复合隔热材料、隔热件及隔热装备制造技术

本发明专利技术属于功能性材料技术领域，涉及一种复合隔热材料、隔热件及隔热装备。本发明专利技术提供的复合隔热材料，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏，所述石墨烯层与隔热层贴合。其中，隔热层，可抑制热传导；反射屏能对热辐射射线进行反射，进而隔绝热辐射；通过在反射屏的一表面形成石墨烯层，利用石墨烯各向异性的特点，将高温区域的热量传递至低温区域，使得隔热材料的温度分布更均匀，进而提高隔热材料整体的隔热性能及其热冲击防护能力。因此，该复合隔热材料具有优异的性能。此外，该复合隔热材料简单可靠、成熟度高，可行性好。包含该复合隔热材料的隔热件及隔热装备，至少与上述复合隔热材料具有相同的优势。

Composite insulation materials, components and equipment

The invention belongs to the technical field of functional materials, and relates to a composite heat insulating material, heat insulating parts and heat insulating equipment. The composite heat insulating material provided by the invention comprises a heat insulating layer and a reflecting screen with a graphene layer formed on the surface, and the graphene layer is adhered to the heat insulating layer. Thermal insulation layer can inhibit heat conduction; reflecting screen can reflect heat radiation rays and then insulate heat radiation; by forming graphene layer on one surface of reflecting screen, heat in high temperature region can be transferred to low temperature region by using the anisotropy of graphene, so that the temperature distribution of thermal insulation material is more uniform, thereby improving the overall thermal insulation performance and heat insulation of thermal insulation material. Shock protection capability. Therefore, the composite thermal insulation material has excellent performance. In addition, the composite insulation material is simple, reliable, mature and feasible. The heat insulating parts and equipment containing the composite heat insulating material have at least the same advantages as the composite heat insulating material mentioned above.

