CN114907091B - 一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法 - Google Patents

一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土‑硅基气凝胶复合材料的制备方法，解决了目前核工业中玻璃棉纤维保温材料受到高温和高能射线的长时间作用而发生性能裂化的问题。本发明包括在硅基溶胶中加入可溶性稀土前驱盐，制备硅基‑稀土基溶胶，在模具内平铺好已预处理的增强纤维，将制备好的硅基‑稀土基溶剂缓慢倒入模具内，当模具内的增强纤维完全浸润后获得湿凝胶复合材料，再进行老化、超临界干燥，得到硅基‑稀土基复合气凝胶复合材料，然后制备抗辐照涂层进行浸渍，待其凝胶后进行干燥、烧结，得到耐高温、抗辐照气凝胶复合材料。该方法先采用热中子(n,γ)吸收截面较大的可溶性稀土与硅基溶胶复合制备耐辐照的复合材料后，再用难溶性稀土盐与硅溶胶混合制备抗辐照涂层，既保留了气凝胶复合材料优异的隔热保温性能，又改善了复合材料的力学性能和耐温性能，还大大增强了材料的抗辐照能力，本发明制备的复合材料在核武器、核工业领域均具有良好的应用前景。

Description

一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于无机纳米复合材料制备技术领域，特别是一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法。
背景技术
核反应堆回路系统在运行过程会产生大量的高温高辐照的环境，使得设备、管道表面温度很高，为保证设备、管道处于良好的工作状态，必须安装相应的保温材料。保温材料除了隔热保温外，还需具备γ辐照的屏蔽性能，降低核反应堆回路系统的环境辐照剂量，保障核反应堆装置的安全性、稳定性和可靠性。
传统核反应堆热力设备管道保温材料一般采用玻璃棉为主体材料，玻璃棉能承受一定的放射性辐照，但受到高温和长时间的高能射线，玻璃棉容易脆化、粉化等现象，导致玻璃棉的隔热保温和辐照屏蔽的性能变差。近年来，有提出使用无机纳米多孔气凝胶复合材料作为核反应堆的隔热保温材料，其纳米颗粒骨架结构和纳米尺寸孔径分布范围，使气凝胶具有极低的热导率，是目前隔热性能最好的固态材料，但辐照屏蔽有限，限制了该材料在核反应堆的应用。
传统的辐射屏蔽层中采用的主要材料有铅、硼-10和镉，对能量在40-88keV的射线存在弱吸收区。近年来，因稀土元素热中子吸收截面较大而备受关注，各研究者纷纷提出将稀土元素引入辐射屏蔽层，替代传统的辐射屏蔽材料。中国专利CN 110563435 A中公开了一种兼具辐照屏蔽效应和隔热保温性能的稀土基气凝胶及其制备方法，将气凝胶基体材料和稀土基材料复合，制备出辐照屏蔽性和防火隔热保温性相结合的复合材料，然而该专利中的稀土基凝胶材料的辐射屏蔽效应较弱，不能满足广域应用。此外，最重要的是，该方法依然不能很好的解决现有材料的辐射粉化问题，由该方法制备的稀土基凝胶的机械强度依然较低，类似的方案还有CN 112320833 A和CN 112320809 A。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对传统保温材料受到高温、高能射线后容易失效，传统辐射屏蔽层存在弱吸收区的问题，提供一种新型的材料，将保温隔热层和辐射屏蔽层合二为一，一方面可以实现高辐射剂量的稳定吸收，另一方面解决的现有稀土基凝胶材料的机械强度不够的问题。具体的，本文将可溶性稀土盐引入硅基气凝胶复合材料，同时在其表面涂覆抗辐照的稀土涂层，解决了传统保温材料受到高温、高能射线后失效，传统辐射屏蔽层存在弱吸收区的问题，在核工业、核武器等领域有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将有机硅源、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：(2-10)：(1-3)混合，在常温下搅拌10-30min，得到硅基溶液；
(2)按可溶性稀土盐：有机硅源质量比(0.1-0.6)：1在(1)中加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌20-40min，得到稀土-硅基混合溶液；
(3)在(2)中缓慢加入无机酸，调节溶液pH值为1-3，静置0.5-8h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入骨架增强剂并低温搅拌，搅拌时间为20-60min，骨架增强剂的加入量为可溶性稀土盐质量的20-150wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶；
(5)将增强纤维浸于硝酸溶液中，浸泡12-24h后取出，并用去离子水冲洗3-5次后，置于烘箱中100-150℃，烘3-5h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度0-10℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压60-120min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于30-60℃的恒温室中老化24-72h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行超临界干燥处理，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将难溶性稀土盐：助熔剂(按重量比计)为1：(1-3)混合均匀，得到填料；
