一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件制造技术

本发明专利技术提供的一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件，应用于高速或超高音速飞行器中，作为高速或超高音速飞行器的隔热材料，保温件包括增强体、基体，增强体与基体复合，增强体为低密度纤维预制体，基体包括硅基或气凝胶；其中，低密度纤维预制体选用高性能纤维经针刺工艺成型，斜向纤维与网胎层构成立体结构，整体结构稳定，机械性能好；预制体为均匀多孔疏松结构，具有较低的体积密度，层间连接的斜向纤维与网胎层具有非法向垂直的夹角，斜向有效增加层间连接纤维与网胎层的接触面积，增强相互结合力，有利于低密度预制体的成形和整体稳定性；经后期硅基或气凝胶的渗透制成的隔热保温材料相较传统材料重量轻，隔热性能好且力学性能佳。能好且力学性能佳。能好且力学性能佳。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件


[0001]本专利技术涉及隔热保温
，特别涉及一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件。

技术介绍

[0002]高速或超高音速飞行器的飞行速度不断提高，亟需高性能轻质隔热材料提供热防护。高速飞行器现有轻质隔热材料主要有陶瓷隔热瓦、柔性隔热材料、气凝胶等，其中陶瓷隔热瓦密度偏高、脆性大，可靠性不足；柔性隔热材料力学性能好，但芯部采用的石英纤维棉、氧化铝短纤维的密度以及均匀一致性有待改善；气凝胶的孔隙率大、密度低，隔热性能突出，但力学性能低。

