The invention relates to an integrated thermal protection material with high emission and high pressure resistance, which is characterized by high modulus fiber felt as skeleton support, filling high compressive strength and low thermal conductivity of C Al2O3 aerogel with high surface emissivity coating. Using sol gel method combined with supercritical carbon dioxide drying technology and high temperature heat treatment process, C two Al2O3 aerogels were filled inside the high modulus fiber felt to form high compressive strength matrix materials. Then, the high emissivity coating of molybdenum silicide molybdenum borosilicate glass was prepared on the surface by slurry spraying and rapid heat treatment, forming an integrated thermal protection material with high emission and high pressure resistance. \u3002 The integrated material can withstand the high temperature of 1200 (?) C, and its density is only 0.25_0.36g/cm.
【技术实现步骤摘要】
一种高发射高抗压一体化热防护材料及其制备方法
本专利技术属于防隔热材料制备领域,具体涉及一种高发射高抗压一体化热防护材料及其制备方法。
技术介绍
对于可重复使用空天飞机,当发射和再入大气层时,其表面由于剧烈的气动加热问题使其承受1000℃以上的超高温。高温的蓄积对机体安全造成巨大威胁,在太空环境下,具有优良辐射性能的高发射率材料成为极具应用价值的热防护材料。同时,空间或临近空间严苛的环境对机体表面热防护材料提出了具体而迫切的高抗压要求。此前国内外广泛研究的热防护材料,大多具有发射率低、抗压强度差、热导率高、可重复使用性能不足等缺陷。而C-Al2O3气凝胶填充高模量纤维毡兼具有高抗压、低密度、低热导等优势,基于此制备的高发射率一体化热防护材料,兼具高辐射性能和高抗压强度,使其有效满足复杂空间环境热防护需求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:为了改进现有技术的不足而提供一种高发射高抗压一体化热防护材料及其制备方法,本专利技术还提供了上述材料的制备方法;本专利技术可重复使用空天飞机表面承受1200℃的一体化热防护材料,同时具有高发射率和高抗压强度,起到快速辐射表面积蓄热量和适应复杂空间环境的作用。本专利技术的技术方案为:一种高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于以高模量纤维毡为骨架支撑,填充高抗压强度、低热导率气凝胶,表面为铝增强高发射率硅化物涂层;其中所述的高抗压强度、低热导率气凝胶为C-Al2O3复合气凝胶;所述的铝增强高发射率硅化物涂层由质量百分量为10-30%MoSi2和质量百分量为70-90%的铝硼硅酸盐玻璃组成。优选所述的高模量纤维毡为碳纤维 ...
【技术保护点】
1.一种高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于以高模量纤维毡为骨架支撑,填充高抗压强度、低热导率气凝胶,表面为铝增强高发射率硅化物涂层;其中所述的高抗压强度、低热导率气凝胶为C‑Al2O3复合气凝胶;所述的铝增强高发射率硅化物涂层由质量百分量为10‑30%MoSi2和质量百分量为70‑90%的铝硼硅酸盐玻璃组成。
【技术特征摘要】
1.一种高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于以高模量纤维毡为骨架支撑,填充高抗压强度、低热导率气凝胶,表面为铝增强高发射率硅化物涂层;其中所述的高抗压强度、低热导率气凝胶为C-Al2O3复合气凝胶;所述的铝增强高发射率硅化物涂层由质量百分量为10-30%MoSi2和质量百分量为70-90%的铝硼硅酸盐玻璃组成。2.根据权利要求1所述的高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于所述的高模量纤维毡为碳纤维毡、碳化硅纤维毡或石墨纤维毡。3.根据权利要求1所述的高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于所述的铝硼硅酸盐玻璃的组分及各组分的质量百分量分别为:3-5%的Al2O3,70-80%的SiO2和15-25%的Na2B4O7·10H2O。4.根据权利要求1所述的高发射高抗压一体化热防护材料,其特征在于所述的高发射高抗压一体化热防护材料的表观密度0.25-0.36g/cm3;内部隔热材料抗压强度为6-9MPa,热导率0.033-0.050W·m-1·K-1,表面涂层发射率为0.8-0.9。5.一种制备如权利要求1所述的高发射高抗压一体化热防护材料的方法,其具体步骤如下:(1)气凝胶填充的高模量纤维毡的制备:以高模量纤维毡为增强体,以间苯二酚-甲醛溶液为碳源,无机铝盐为铝源,环氧化物为网络形成剂,混合均匀后,经溶胶-凝胶过程、老化、溶剂置换和超临界干燥,再经惰性气体保护热处理过程后得到气凝胶填充的高模量纤维毡;(2)铝硼硅酸盐玻璃的制备:分别称取不同质量百分比的玻璃原料,置于混料罐中,用混料机均匀混合;将装有粉料的铂金坩埚置于1400-1600℃炉中并保温3-4h,快速取出后放入水中急冷,得到铝硼硅酸盐玻璃熔块,后置于振动磨中,破碎得到铝硼硅酸盐玻璃粉末,置于干燥器中备用;(3)称取质量百分比为10-30%的二硅化钼和质量百分比为70-90%铝硼硅酸玻璃置于球磨罐中,以乙醇为溶液,加入分散剂,进行球磨混合处理,得到涂层浆料;(4)涂层的制备:采用料浆喷涂的方法将步骤(3)中的料浆喷涂于步骤(1)中经过热...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆宇操,戴涛,沈晓冬,崔升,锁浩,
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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