分級多孔結(jié)構(gòu)莫來石纖維-晶須的制備及性能研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展和人類能源節(jié)約意識的逐漸強化，對于隔熱材料的性能要求也在逐漸提高。新型的陶瓷纖維隔熱瓦需要具備耐高溫、輕質(zhì)、高孔隙率、低導(dǎo)熱率等特點。本文采用凝膠注模結(jié)合冷凍干燥工藝制備莫來石短切纖維多孔坯體，利用原位氣相沉積反應(yīng)在莫來石纖維表面生長莫來石晶須，通過分別控制凝膠注模、冷凍干燥和氣相沉積工藝參數(shù)，實現(xiàn)對莫來石纖維/晶須多孔材料分級結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控。
　　首先，利用瓊脂糖凝膠體系的骨架支撐和模板作用，通過改變

2、瓊脂糖和固相含量能夠有效控制材料內(nèi)部的氣孔尺寸，明顯降低材料密度。當(dāng)瓊脂糖含量介于0.7~2wt.％之間、固相含量介于5~20wt.%之間時，材料的體積密度在0.118~0.308g/cm3范圍、導(dǎo)熱率在0.0425~0.1192W/m·k范圍內(nèi)可調(diào)。其次，利用冷凍干燥工藝不僅能夠有效抑制凝膠坯體的收縮，降低材料的密度和導(dǎo)熱率，而且可以通過冰模板的造孔作用，設(shè)計多孔材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用先凝膠固化，再在-20℃冰凍固化，隨后進行冷凍干燥

3、工藝時，有利于莫來石晶須均勻沉積在莫來石纖維表面。
　　通過改變反應(yīng)溫度、升溫速率、鋁硅源/莫來石纖維比例、鋁源種類能夠調(diào)控SiO2-AlF3體系氣相沉積反應(yīng)的化學(xué)平衡，從而影響莫來石纖維/晶須多孔材料的結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)果表明：采用5℃/min的快速升溫速率，能夠減小氣相鋁源和硅鋁的損失，有利于中間相黃玉石和最終產(chǎn)物莫來石晶須的生成；當(dāng)反應(yīng)溫度介于1100~1400℃之間時，都能夠獲得莫來石纖維/晶須的分級結(jié)構(gòu)，但當(dāng)溫度超過1300