The invention discloses a fiber reinforced high temperature and high emissivity integration material and its preparation method. Carbon fiber felt is used as skeleton support, C SiO2 composite aerogel is filled inside the skeleton, carbon fiber reinforced C SiO2 aerogel is obtained, and carbon fiber reinforced C SiO2 aerogel is coated with high emissivity coating. The sol-gel method combined with carbon dioxide supercritical drying technology and high temperature heat treatment process, the high temperature and low thermal conductivity C SiO2 aerogels are filled in carbon fiber felt, and the light, high temperature resistant and anti scour insulation materials are formed. Then two molybdenum silicide B2O3 Si Si is prepared on its surface by slurry impregnation combined with fast heat treatment method. O2 glass coating to form fiber reinforced high temperature and high emissivity integrated materials. The integrated material can endure high temperature at 1500 C, and the internal fiber reinforced C SiO2 aerogel has a low thermal conductivity of 0.035 0.045W. M 1. K 1. The surface temperature emission rate of the surface coating is more than 0.85.
【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料及其制备方法
本专利技术属于防隔热材料制备领域,具体涉及一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料及其制备方法。
技术介绍
高马赫数飞行器因飞行速度高、飞行时间长,其表面产生的严重气动加热问题对舱体及固体火箭发动机等部位的外部防隔热材料提出了更高的要求。目前,国内外重点研究的防隔热材料普遍存在耐1000℃以上高温、隔热和力学性能不足等问题,难以满足空间或邻近空间飞行时严苛的外界环境造成的表面冲撞、气动加热等力学和热学要求。而碳纤维增强C-SiO2气凝胶材料,克服了SiO2、Al2O3等传统气凝胶力学性能不足的缺陷,兼具有轻质、耐高温、低热导率、高模量、抗冲刷等优势,基于此制备的耐高温高发射率一体化材料,可确保飞行过程中飞行器的结构温度保持在可接受范围内。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种应用于高马赫数飞行器核心部件表面的纤维增强耐高温高发射率一体化材料,使得高马赫数飞行器核心部件表面可承受1500℃,同时具有一定的抗冲刷能力,对高马赫数飞行器起到全面防护的作用。本专利技术人还要解决的技术问题是提供该纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法。为了解决上述技术问题,本专利技术公开了一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料,该材料以碳纤维毡为骨架支撑,骨架内部填充耐高温、高强度、低热导率的C-SiO2复合气凝胶,得到碳纤维增强C-SiO2气凝胶,碳纤维增强C-SiO2气凝胶表面涂覆有高发射率防热涂层。其中,所述高发射率防热涂层由如下质量百分含量的组份制成:MoSi2:10~30%;B2 ...
【技术保护点】
1.一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料,其特征在于,以碳纤维毡为骨架支撑,骨架内部填充C‑SiO2复合气凝胶,得到碳纤维增强C‑SiO2气凝胶,碳纤维增强C‑SiO2气凝胶表面涂覆有高发射率防热涂层。
【技术特征摘要】
1.一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料,其特征在于,以碳纤维毡为骨架支撑,骨架内部填充C-SiO2复合气凝胶,得到碳纤维增强C-SiO2气凝胶,碳纤维增强C-SiO2气凝胶表面涂覆有高发射率防热涂层。2.根据权利要求1所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料,其特征在于,所述高发射率防热涂层由如下质量百分含量的组份制成:MoSi2:10~30%;B2O3-SiO2玻璃粉末:70~90%;所述B2O3-SiO2玻璃由如下质量百分含量的组份制成:SiO2:60~80%;Na2B4O7·10H2O:20~40%。3.根据权利要求1或2所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料,其特征在于,所述纤维增强耐高温高发射率一体化材料的耐温性达到1500℃,内部隔热材料碳纤维增强C-SiO2气凝胶的室温热导率为0.035~0.045W·m-1·K-1,所述防热涂层室温发射率大于0.85。4.权利要求1或2所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:以邻苯二酚-甲醛溶胶为碳源,3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源,混合均匀后注入到碳纤维毡内,经溶胶-凝胶过程、老化、溶剂置换和超临界干燥,再在惰性气体保护下热处理后得到碳纤维增强C-SiO2气凝胶;步骤二:将SiO2和Na2B4O7·10H2O混匀,在1400~1600℃下保温4~6h,取出后急冷得到B2O3-SiO2玻璃熔块,将B2O3-SiO2玻璃熔块粉磨,颗粒过5μm筛得B2O3-SiO2玻璃粉末;步骤三:将MoSi2、步骤二制备的B2O3-SiO2玻璃粉末、溶剂和分散剂混合得到涂层浆料;步骤四:采用料浆浸渍的...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆宇操,锁浩,沈晓冬,崔升,徐良旭,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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