低熱導(dǎo)纖維復(fù)合隔熱材料的制備研究.pdf

1、硅酸鋁纖維具有高強度、高模量等優(yōu)點，而且耐熱性和隔熱性良好，多年來被廣泛應(yīng)用于熱工設(shè)備和高速飛行器的熱防護。隨著現(xiàn)代航天航空技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)隔熱方法已不能滿足日益提高的需求。SiO2氣凝膠具有低密度，高比表面積和孔隙率的優(yōu)點，在隔熱領(lǐng)域有極大的研究價值，但強度極低，實用價值受限。為了滿足苛刻的隔熱要求，本文研究了兩種不同方法制備硅酸鋁纖維氣凝膠復(fù)合隔熱材料。
　　 第一種方法是以短切纖維為骨架，SiO2氣凝膠粉末為隔熱填料，

2、鋁溶膠為粘結(jié)劑，機械混合后入模干燥成型。研究結(jié)果表明，(1)硅氣凝膠能很好地改善復(fù)合材料的熱物性；(2)纖維的與氣凝膠的比例對材料的熱物性和強度影響很大，當(dāng)纖維、氣凝膠、鋁溶膠質(zhì)量比分別為25％、65％、10％時材料的500℃導(dǎo)熱系數(shù)為0.044 W/(m·K)，常溫彎曲和拉伸強度分別為0.69MPa和.34MPa較好的力學(xué)性能。
　　 第二種方法是基于溶膠凝膠理論，在纖維紙與硅溶膠復(fù)合制備纖維氣凝膠復(fù)合材料，在一定溫度下經(jīng)過一

3、步催化反應(yīng)并干燥使之形成SiO2氣凝膠。研究結(jié)果表明，(1)在95℃反應(yīng)條件下，硅溶膠溶液在尿素的催化作用下快速形成凝膠，并在此溫度下干燥形成了硅氣凝膠，氣凝膠的粒徑在20～30nm范圍，分布均勻無結(jié)塊開裂，孔隙結(jié)構(gòu)均勻；(2)硅溶膠在體系中的體積比對纖維復(fù)合材料的熱物性和力學(xué)性能影響明顯，當(dāng)硅溶膠與無水乙醇之比為1:1時，材料具有良好的熱物性，500℃時導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.072 W/(m·K)，常溫彎曲和拉伸強度分別達(dá)2.16M