一种耐高温弹性陶瓷泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料技术领域，具体涉及一种耐高温弹性陶瓷泡沫及其制备方法。包括短切陶瓷纤维、高温粘接剂和造孔剂，陶瓷纤维直径为5nm

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温弹性陶瓷泡沫及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种耐高温弹性陶瓷泡沫及其制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫材料具有轻质化、多孔结构、低热导率等特性，是一种优异的绝热保温材料，在航天、航空、空间、船舶、核电等许多高
有广阔的应用。其中陶瓷泡沫具有耐高温、低导热的性能可用在高温度环境中，但是存在质脆、力学性能差、耐高温性能不足等缺点亟待改善。因此发展一种具有弹性的无机陶瓷泡沫隔热材料具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]针对以上问题，本专利技术目的在于提供一种耐高温弹性陶瓷泡沫，该弹性陶瓷泡沫具有耐高温、轻质、形状回复能力强、低热导率、高比表面积、抗热震特性等特点，此外，其气孔大小和形状以及弹性可根据使役性能需求进行调控，可以满足高温防热领域的使用需求。
[0004]为了达到上述目的，可以采用以下技术方案：
[0005]本专利技术一方面提供了一种耐高温弹性陶瓷泡沫，其包括短切陶瓷纤维、高温粘接剂和造孔剂，陶瓷纤维直径为5nm
‑
1000nm，高温粘接剂的直径为0.5μm
‑
5μm。
[0006]本专利技术另一方面提供了一种上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法，包括：(1)将切碎的陶瓷纤维与水混合充分分散得分散液a；(2)将高温粘接剂、造孔剂与分散液a混合均匀得分散液b；(3)将分散液b倒入模具中，制备成湿陶瓷泡沫胚体，干燥得多孔隔热陶瓷泡沫预成型体；(4)将多孔隔热陶瓷泡沫预成型体在马弗炉中热处理后得到耐高温弹性陶瓷泡沫。
[0007]本专利技术有益效果至少包括：
[0008](1)本专利技术提供的耐高温弹性陶瓷泡沫可以耐1100℃
‑
1300℃高温，热导率为0.030W/m
·
K
‑
0.040W/m
·
K，密度为20mg/cm3‑
50mg/cm3，压缩强度可达0.2MPa
‑
0.4MPa，孔隙率在95％以上；
[0009](2)本专利技术提供的耐高温弹性陶瓷泡沫压缩强度最高可达0.3Mpa
‑
0.4MPa，且可以实现压缩回复率在90％以上，解决了刚性隔热瓦脆性大，抗震动、抗噪声性能弱等问题；
[0010](3)本专利技术提供的耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法采用压滤法或真空抽滤的方法成型，工艺简单易行，尺寸及形状可调控，而且易于加工，可根据具体设计要求确定。
具体实施方式
[0011]所举实施例是为了更好地对本专利技术进行说明，但并不是本专利技术的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0012]本文中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且无意于限制本公开。除非在上下
文中具有明显不同的含义，否则单数形式的表达包括复数形式的表达。如本文所使用的，应当理解，诸如“包括”、“具有”、“包含”之类的术语旨在指示特征、数字、操作、组件、零件、元件、材料或组合的存在。在说明书中公开了本专利技术的术语，并且不旨在排除可能存在或可以添加一个或多个其他特征、数字、操作、组件、部件、元件、材料或其组合的可能性。如在此使用的，根据情况，“/”可以被解释为“和”或“或”。
[0013]本专利技术一方面提供了一种耐高温弹性陶瓷泡沫，在一些实施例中，其包括短切陶瓷纤维、高温粘接剂和造孔剂，陶瓷纤维直径为5nm
‑
1000nm，比如10nm、100nm、500mm和800mm等；高温粘接剂的直径为0.5μm
‑
5μm；比如1μm、2μm或4μm等；
[0014]具体地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫为多孔结构，可以向孔内填充二氧化硅气凝胶、氧化锆气凝胶等隔热组元，获得隔热性能更佳优异的耐高温隔热材料。
[0015]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的密度为20mg/cm3‑
50mg/cm3。
