[發明專利]一種氧化鋯基多孔復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410431296.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104193384A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 艾建平;王士維;周國紅;張海龍;覃顯鵬;劉娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/48;C04B35/80
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明屬于高溫熱防護材料領域，具體涉及一種氧化鋯基多孔復合材料及其制備方法。

背景技術

航天飛行器或巡航導彈在飛行過程中要經受嚴重的熱、振動、噪聲和沖擊等復雜環境的影響，其中最苛刻的飛行條件是從軌道上以高超音速再入大氣層時強烈的氣動加熱。飛行器以8馬赫數的速度在27km高度飛行時頭錐處的溫度為1793℃，機翼或尾翼前緣的溫度高達1455℃[NASA?Facts,National?Aeronautics?and?Space?Administration,John?F.Kennedy?Space?Center,Orbiter?Thermal?Protection?System,FS-2000-06-29-KSC,1997.]。隨著航天、航空飛行器飛行速度不斷提高,服役環境越來越惡劣,對熱防護材料的要求愈加苛刻。新型飛行器熱防護系統期望材料具有輕質、隔熱、耐高溫并兼有一定承載能力的特性，這類用于飛行器上的防/隔熱復合材料已成為目前研究的熱點和重點。經過多年的研制和改進，陶瓷瓦高效隔熱復合材料已形成了LI(Lockheed?Insulation)、FRCI(Fibrous?Refractory?Insulation?Composite)、AETB(Alumina?Enhanced?Thermal?Barrier)以及BRI(Boeing?Resuable?Insulation)等系列材料[C.John,I.Francesco,Thermal?protection?system?of?the?space?shuttle[R].ADA308170,1989.],典型的陶瓷隔熱瓦AETB-12體積密度0.192g/cm³，熱導率約為0.064W/(m·K)，壓縮強度0.90～1.83MPa，使用溫度可達1700～1870K。然而陶瓷瓦隔熱材料卻具有脆性大,抗損傷能力差,維護成本高,更換周期長的缺點。現階段研制出的氣凝膠超級隔熱材料，具有低密度，極低熱導率特性，如氧化硅氣凝膠具有優異的隔熱性能，是目前公認熱導率最低的固態材料(常溫下約為0.013W/(m·K))[王小東.納米多孔SiO₂氣凝膠隔熱復合材料應用基礎研究[D].長沙:國防科學技術大學，2006]。由于氣凝膠本身固有的力學性能差，使該類材料在力學性能要求高的航空航天領域的應用受到限制。