The invention belongs to the technical field of semiconductor materials prepared by application of heat insulation, in particular relates to a silica based Si-C-O aerogel composite material and its preparation method, preparation of the material will be the first silicon source and carbon source are mixed, reacted and prepared a three-dimensional network skeleton structure with nano porous sol, and then with short cut quartz fiber as raw material, through the method of fiber slurry filtration, molded by high temperature sintering porous fiber preform, then the silica sol and porous fiber preform composite, a mixture of quartz fiber and Si-C-O aerogels, followed by supercritical fluid drying with Si-C-O aerogel precursor the composite nano porous structure, and high temperature pyrolysis in inert atmosphere of Si-C-O aerogel precursor composite, and ultimately the formation of silica aerogel Si-C-O The Si-C-O aerogel is combined with quartz fiber to prepare a kind of heat insulating material with superior performance, which is suitable for the semiconductor manufacturing industry.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制备所应用的隔热保温材料
,具体涉及一种石英基Si-C-O气凝胶隔热复合材料及其制备方法。
技术介绍
全球能源日益紧缺,不仅一些高温领域如飞机发动机、石油管道、炉窑及其它热工设备等对隔热材料提出更高要求,在生产加工领域,比如半导体领域对隔热材料也有很多新的要求,半导体薄膜沉积设备由于涉及反应气体的输送问题,因此要求对输送反应源的工艺管路进行保温,同时还要保证加热的工艺管路外表面温度是安全温度,以免使人烫伤,传统的硅橡胶材料的隔热材料已难以满足半导体行业所提出的更高要求。因此,研制一种耐高温度、轻质、良好力学性能、使用寿命长、形状可塑性强的高效隔热材料对满足工业生产的需求具有重要的现实意义。新型的隔热气凝胶材料具有低密度(最低可达0.003g/cm3)、高孔隙率(最高可达99.8%)、高比表面积(200-1000m2/g)以及纤细的骨架颗粒和纳米多孔结构等特点,可最大程度抑制固体、气体热传导,是目前已知热导率最低的固体材料(如Si02气凝胶常温下热导率约为0.015ff/m-K)。目前,常用的气凝胶体系主要有Si02、Al2O3以及碳气凝胶等,其在一些领域的应用显示出了良好的隔热保温效果。通过在氧化物如SiA体系的基础上引入碳元素,得到的Si-C-O陶瓷比SiA将具有更好的隔热性能,这是因为在Si-C-O材料中,形成了比Si-O四面体结构更牢固的Si-C四面体结构以及自由碳,粘度较MO2非晶材料也增加了两个数量级以上,这些组分的存在有利于抑制Si-C-O陶瓷的高温烧结。短切石英纤维通过纤维浆料抽滤、模压成型的方法经高温烧结制备的多 ...
【技术保护点】
石英基Si‑C‑O气凝胶隔热复合材料,其特征在于,所述隔热复合材料的制备首先将硅源和碳源混合,经水解反应和缩聚反应后制备出具有纳米多孔的三维网络骨架结构的溶胶,然后以短切石英纤维为原料,通过纤维浆料抽滤、模压成型的方法经高温烧结制备多孔纤维预制体,接着将所述溶胶与石英多孔纤维预制体复合,形成石英纤维与Si‑C‑O气凝胶的混合体,然后通过超临界流体干燥得到具有纳米多孔结构的Si‑C‑O气凝胶先驱体复合材料,再对Si‑C‑O气凝胶先驱体复合材料进行高温惰性气氛裂解,最终形成具有Si‑O键、Si‑C键的石英基Si‑C‑O气凝胶隔热复合材料。
【技术特征摘要】
1.石英基Si-C-O气凝胶隔热复合材料,其特征在于,所述隔热复合材料的制备首先将硅源和碳源混合,经水解反应和缩聚反应后制备出具有纳米多孔的三维网络骨架结构的溶胶,然后以短切石英纤维为原料,通过纤维浆料抽滤、模压成型的方法经高温烧结制备多孔纤维预制体,接着将所述溶胶与石英多孔纤维预制体复合,形成石英纤维与Si-C-O气凝胶的混合体,然后通过超临界流体干燥得到具有纳米多孔结构的Si-C-O气凝胶先驱体复合材料,再对Si-C-O气凝胶先驱体复合材料进行高温惰性气氛裂解,最终形成具有Si-O键、Si-C键的石英基Si-C-O气凝胶隔热复合材料。2.按照权利要求1所述的石英基Si-C-O气凝胶隔热复合材料,其特征在于,所述硅源为甲基三甲氧基硅烷,碳源为正硅酸乙酯。3.按照权利要求2所述的石英基Si-C-O气凝胶隔热复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、蒸馏水按照1:1.2:2....
【专利技术属性】
技术研发人员:霍阳阳,郑旭东,关帅,陈英男,
申请(专利权)人:沈阳拓荆科技有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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