[0016]进一步地，上述造孔剂可以为硅粉、碳粉、淀粉、和氯化钠中的一种或几种。
[0017]进一步地，上述陶瓷纤维可以为二氧化硅、石英、氧化铝、氧化锆等陶瓷纤维中的一种或多种。例如，陶瓷纤维可以为二氧化硅和氧化铝的混合，质量比可以为4:1。
[0018]进一步地，上述高温粘接剂可以为硅粉、碳化硅、氧化硼、二氧化硅、硼硅玻璃中的一种或多种。比如高温粘接剂可以为氮化硼、氧化硼和二氧化硅的混合物，质量比例为3:1:1。
[0019]本专利技术另一方面提供了一种上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法，在一些实施例中，可以包括：(1)将切碎的陶瓷纤维与水混合充分分散得分散液a；(2)将高温粘接剂、造孔剂与分散液a混合均匀得分散液b；(3)将分散液b倒入模具中，制备成湿陶瓷泡沫胚体，干燥得多孔陶瓷泡沫预成型体；(4)将多孔陶瓷隔热泡沫预成型体在马弗炉中热处理后得到耐高温弹性陶瓷泡沫。
[0020]进一步地，上述步骤(3)中，可以采用压滤法或真空抽滤法制备成所需密度的多孔陶瓷泡沫预成型体，需要说明的是，在步骤中，需要根据耐高温弹性陶瓷泡沫所需的高孔隙率，通过控制造孔剂用量以及压滤过程，使得最终得到的耐高温弹性陶瓷泡沫的密度为20mg/cm3‑
50mg/cm3。
[0021]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法中，切碎的陶瓷纤维长度小于1mm。
[0022]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法中，切碎的陶瓷纤维、高温粘接剂、造孔剂与水的质量比为1:(0.02
‑
0.04):(0.4
‑
0.6):(20
‑
40)，切碎的陶瓷纤维、高温粘接剂、造孔剂与水的质量比为1:0.03:0.5:30或1:0.03:0.45:35等。
[0023]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法中，步骤(2)中，混合均匀的方法包括：搅拌混合均匀，搅拌转速为800r/min
‑
1200r/min，比如900r/min、1000r/min或1150r/min等；搅拌时间为50min
‑
70min，比如55min、60min或65min等；应当理解的是，搅拌的方式或设备可以是本领域所已知的方式或者设备，比如搅拌机、磁石搅拌等。
[0024]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法中，步骤(3)中，干燥温度可以为75℃
‑
85℃，比如78℃、80℃或82℃等；在某些具体实施例中，为了干燥充分以及节约时间，干燥时间可以为1h；应当理解的是，干燥的方式可以是本领域所已知的方式，比如使用烘箱干燥。
[0025]进一步地，上述耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法中，步骤(4)中，热处理温度可以为1100℃
‑
1400℃，比如1200℃、1300℃或1350℃等；热处理时间可以为40min
‑
60min，比如45min、50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温弹性陶瓷泡沫，其特征在于，包括短切陶瓷纤维、高温粘接剂和造孔剂，陶瓷纤维直径为5nm
‑
1000nm，高温粘接剂的直径为0.5μm
‑
5μm。2.根据权利要求1所述的耐高温弹性陶瓷泡沫，其特征在于，造孔剂为硅粉、碳粉、淀粉和氯化钠中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的耐高温弹性陶瓷泡沫，其特征在于，陶瓷纤维为二氧化硅、石英、氧化铝、氧化锆等陶瓷纤维中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的耐高温弹性陶瓷泡沫，其特征在于，高温粘接剂为硅粉、碳化硅、氧化硼、二氧化硅、硼硅玻璃中的一种或多种。5.权利要求1至4中任一所述的耐高温弹性陶瓷泡沫的制备方法，其特征在于，包括：(1)将切碎的陶瓷纤维与水混合充分分散得分散液a；(2)将高温粘接剂、造孔剂与分散液a混合均匀得分散液b；(3)将分散液b倒入模具中，制备成陶瓷泡沫湿坯，干燥得多孔陶瓷泡沫预成型体；(4)将多孔陶瓷泡沫预成型体在马弗炉中热处理得耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宝升，周志良，周宁，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：