[發明專利]一種高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310019183.0
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN115871289A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張博;田響宇;周糧;邱玉冰;龍海依
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B5/06;B32B38/00;B32B38/08;B64C1/00
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1.一種高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料，其特征在于，包括納米級氧化物纖維層(1)和微米級氧化物纖維層(2)，所述納米級氧化物纖維層(1)平鋪于所述微米級氧化物纖維層(2)的表面且形成互穿網絡結構，所述納米級氧化物纖維層(1)及所述微米級氧化物纖維層(2)的內部均包含納米微粒(3)。

2.根據權利要求1所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料，其特征在于，所述納米級氧化物纖維層(1)中的纖維為莫來石納米纖維、SiO₂納米纖維、高硅氧納米纖維、碳納米纖維中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料，其特征在于，所述微米級氧化物纖維層(2)中的纖維為莫來石纖維、氧化鋁纖維、石英纖維、高硅氧纖維、硅酸鋁纖維、玻璃纖維中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料，其特征在于，所述納米級氧化物纖維層(1)的厚度為2～10mm。

5.根據權利要求1所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料，其特征在于，所述微米級氧化物纖維層(2)的厚度為3～20mm。

6.一種如權利要求1-5中任一項所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、將納米級氧化物纖維平鋪于微米級氧化物纖維表面，通過高頻針刺將兩種材料復合，形成互穿網絡結構；

步驟2、重復步驟1，直至上層納米纖維厚度達到材料所需厚度，獲得互穿網絡結構纖維預制體；

步驟3、制備納米微粒前驅體；

步驟4、將所述互穿網絡結構纖維預制體放置于真空浸漬模具中并抽真空；

步驟5、將所述納米微粒前驅體加壓打入放置所述互穿網絡結構纖維預制體的真空浸漬模具中，使其與所述互穿網絡結構纖維預制體充分浸漬，并持續抽真空，直至所述納米微粒前驅體固化，獲得復合材料；

步驟6、將干燥后的所述復合材料進行進行高溫熱處理，得到氧化物納米纖維多孔熱防護材料。

7.根據權利要求6所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述納米微粒前驅體中各組分物質的量配比為：脂類/有機醇鹽/無機鹽：無水乙醇：去離子水＝1：(0.01～20)：(0.1～20)。

8.根據權利要求6所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述納米微粒前驅體為ZrO₂、Y₂O₃、TiO₂、MgO、SiO₂、Al₂O₃中的一種或多種混合。

9.根據權利要求6所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料的制備方法，其特征在于，步驟5中，所述納米微粒前驅體的溶液加壓壓力為0.1～3MPa。

10.根據權利要求6所述的高強度氧化物納米纖維多孔熱防護材料的制備方法，其特征在于，步驟6中，高溫熱處理的溫度為600～1200℃，時間為0.5～12h。