(10)在硅溶胶中加入一定量的分散剂，待其溶解后，将步骤(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌4-8h，其中硅溶胶与填料的质量比为(2-5):1，得到浆料。
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度0-10℃，充氮气加压至3-5MPa，保压60min，再加压至6-10MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(11)中材料置于60℃烘箱内干燥8-24h，再升温至120℃，干燥12-24h；
(13)将步骤(12)中材料进行烧结，烧结温度为450-600℃，保温1-2h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
进一步的，步骤(1)中的有机硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或多种，当混合时为任意比例；可溶性稀土盐为水合硝酸稀土盐、水合氯化稀土盐、水合硫酸稀土盐中一种或多种，当混合时为任意比例，其中，稀土盐的稀土元素为镧、钆、钇中的一种或多种；
进一步的，步骤(3)中的无机酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种，当混合时为任意比例；
进一步的，步骤(4)中骨架增强剂为环氧丙烷、环氧乙烷、甲酰胺、聚丙烯酸中的一种或多种，当混合时为任意比例；低温搅拌时指在2-8℃下搅拌；滴加的速率为30-300ml/min；
进一步的，步骤(5)中增强纤维为岩棉、玻璃纤维、硅酸铝纤维、高硅氧纤维中的一种；
进一步的，步骤(8)中所述的超临界干燥方式为CO2超临界干燥，CO2超临界干燥工艺为：气凝胶在CO2气体的保护下，干燥温度为40-60℃，高压釜压力控制为8-12MPa，反应时间为4-12h；乙醇超临界干燥工艺为：气凝胶在氮气气体的保护下，干燥温度为260-320℃，高压釜压力控制为8-12MPa，反应时间为4-12h；
进一步的，步骤(9)中的难溶性稀土盐为锆酸稀土、钛酸稀土中一种或多种，当混合时为任意比例，其中，稀土盐的稀土元素为镧、钐、钆中的一种或多种；助熔剂为B2O3、Bi2O3、ZnO、K2O中一种或多种，当混合时为任意比例；
进一步的，步骤(10)中的分散剂为十二烷基磺酸钠、偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基芳基磺酸盐中一种，添加量为硅溶胶质量的10-30wt％；硅溶胶固含量为20％-40％。
本发明还涉及采用上述制备方法得到的表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。经检测，在辐照箱内，温度400±10℃，经7.98×105Gy射线辐照剂量后，材料的色泽、重量、外形均无明显变化，热导率(常温-800℃)也基本一致，具体为0.016-0.070W/(m·K)；同时该材料具有优异的阻燃性能，达A1级别。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用程序化加压浸渍，并采用低温抑制硅溶胶的凝胶速率，使涂层能有效填补孔隙，在材料表面形成抗辐照涂层。
2、采用硅溶胶作为涂层的基料，二氧化硅颗粒均匀的分布在溶剂中，而且有一定流动性和稠度，在增加溶胶电解质和提高环境温度时会凝胶，提高了涂层与材料表面的结合力。
3、本发明提供表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法，制得的复合材料具有较低的热导率。
4、本发明提供具有辐照屏蔽性能的气凝胶保温隔热复合材料的制备方法，制得的复合材料具有较好的辐照屏蔽性能。
5、本发明提供具有辐照屏蔽性能的气凝胶保温隔热复合材料的制备方法，制得的复合材料的力学性能和耐温性能均得到了提升。
6、本发明制备的表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料解决了核反应堆中传统材料因高温和高能射线下失效的问题，填补了传统辐照屏蔽层存在弱吸收区，在核工业中具有广泛的应用前景，也适用于核武器元器件的保温隔热。
附图说明
图1是本发明制备方法的工艺流程示意图。
图2是具体实施例1制备得到的复合材料经辐照(温度400±10℃，γ射线辐照剂量7.98×105Gy)前后的表观形貌图。
图3是对比例1制备得到的复合材料经辐照(温度400±10℃，γ射线辐照剂量7.98×105Gy)前后的表观形貌图。
图4是对比例2制备得到的复合材料经辐照(温度400±10℃，γ射线辐照剂量7.98×105Gy)前后的表观形貌图。
图5是具体实施例1制备得到的复合材料经辐照(温度400±10℃，γ射线辐照剂量7.98×105Gy)前后的微观形貌图。
具体实施方式
以下通过实施例进一步详细描述本发明，但这些实施例不应认为是对本发明的限制。
实施例1：
(1)正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：5：2混合，在常温下搅拌15min，得到硅基溶液；
(2)水合硝酸钆：有机硅源质量比0.4：1加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌20min，得到稀土-硅基混合溶液；
(3)在(2)中缓慢加入盐酸，调节溶液pH值为2，静置3h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入环氧丙烷并在5℃搅拌，搅拌时间为30min，环氧丙烷的加入量为可溶性稀土盐质量的80wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶，其中，滴加速率为50ml/min；
(5)将玻璃纤维浸于硝酸溶液中，浸泡12h后取出，并用去离子水冲洗3次后，置于烘箱中105℃，烘3h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度2℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压60min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于45℃的恒温室中老化48h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行乙醇超临界干燥处理，温度为280℃，高压釜压力控制在8MPa，反应时间为10h，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将锆酸镧：(B2O3+Bi2O3)为1：1混合均匀，得到填料；
(10)在固含量为30％的硅溶胶中加入15wt％的十二烷基磺酸钠，待其溶解后，将步骤(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌4h，其中硅溶胶与填料的质量比为3:1，得到浆料；
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度2℃，充氮气加压至4MPa，保压60min，再加压至8MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(11)中材料置于60℃烘箱内干燥8h，再升温至120℃，干燥14h；
(13)将步骤(12)中材料进行烧结，烧结温度为550℃，保温1h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
实施例2：
(1)正硅酸甲酯、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：2：1.5混合，在常温下搅拌10min，得到硅基溶液；
(2)水合氯化钇：有机硅源质量比0.6：1加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌30min，得到稀土-硅基混合溶液；
(3)在(2)中缓慢加入硝酸，调节溶液pH值为2.8，静置2h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入环氧乙烷并在8℃搅拌，搅拌时间为20min，环氧丙烷的加入量为可溶性稀土盐质量的50wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶，其中，滴加速率为30ml/min；
(5)将岩棉浸于硝酸溶液中，浸泡12h后取出，并用去离子水冲洗3次后，置于烘箱中100℃，烘4h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度5℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压90min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于50℃的恒温室中老化24h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行乙醇超临界干燥处理，温度为280℃，高压釜压力控制在10MPa，反应时间为8h，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将(锆酸镧+钛酸钆)：(B2O3+K2O)为1：3混合均匀，得到填料；
(10)在固含量为20％的硅溶胶中加入30wt％的偏硅酸钠，待其溶解后，将步骤
(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌4h，其中硅溶胶与填料的质量比为2：1，得到浆料；
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度2℃，充氮气加压至3MPa，保压60min，再加压至10MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(11)中材料置于60℃烘箱内干燥10h，再升温至120℃，干燥12h；
(13)将步骤(12)中材料进行烧结，烧结温度为500℃，保温1h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
实施例3：
(1)正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：8：3混合，在常温下搅拌30min，得到硅基溶液；
(2)水合硫酸镧：有机硅源质量比0.6：1加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌20min，得到稀土-硅基混合溶液；
(3)在(2)中缓慢加入硫酸，调节溶液pH值为1.5，静置1h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入环氧丙烷和甲酰胺的混合溶液，并在2℃搅拌，搅拌时间为40min，骨架增强剂的加入量为可溶性稀土盐质量的120wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶，其中，滴加速率为100ml/min；
(5)将高硅氧纤维浸于硝酸溶液中，浸泡24h后取出，并用去离子水冲洗3次后，置于烘箱中120℃，烘3h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度10℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压60min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于30℃的恒温室中老化72h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行CO2超临界干燥处理，温度为60℃，高压釜压力控制在12MPa，反应时间为8h，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将钛酸钐：(B2O3+ZnO)为1：2混合均匀，得到填料；
(10)在固含量为40％的硅溶胶中加入10wt％的十二烷基磺酸钠，待其溶解后，将步骤(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌5h，其中硅溶胶与填料的质量比为4：1，得到浆料；
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度8℃，充氮气加压至5MPa，保压60min，再加压至10MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(9)中材料置于60℃烘箱内干燥8h，再升温至120℃，干燥24h；
(13)将步骤(10)中材料进行烧结，烧结温度为600℃，保温2h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
实施例4：
(1)(正硅酸乙酯+正硅酸甲酯)、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：10：3混合，在常温下搅拌20min，得到硅基溶液；
(2)水合硝酸钆：有机硅源质量比0.2：1加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌40min，得到稀土-硅基混合溶液；
(3)在(2)中缓慢加入盐酸，调节溶液pH值为2.5，静置6h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入环氧丙烷和聚丙烯酸并在6℃搅拌，搅拌时间为60min，骨架增强剂的加入量为可溶性稀土盐质量的40wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶，其中，滴加速率为120ml/min；
(5)将硅酸铝纤维浸于硝酸溶液中，浸泡24h后取出，并用去离子水冲洗4次后，置于烘箱中150℃，烘3h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度0℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压120min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于60℃的恒温室中老化24h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行超临界干燥处理，温度为50℃，高压釜压力控制在12MPa，反应时间为12h，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将(锆酸镧+钛酸钆)：(B2O3+Bi2O3+K2O)为1：1混合均匀，得到填料；
(10)在固含量为20％的硅溶胶中加入30wt％的(二硅酸钠+十二烷基磺酸钠)，待其溶解后，将步骤(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌8h，其中硅溶胶与填料的质量比为2：1，得到浆料；
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度5℃，充氮气加压至3MPa，保压60min，再加压至6MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(9)中材料置于60℃烘箱内干燥24h，再升温至120℃，干燥12h；
(13)将步骤(10)中材料进行烧结，烧结温度为600℃，保温1h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
对比例1：
和实施例1相比，没有加入水合硝酸钆，也没在表面涂覆抗辐照涂层，其他步骤与实施例1一致。
对比例2：
和实施例1相比，加入水合硝酸钆，而没在表面涂覆抗辐照涂层，其他步骤与实施例1一致。
实验例：
将上述实施例和对比例得到的表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料、纯的SiO2气凝胶复合材料、未表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料，在辐照箱内(温度400±10℃，γ射线辐照剂量7.98×105Gy)测试后，测试辐照前后复合材料的性能如下表所示。
Figure BDA0003561429110000121
结果分析：通过实施例1和对比例的比较，实施例1制备的复合材料辐照前后的表观形貌基本无变化(见附图2)，常温热导率仅微量增加，高温热导率200-400℃有轻微降低的趋势，600℃、800℃基本一致。而对比例1制备的复合材料辐照后的外观出现了明显的收缩，开裂严重(见附图3)，其常温热导率明显增加，为辐照前的2.5-3倍，高温热导率因开裂严重无法检测，隔热效果变差。对比例2制备的复合材料辐照后的外观出现了收缩，局部表面开裂，其常温和高温热导率均出现了增加。从TEM照片(见附图5)也可看出，实施例1制备的复合材料的纤维及气凝胶形态辐照前后基本一致，未发生变化。实施例1制备的复合材料的抗拉强度相比对比例，提高了1倍，而热重收缩温度也提升至900℃。以上结果体现了在纯SiO2气凝胶复合材料中掺杂稀土元素，可以一定程度地提高γ射线的屏蔽效果，抗压强度和热重收缩温度也稍有改善，但辐照后材料表面出现了开裂，其隔热效果下降，影响使用。在稀土-硅基气凝胶复合材料的表面涂覆抗辐照涂层制备的材料，不仅能有效屏蔽γ射线，保留复合材料优异的隔热性能，有效解决了保温材料在高温和高能射线下失效的问题，还能提高复合材料本身的力学性能和耐温性能。
通过实施例1和对比例的基本性能的比较，说明实施例的制备方法明显优于对比例。

Claims (8)

1.一种表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将有机硅源、无水乙醇、去离子水按摩尔比1：(2-10)：(1-3)混合，在常温下搅拌10-30min，得到硅基溶液；
(2)按可溶性稀土盐：有机硅源质量比(0.1-0.6)：1在(1)中加入可溶性稀土盐，在常温下搅拌20-40min，得到稀土-硅基混合溶液；可溶性稀土盐为水合硝酸稀土盐、水合氯化稀土盐、水合硫酸稀土盐中一种或多种，当混合时为任意比例，其中，稀土盐的稀土元素为镧、钆、钇；
(3)在(2)中缓慢加入无机酸，调节溶液pH值为1-3，静置0.5-8h，得到稀土-硅基水解液；
(4)向步骤(3)中以滴加的方式加入骨架增强剂并低温搅拌，搅拌时间为20-60min，骨架增强剂的加入量为可溶性稀土盐质量的20-150wt％，得到澄清的稀土-硅基复合溶胶；骨架增强剂为环氧丙烷、环氧乙烷、甲酰胺、聚丙烯酸中的一种或多种，当混合时为任意比例；低温搅拌时指在2-8℃下搅拌；
(5)将增强纤维浸于硝酸溶液中，浸泡12-24h后取出，并用去离子水冲洗3-5次后，置于烘箱中100-150℃，烘3-5h，室温冷却；
(6)将步骤(5)中的纤维平铺在模具内，放置在浸渍釜内，保持釜内温度0-10℃，并将釜内压强抽真空至-0.1MPa，再将(4)中的复合溶胶缓慢放入模具内，待其完全浸润后，保压60-120min，结束浸渍，得到湿凝胶复合材料；
(7)将步骤(6)中的湿凝胶表面添加无水乙醇并密封，置于30-60℃的恒温室中老化24-72h；
(8)将步骤(7)中湿凝胶复合材料进行超临界干燥处理，得到稀土-硅基复合材料；
(9)将难溶性稀土盐：助熔剂按重量比为1：(1-3)混合均匀，得到填料；难溶性稀土盐为锆酸稀土、钛酸稀土中一种或多种，当混合时为任意比例，其中，稀土盐的稀土元素为镧、钐、钆；助熔剂为B2O3、Bi2O3、ZnO、K2O中一种或多种，当混合时为任意比例；
(10)在硅溶胶中加入一定量的分散剂，待其溶解后，将步骤(9)中的填料加入到硅溶胶中，并置于冰水浴中搅拌4-8h，其中硅溶胶与填料的质量比为(2-5):1，得到浆料；
(11)将步骤(10)中的浆料倒入装有步骤(8)制备的稀土-硅基复合材料的容器内，并放置在高压釜内，保持釜内温度0-10℃，充氮气加压至3-5MPa，保压60min，再加压至6-10MPa，保压60min，最后降压至常压，结束浸渍；
(12)将步骤(11)中材料置于60℃烘箱内干燥8-24h，再升温至120℃，干燥12-24h；
(13)将步骤(12)中材料进行烧结，烧结温度为450-600℃，保温1-2h，得到表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中的有机硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或多种，当混合时为任意比例。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中的无机酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种，当混合时为任意比例。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中滴加的速率为30-300ml/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中增强纤维为岩棉、玻璃纤维、硅酸铝纤维、高硅氧纤维中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(8)中所述的超临界干燥方式为CO2超临界干燥或乙醇超临界干燥，CO2超临界干燥工艺为：气凝胶在CO2气体的保护下，干燥温度为40-60℃，高压釜压力控制为8-12MPa，反应时间为4-12h；乙醇超临界干燥工艺为：气凝胶在氮气气体的保护下，干燥温度为260-320℃，高压釜压力控制为8-12MPa，反应时间为4-12h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(10)中的分散剂为十二烷基磺酸钠、偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基芳基磺酸盐中一种，添加量为硅溶胶质量的10-30wt％；硅溶胶固含量为20％-40％。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述方法制备的表面涂覆抗辐照涂层的稀土-硅基气凝胶复合材料。
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