【技术实现步骤摘要】
复合隔热材料、隔热件及隔热装备
本专利技术属于功能性材料
，具体而言，涉及一种复合隔热材料、隔热件及隔热装备。
技术介绍
隔热材料是能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。随着装甲车辆、直升机、各型舰船、核动力等各类装备的不断发展和进步，它们的动力或传动系统所处的热环境也越来越严酷。通常采用多层隔热材料对装备的热源进行隔离，这种传统的多层隔热材料具有良好的隔热性能。但是，这些装备的动力或传动系统产生热量的装置所产生的热量，其温度的分布通常为不均匀温度场，当将传统的多层隔热材料应用于热源温度场分布不均匀的位置时，为使冷面温度满足使用需求，要么采用更多的叠层材料叠合，这种方式增加了整体隔热材料的厚度和重量；要么依据温度分布形态对隔热材料进行分型，这种方式增加了成本。此外，各叠层材料的物理性能随温度变化具有一定的差异性，这种差异性会使各叠层材料在受到非均匀温度场所产生的热冲击作用时产生热应力，进而会对隔热材料的整体结构及性能产生不利影响。鉴于此，特提出本专利技术以解决上述问题中的至少一个。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种复合隔热材料，通过在反射屏的一表面形成石墨烯层，利用石墨烯各向异性的特点，将高温区域的热量传递至低温区域，使得隔热材料的温度分布更均匀，进而提高隔热材料整体的隔热性能及其对热冲击的防护能力。本专利技术的第二目的在于提供一种隔热件，包含该复合隔热材料的隔热件，至少与该复合隔热材料具有相同的优势。本专利技术的第三目的在于提供一种包含所述复合隔热材料或所述隔热件的隔热装备。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种复合隔热材料，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏；所述石墨烯层与隔热层贴合。作为进一步优选技术方案，所述石墨烯层通过化学气相沉积法在反射屏的一表面沉积；优选地，沉积温度为500-1000℃，沉积时间为10-30min。作为进一步优选技术方案，所述石墨烯层的层数为1-10层；优选地，所述石墨烯层的层数为1-3层。作为进一步优选技术方案，所述石墨烯层的气源包括CH4、C2H4或C2H2中的任意一种。作为进一步优选技术方案，所述石墨烯层在平面方向导热系数为1000-6000W/mK，在轴向导热系数为5-40W/mK；优选地，所述石墨烯层在平面方向导热系数为3000-6000W/mK，在轴向导热系数为5-30W/mK。作为进一步优选技术方案，所述隔热层的材料包括多孔材料；优选地，所述多孔材料包括纤维材料或气凝胶；进一步优选地，所述纤维材料包括纤维纸、纤维毡、纤维垫或纤维板中的任意一种。作为进一步优选技术方案，所述反射屏的材料包括金属箔或表面形成有金属层的塑料薄膜；优选地，所述金属箔包括铝箔、铜箔、金箔、镍箔、钼箔或不锈钢箔中的任意一种；优选地，所述金属层包括银层或铝层，所述塑料薄膜包括聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。作为进一步优选技术方案，所述隔热层的厚度为0.1-10mm；和/或，所述反射屏的厚度为0.015-0.05mm。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种隔热件，包括所述的复合隔热材料；优选地，隔热件采用所述复合隔热材料通过层叠方式制成。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种包含所述的复合隔热材料或所述的隔热件的隔热装备。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的一种复合隔热材料，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏。其中，隔热层，可抑制热传导；反射屏能对热辐射射线进行反射，进而隔绝热辐射；通过在反射屏的一表面形成石墨烯层，利用石墨烯各向异性的特点，将高温区域的热量传递至低温区域，使得隔热材料的温度分布更均匀，进而提高隔热材料整体的隔热性能及其热冲击防护能力。因此，该复合隔热材料具有优异的性能。此外，该复合隔热材料简单可靠、成熟度高，可行性好。2、本专利技术提供的一种隔热件及隔热装备，包含上述复合隔热材料。因此，包含该复合隔热材料的隔热件及隔热装备，至少与上述复合隔热材料具有相同的优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种实施方式提供的复合隔热材料的结构示意图；图2为本专利技术一种实施方式提供的隔热件的结构示意图；图3为本专利技术一种实施方式中用于隔热性能测试的装置的示意图；图4为本专利技术一种实施方式中隔热性能测试的测温点分布示意图。附图标记：101-反射屏；102-石墨烯层；103-隔热层；301-温度记录仪；302-温控装置；311-冷面温度热电偶；312-热面温度热电偶；313-绝热材料；314-加热器；321-隔热试样。具体实施方式下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。第一方面，在至少一个实施例中提供一种复合隔热材料，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏；石墨烯层与隔热层贴合。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面碳材料，它具有优越的力学、热学、电学等性能，其导热系数具有各向异性，即：石墨烯在平面方向(也可称为X/Y轴方向)上的导热系数高，而在轴向(也可称为Z轴方向)上的导热系数比传统的金属材料低。石墨烯所具有的这种性能，使得其极易将高温区域的热量传递至低温区域。反射屏通常是通过自身较高的反射系数来将热量反射出去，从而起到隔热的作用；隔热层则是利用自身具有低导热系数的孔隙结构进行隔热或利用其内部真空达到阻隔对流来隔热。本专利技术主要针对现有技术中传统的隔热材料应用到热源温度分布不均匀的温度场时表现不佳的问题，提供了一种复合隔热材料，通过在反射屏的一表面形成石墨烯层，利用石墨烯各向异性的特点，将高温区域的热量传递至低温区域，使得隔热材料的温度分布更均匀，进而提高隔热材料整体的隔热性能及其对热冲击的防护能力。本专利技术提供的复合隔热材料的结构示意图如图1所示(包括反射屏101，石墨烯层102和隔热层103)，在反射屏的一侧引入石墨烯层，在石墨烯层的一侧放置隔热层。隔热层，可抑制热传导；反射屏能对热辐射射线进行反射，进而隔绝热辐射；通过在反射屏的一表面形成石墨烯层，利用石墨烯各向异性的特点(石墨烯在X/Y轴方向具有极高的导热系数，在Z轴方向导热系数较低)，可将局部高温区域的热量在X/Y轴方向传递至低温区域，使得反射屏冷面的热量分布趋于均匀，提升隔热材料或结构的整体隔热效果，减少热冲击在隔热材料或结构中产生的热应力。综上所述，本专利技术提供的复合隔热材料应用了传导和辐射同时抑制的复合隔热原理，同时利用了石墨烯的各向异性导热性能，综合提高了隔热材料的热防护能力。需要说明的是，“冷面”指远离高温(热源)的一侧，“热面”指靠近高温(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合隔热材料，其特征在于，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏；所述石墨烯层与隔热层贴合。

【技术特征摘要】
1.一种复合隔热材料，其特征在于，包括：隔热层和一表面形成有石墨烯层的反射屏；所述石墨烯层与隔热层贴合。2.根据权利要求1所述的复合隔热材料，其特征在于，所述石墨烯层通过化学气相沉积法在反射屏的一表面沉积；优选地，沉积温度为500-1000℃，沉积时间为10-30min。3.根据权利要求2所述的复合隔热材料，其特征在于，所述石墨烯层的层数为1-10层；优选地，所述石墨烯层的层数为1-3层。4.根据权利要求2所述的复合隔热材料，其特征在于，所述石墨烯层的气源包括CH4、C2H4或C2H2中的任意一种。5.根据权利要求1所述的复合隔热材料，其特征在于，所述石墨烯层在平面方向导热系数为1000-6000W/mK，在轴向导热系数为5-40W/mK；优选地，所述石墨烯层在平面方向导热系数为3000-6000W/mK，在轴向导热系数为5-30W/mK。6.根据权利要求1-5任一项所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠盛，吴永鹏，吴护林，孙彩云，黄安畏，舒露，董玲抒，吴道勋，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：重庆,50