[發(fā)明專利]一種Al2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111158571.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113860847A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 張繼承;董會娜;張東生;馬金苗;林祥成;張蔓蔓;劉喜宗;趙嚴;潘廣鎮(zhèn)
• 申請（專利權）人: 鞏義市泛銳熠輝復合材料有限公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種Al₂O₃?SiO₂氣凝膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）將納米二氧化硅粉、微米二氧化硅粉、紅外遮光劑和短纖維充分分散混合，得到混合料A；（2）將混合料A壓制成型，得到二氧化硅復合材料；（3）將鋁源、螯合劑、溶劑、水和催化劑配制得到鋁溶膠；（4）采用氧化鋁溶膠對二氧化硅復合材料進行浸漬，得到Al₂O₃?SiO₂濕凝膠材料；（5）干燥處理，得到Al₂O₃?SiO₂氣凝膠復合材料。采用該方法制備得到的Al₂O₃?SiO₂氣凝膠復合材料，具有較好的力學性能，可以較好地抑制高溫紅外輻射熱傳導，避免高溫下氧化鋁氣凝膠產(chǎn)生較大的收縮。

技術領域

本發(fā)明屬于隔熱保溫材料領域，具體涉及一種Al₂O₃-SiO₂氣凝膠復合材料的制備方法。

背景技術

隨著飛行器的飛行速度越來越快，表面溫度越來越高，常規(guī)的硅酸鋁或莫來石纖維的隔熱效果和力學性能在高溫段已經(jīng)不能滿足航天航空飛行器的熱防護要求，新型的納米氣凝膠隔熱復合材料的使用已經(jīng)成為高效隔熱的主導方向。

氣凝膠是目前最理想的輕質隔熱材料，是由納米膠體粒子或高聚物分子構成的輕質、非晶和多孔性固體材料，具有極低的密度、高比表面積和高孔隙率。氣凝膠的孔徑(＜50nm)小于空氣分子的平均自由程(約70 nm)，在氣凝膠孔內(nèi)沒有空氣對流，因而具有極低的氣態(tài)熱傳導；同時由于氣凝膠具有極高的孔隙率，固體所占體積比很低，因此固態(tài)熱傳導也很低，使得氣凝膠具有極低的熱導率，被認為是目前所發(fā)現(xiàn)的隔熱性能最好的固體材料。

目前研究和應用比較廣泛的是氧化硅體系的氣凝膠復合材料，但是由于氧化硅氣凝膠對波段在2μm至8μm范圍內(nèi)的紅外線不具有遮擋能力。在高溫狀態(tài)下，這一波段的熱輻射能量將幾乎全部通過氣凝膠。同時在高溫下，SiO₂氣凝膠納米孔容易坍塌，氣凝膠結構趨于致密化，導致 SiO₂氣凝膠長期使用時溫度不能高于650℃。因此，可抗紅外輻射的耐高溫的氣凝膠隔熱復合材料的獲得將對高速飛行器發(fā)展具有重大意義。

在眾多的氣凝膠中，Al₂O₃氣凝膠不僅熱導率低、而且高溫(例如在長期使用的情況下高于1050℃的溫度)穩(wěn)定性好，是制備耐高溫隔熱材料的理想材料。但氧化鋁氣凝膠存在高溫下發(fā)生晶形轉變而導致結構坍塌，具有高溫下容易收縮的缺點。

通過將SiO₂與Al₂O₃溶膠混合的方式是目前提高SiO₂氣凝膠耐溫性能常用的方法。但是，Al₂O₃-SiO₂氣凝膠材料固有的強度低、脆性大、擋紅外輻射能力差以及成形困難等因素限制了Al₂O₃- SiO₂氣凝膠在工業(yè)中的應用。因此，制備出使用溫度可達1200℃以上，隔熱性能和力學性能更好的Al₂O₃- SiO₂氣凝膠復合材料具有極為重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改進現(xiàn)有技術的不足而提供一種Al₂O₃-SiO₂氣凝膠復合材料的制備方法，該方法工藝簡單，成本低廉，并且可以制備出使用溫度達1200℃以上，隔熱性能和力學性能更好的Al₂O₃- SiO₂氣凝膠復合材料。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種Al₂O₃-SiO₂氣凝膠復合材料的制備方法，其具體步驟如下：