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

本发明专利技术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。本发明专利技术方法简单、操作简便、对环境污染小。本发明专利技术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。

Method for improving strain property of heat resistant sandwich structure heat insulation material and material prepared by the method

The invention provides a method for improving the strain property of a heat resistant sandwich structure heat insulation material and a material prepared by the method. The method comprises the following steps: high temperature ceramic panel fabric and sol precursor composite, prepared by the high temperature ceramic panel; the high temperature resistant fiber composite prepared with sol, the aerogel core layer; the high temperature ceramic panel combined with the aerogel core layer, prepared the high temperature insulation sandwich structure. The heat insulating material comprises a high temperature resistant ceramic panel and a gel core layer. The method of the invention is simple, easy to operate and less polluted to the environment. The insulation material of the invention from room temperature to 1100 DEG C application environment can maintain high erosion resistance and bearing capacity, and has low thermal conductivity and good heat-insulating property, especially suitable for the aerospace industry, civil industry etc..

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及隔热材料
，具体地说，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决一个或多个上述问题，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术所述的改进方法具有如下优点：(1)本专利技术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)本专利技术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)本专利技术的方法简单、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)本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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、应变性本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋寒，苏力军，李文静，刘云龙，周玉贵，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11