阻燃的纳米孔SiO2多级复合绝热板及其制备方法
CN105837244A (zh) * 2016-04-01 2016-08-10 山东省科学院新材料研究所 一种环保型硅酸镁纤维毡增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法
CN108483493A (zh) * 2018-05-28 2018-09-04 山东省科学院新材料研究所 一种高强度氧化锆气凝胶的制备方法
CN109384459A (zh) * 2018-11-23 2019-02-26 航天特种材料及工艺技术研究所 一种纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4124073B2 (ja) * 2003-09-17 2008-07-23 株式会社ティ・カトウ 木材の結合金具

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04124073A (ja) * 1990-09-12 1992-04-24 Shinagawa Refract Co Ltd ジルコニア質複合耐火断熱材
CN102503355A (zh) * 2011-10-18 2012-06-20 浙江大学 纤维/ZrO2气凝胶复合材料的制备方法
CN103274665A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 山东省科学院新材料研究所 铝氧纳米纤维增强SiO2气凝胶的制备方法
CN103821239A (zh) * 2014-03-13 2014-05-28 北京科技大学 一种新型阻燃的纳米孔SiO2多级复合绝热板及其制备方法
CN105837244A (zh) * 2016-04-01 2016-08-10 山东省科学院新材料研究所 一种环保型硅酸镁纤维毡增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法
CN108483493A (zh) * 2018-05-28 2018-09-04 山东省科学院新材料研究所 一种高强度氧化锆气凝胶的制备方法
CN109384459A (zh) * 2018-11-23 2019-02-26 航天特种材料及工艺技术研究所 一种纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王铎: "ZrO2纤维/气凝胶复合材料的制备与结构研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113716970A (zh) * 2021-09-23 2021-11-30 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法
CN113896515A (zh) * 2021-10-11 2022-01-07 航天特种材料及工艺技术研究所 一种可调控热膨胀系数的复合材料及其制备方法
CN115286406A (zh) * 2022-07-25 2022-11-04 中国人民解放军国防科技大学 一种纤维增强氧化锆陶瓷基复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112645729B (zh) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112645729B (zh) 具有介孔结构的耐高温氧化锆复合隔热材料及其制备方法
Hong et al. Development of textured mullite by templated grain growth
CN103553616B (zh) 原位生长SiC纳米线增强C/SiC复合材料及其制备方法
CN113246556B (zh) 一种超轻质隔热耐冲刷的功能一体化复合材料及制备方法
CN108751969B (zh) 一种耐高温、隔热、透波陶瓷基复合材料及其制备方法
US6620458B2 (en) Method to produce alumina aerogels having porosities greater than 80 percent
CN114524638B (zh) 一种超低热导率纳米纤维气凝胶复合材料及其制备方法
CN103614808B (zh) 带有绒毛状晶须的莫来石纤维及制备方法
CN114516657B (zh) 一种高熵氧化物陶瓷纳米晶及其制备方法和应用
Gu et al. Novel high‐temperature‐resistant Y2SiO5 aerogel with ultralow thermal conductivity
CN115849949B (zh) 高强度低热导率陶瓷气凝胶材料的制备方法
CN111943704A (zh) 一种可重复使用的耐高温纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN115433018B (zh) 一种碳化硅陶瓷片及其制备方法
Yin et al. Porous SiC-Si2N2O-Si3N4 composite ceramics with excellent EMW absorption properties prepared by gelcasting and carbonthermal reduction
CN114685149A (zh) 一种功能化氧化铝陶瓷纤维及制备方法
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
CN113045318B (zh) 一种亚微米级碳化物陶瓷中空微球及制备方法
CN113248263B (zh) Si3N4w/Si预制体及利用该预制体制备Si3N4w/Si3N4复合材料的方法
CN114394612A (zh) 一种耐高温、低密度氧化铝纳米棒气凝胶及其制备方法
CN111606727B (zh) 高温透波隔热一体化纤维增强γ-(Y1-xHox)2Si2O7多孔固溶体及制备方法
CN115417669A (zh) 高硅氧玻璃纤维增强焦磷酸锆基复合材料及其制备方法
CN114874026A (zh) 一种高强度纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备方法
CN112279637A (zh) 氧化铝纤维-镁铝尖晶石多孔陶瓷及其制备方法
Pan et al. Densification of SiCf/mullite composite via vacuum pressure impregnation process towards excellent mechanical and microwave absorbing performance
CN113735615B (zh) 一种微纳米纤维复合锆酸钆多孔陶瓷及其制备方法和应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant