JPS63225791A - 高温熱絶縁体 - Google Patents

高温熱絶縁体

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JPS63225791A JP63037345A JP3734588A JPS63225791A JP S63225791 A JPS63225791 A JP S63225791A JP 63037345 A JP63037345 A JP 63037345A JP 3734588 A JP3734588 A JP 3734588A JP S63225791 A JPS63225791 A JP S63225791A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温度用の本質的にセラミック材料からなる
熱絶縁体及び熱絶縁体の製造法に関づる。
〔従来技術〕
熱絶縁体には種々のａ造が知られている。熱絶縁体は本
質的にはその材料及びその熱伝導性ならびに絶縁層の厚
さに特徴がある。宇宙船技術の応用の場合には、さらに
基準として熱絶縁体を被覆するための重量も大きな役割
を演じＣいて、すなわら、重量はできるかぎり少ないこ
とが要求される。通常の密な熱絶縁体は重量に関して満
足できる要求を満していない。
本発明には最初に述べた種類の高温度でイＪ効な熱保朧
及び特別に重量の少ない熱絶縁体を創造するという課題
がある。
その課題は特許請求の範囲第１項記載の特徴部により、
すなわち、高温度用の本質的にセラミック材料からなり
、時間的に制限された熱作用に対する熱保護形成のため
に多数の反射層からなる熱絶縁体により解決される。
反０１層−パケット上に輻射される熱エネルギーはすく
なくとも一部分は反１１４により反射される。
多重反射により、最終的には第１の層を透過する輻射熱
は次第にすみやかに完全に反射され、その結果ただ重要
でないエネルギー量のみが遮蔽された空間に透過する。
多数の反射層から構成される熱絶縁体は高温技術の領域
では公知であり、その際室温以下にある空間は外部温度
から絶縁されねばならない。室温度の範囲で動く温度が
然側では重要であり、特にこの温度範囲で安定であり、
その際換言すれば反射力が時間の経過に対して変化なく
とどまる材料の幅広いパレットが反射層に使用される。
１０００℃及びそれ以上のＲｔａ度の範囲でそのような
熱絶縁体を使用することは、すくなくとも２つの要因が
対立している。反ｏ４ｆｉｌとして適している耐高湿性
金属は酸化され、そのため金属の安定性は失われる。さ
らに反０４層が時間と共に遮蔽温度に過熱されると層の
熱絶縁能力はそのために失われる。
この要因は本発明により克服される。本発明Ｃは時間的
に制限される熱衝撃の際熱保護としての多重反射が高い
温度水準で使用される。そこでの反射層は耐温度性セラ
ミック材料から構成されている。そのため、高温度での
応用の場合、４２ｔが少ないという利益がそのような絶
縁体に利用できる。
反射層は２０から２００μｍの範囲の非常に薄い膜から
構成されるのが好ましい。
さらに本発明の構成によればセラミック薄膜は片１側の
耐温度性材料の特別な肖金嵐またはその合金で被覆され
、その際この層は０．２μ而またはそれよりわずか少な
い厚さである。これでもつで金属の高反射能力が利用さ
れる。セラミックー金属の複合体は宇宙船できわめて重
要な反射層−絶縁体の利用及び製造を与える。優れた反
射表面を有するセラミック塞板は主として完全な金属反
射層に比較してその重量に関して本質的により軽くなり
、特に優れた反射力を保持して実質的に安い絶縁体を提
供している。そのような反射層はまた酸化されない貴金
属に基づき安定である。
白金−ＩＪラジウム金は金属層としてＯジウムの高い反
射能力及び混晶合金による強度増加に基づき好ましい。
本発明の他の構成によれば、セラミック層は例えばムラ
イト（Ｈｕｌｌｉｔ）　、ＡＪ　２０３のようなぜシミ
ツクから単一層に含浸され、焼結され、積み重ねして構
成される。単一層は長繊維から成り、それは平らに無秩
序に配向され均一に分配されている。多くのかくのごと
き単一層は積み重ねられ、このましくはゲル−ゾル法で
含浸される。その含浸材料はムライトまたは酸化アルミ
ニウムである。
このようにして製造される繊維マットはひきつづき必要
とあれば高温度で乾燥し、最終的に焼結される。
そのように製造された繊維マットはゾル−ゲル法により
得られる超均−性の微粉末の含浸材料及びセラミックｍ
Ｈの硬化に基づき通常のセラミックに対して著しく割れ
感度が減少し、適した反射層を示している。かくのごと
きセラミック層の厚さは最小２０μｍまでにすることが
できる。
ステーブルファイバのなかの含浸材の部分を高めるため
に、第２のそしてざらに含浸過程を行なうことができる
。ゲルの液体部分が高いので繊維マットは乾燥過程のあ
いだで強い収縮を受りる。
約０．１μｍの粒径の細かいセラミック粉末がゲルに加
えられるときには反対に作用する。焼結のために含浸さ
れ、乾燥されたＪｌｌｆｔマットは接着しない表面を持
つ基盤となる層の上に置かれ、比較的に薄い繊維マット
が収縮工程で損傷しないように保たれる。他の場合には
、基盤となる層の上にマットが粘着し、収縮運動に抵抗
するときに割れが生じる。
本発明の別の構成によれば反射層は片側だけ異なる屈折
率を有する多数の薄い酸化物層をもって被覆される。こ
の被覆はすでに金属層で設けられたセラミック基板の上
に行われるのが好ましい。
酸化物層をもって反射能力かたかめられるので、応用時
に酸化物被覆による使用は必要な反射層の数を減少する
ことになる。
反射層に対するスベーナーとして、特別に例えばムライ
トまたは酸化アルミニウムからの耐温度性繊維毛が適し
、１０００℃以下の温度に対し又は酸化ケイ素が適して
いる。薄い反射膜の支持は小さな間隔で、同時に絶縁体
単位の製造に対して反射層の組ｑに木質的な製造技術内
筒単化を提供している。
次に本発明の実施例を図面を参照し１説明する。
第１図には４つの反射層１１かうなり、その間にスペー
サーとして繊維毛１２が設けられている平面状の熱絶縁
体１０が示されている。片側からの熱作用は熱絶縁体１
０の熱輻躬１３の多重反射により反ａＡ）１１１にさま
たげられ、その結果空間１５は熱絶縁体１０の他側では
熱作用を受けない。
反射層１１は本質的にセラミック材料から構成される。
セラミック膜の製造には３μｍの細いセラミック繊維２
１から多数の単一層２０が製造される。単一層２０は長
繊維２１が不規則に配向し、均一に１つの平面に分配さ
れている繊維層から構成されている。所望の厚さにより
相当する数のセラミック層３０の単一１２０が積み重ね
られ、積み重ね３０を硬化するために含浸剤３３をもっ
て含浸し、最終的に乾燥し、焼成覆る。
ここに記述される熱絶縁体１０の熱絶縁作用は反射層１
１の反射能力と、その数により決定される。
反射層１１の数をできるかぎり少なくするためにセラミ
ック膜３０は貴金属またはその合金をもってたとえばＰ
ｔＲｈで被覆される。この金属層は非常に薄くすること
ができ、熱輻射透過値をできるかぎり低く保つために０
．２μ雇を手回ってはならない。金属被覆３１にたとえ
ば金ｆ１酸化物から成る異なる屈折率を有するさらに薄
い被覆３２を設けることによりそれ以上の改善が達成で
きる。
かくして第１及び第２の屈折率を交替にした層を持たせ
ることができる。それで反射能力を屈折率γ＝１の値に
することができる。この方法で反射層の数をさらに減少
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示し、第２図及び第３図は第
１図の詳細を示す図である。 １０・・・・・・熱絶縁体、　　１１・・・・・・反射
層、１２・・・・・・繊維毛、　　　１３・・・・・・
熱輻射、１４・・・・・・熱反射、　　　１５・・・・
・・空間、２０・・・・・・単一層、　　　２１・・・
・・・長繊維、３０・・・・・・セラミック層、３１・
・・・・・金属被覆、３２・・・・・・被覆、　　　　
３３・・・・・・含浸剤。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）高温度用の本質的にセラミック材料からなり、時
    間的に制限された熱作用に対する熱保護形成のために多
    数の反射層（１１）からなることを特徴とする熱絶縁体
    。
  2. （２）前記反射層（１１）がミクロンメートル（μｍ）
    範囲及びそれ以下の金属薄膜であることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載による絶縁体。
  3. （３）前記反射層（１１）が含浸され、焼成された単一
    繊維層（２０）からの積み重ね（３０）からなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載のいず
    れか１つによる絶縁体。
  4. （４）前記繊維（２１）がムライトまたは酸化アルミニ
    ウムからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第３項記載のいずれか１つによる絶縁体。
  5. （５）前記反射層が特別に貴金属または貴金属合金の耐
    温度性材料をもって被覆されることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第４項記載のいずれか１つによる絶
    縁体。
  6. （６）前記反射層の表面が異なる屈折率を有する多数の
    薄い酸化物被覆（３２）を持つていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第５項記載のいずれか１つに
    よる絶縁体。
  7. （７）前記反射層（１１）の間に耐温度性の繊維毛（１
    ２）が間隔スペーサーとして設けられることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項から第６項記載のいずれか１つ
    による絶縁体。
  8. （８）不規則に配向した繊維からの繊維マットがセラミ
    ック材料から製造され、前記繊維マットがすくなくとも
    一度含浸され乾燥され、最後に焼結されることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載による熱絶縁用反射層の
    製造方法。
  9. （９）単一層の積み重ねとして前記繊維マットが組み立
    てられ、前記単一層が平らに不規則に配向し、均一に分
    配された長繊維から構成されることを特徴とする特許請
    求の範囲第６項記載による方法。
  10. （１０）前記繊維マットがゾル−ゲル法で含浸され温度
    を高くして乾燥されることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項及び第６項記載のいずれか１つに方法。
  11. （１１）ゲルにセラミック粉末が加えて混合されること
    を特徴とする特許請求の範囲第８項記載による方法。
  12. （１２）含浸され乾燥された繊維マットが接着しない表
    面をもつ下部層に置かれ、焼成することを特徴とする特
    許請求の範囲第５項から第９項記載のいずれか１つによ
    る方法。
  13. （１３）前記繊維ならびに含浸材料がムライトまたはＡ
    ｌ＿２Ｏ＿３からなることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項から第１０項記載のいずれか１つによる方法。
  14. （１４）熱保護絶縁体としての応用が宇宙船であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載による熱絶縁体
    。
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