技术实现思路

[0003]鉴于以上内容，有必要提供一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件，其体积密度低、孔隙率大且均匀性好，通过硅基、气凝胶复合成型的隔热保温材料兼具力学性能高和隔热性能好等特点。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件，应用于高速或超高音速飞行器中，作为高速或超高音速飞行器的隔热材料，隔热保温件包括增强体、基体，所述增强体与所述基体复合，所述增强体为低密度纤维预制体，所述基体包括硅基或气凝胶；
[0005]其中，所述低密度纤维预制体由网胎层和连接若干网胎层之间的斜向纤维构成，其为体积密度为0.10g/cm3至0.12g/cm3的纤维预制体，所述斜向纤维包括由所述网胎层引出的若干纤维簇，每一所述纤维簇与所述网胎层之间具有非法向垂直的夹角；至少两层的所述网胎层引出的若干纤维簇取向不同；单层所述网胎层通过短切纤维之间的相互缠绕相结合，并在成网过程中进行针刺使得缠绕更加地无序且更加牢固；每一所述网胎层引出的若干所述纤维簇具有至少两种取向。
[0006]可选地，所述网胎层为多孔状纤维薄毡，所述网胎层经成网工艺形成分布均匀的多孔结构，在后期复合过程中多孔结构提供基体渗入的通道；所述网胎层采用的纤维的长度为50mm
‑
90mm，所述薄毡的面密度为60g/m2‑
120g/m2，针刺密度为1针/cm2～8针/cm2。
[0007]可选地，所述网胎层的纤维为石英纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维中的一种或任意组合，还可以包括缝合纤维，所述缝合纤维为石英纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维中的一种或任意组合。
[0008]可选地，同一层且每一层所述网胎层引出的每一所述纤维簇相互平行设置；相邻的所述网胎层引出的每一所述纤维簇呈相交状；以上两种取向的所述纤维簇层间交替形成斜向纤维。
[0009]可选地，每一所述纤维簇无序排列；所述斜向纤维为通过针刺工艺将平面或曲面的所述网胎层的纤维引入层间，用于增大其与所述网胎层的接触面积，改善层间结合力，使
得若干网胎层之间结合紧密形成整体结构，并在层间形成孔洞便于后期复合，制得均匀材料。
[0010]可选地，所述纤维簇取向不同的不同层所述网胎层的组合方式可以间隔多层网胎层或一层对多层或无序组合。
[0011]可选地，所述低密度纤维预制体为块状、球形、弧形、锥形或组合异形。
[0012]所述的低密度纤维预制体的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1)纤维短切后经成网工艺制得网胎；
[0014]S2)将网胎裁剪为所需形状；
[0015]S3)将裁剪的网胎铺覆于成形模具或已成形区域表面；
[0016]S4)按设定角度和针刺参数引入实现层间连接的斜向纤维；
[0017]S5)重复步骤S3或S4直至所需产品尺寸移除成型模具，得到体积密度为0.10g/cm3至0.12g/cm3的纤维预制体。
[0018]可选地，步骤S4)中所述针刺参数包括针刺密度，所述针刺密度为3针/cm2至15针/cm2。
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供的隔热保温件中的低密度纤维预制体选用高性能纤维经针刺工艺成型，斜向纤维与网胎层构成立体结构，整体结构稳定，机械性能好；所述预制体为均匀多孔疏松结构，具有较低的体积密度，体积密度为0.10g/cm3至0.12g/cm3，层间连接的斜向纤维与网胎层具有非法向垂直的夹角，斜向有效增加层间纤维与网胎层的接触面积，增强相互结合力，有利于低密度预制体的成形和整体稳定性；经后期硅基或气凝胶的渗透制成的隔热保温材料相较传统材料重量轻，隔热性能好且力学性能佳。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0021]图1是本专利技术一块状低密度纤维预制体的结构示意图。
[0022]图2是图1所示的低密度纤维预制体的另一结构示意图。
[0023]图3是弧形低密度纤维预制体的局部结构示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]低密度纤维预制体100网胎层10、10
’
斜向纤维20纤维簇2
具体实施方式
[0026]为了能够更清楚地理解本专利技术实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术实施例，所描述的实施方式仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本发
明实施例保护的范围。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术实施例的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术实施例。
[0029]高性能纤维预制体作为复合材料的骨架材料，因其结构与性能的可设计性好，制得的复合材料的电、热、力学性能等综合性能优良，能够满足苛刻环境的应用，如高速或超音速飞行器的热防护材料等。现今，随着飞行器的飞行速度的不断提高，高性能轻质隔热材料是热防护材料开发需攻克的关键技术之一。
[0030]本专利技术公开了一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件，应用于高速或超高音速飞行器中，作为高速或超高音速飞行器的隔热材料，保温件包括增强体、基体，所述增强体与所述基体复合，所述增强体为低密度纤维预制体，所述基体包括硅基或气凝胶；所述低密度纤维预制体100与硅基、气凝胶复合制成的隔热保温件重量轻、密度均匀一致、隔热性能突出且力学强度好，与传统的轻质隔热材料相比综合性能好，可用作高速或超高音速飞行器的热防护材料，或者应用于高温工业领域。
[0031]如图1所示，所述低密度纤维预制体100由网胎层10和连接若干网胎层10之间的斜向纤维20构成，其为体积密度为0.10g/cm3至0.12g/cm3的纤维预制体。该预制体100的体积密度低，制得的热防护材料重量轻，隔热保温效果好，用于对重量极其敏感的飞行器可减轻飞行器的整体重量，从而有助于其速度的提升。
[0032]低密度纤维预制体10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于高速或超高音速飞行器的隔热保温件，其特征在于：应用于高速或超高音速飞行器中，作为高速或超高音速飞行器的隔热材料，隔热保温件包括增强体、基体，所述增强体与所述基体复合，所述增强体为低密度纤维预制体，所述基体包括硅基或气凝胶；其中，所述低密度纤维预制体由网胎层和连接若干网胎层之间的斜向纤维构成，其为体积密度为0.10g/cm3至0.12g/cm3的纤维预制体，所述斜向纤维包括由所述网胎层引出的若干纤维簇，每一所述纤维簇与所述网胎层之间具有非法向垂直的夹角；至少两层的所述网胎层引出的若干纤维簇取向不同；单层所述网胎层通过短切纤维之间的相互缠绕相结合，并在成网过程中进行针刺使得缠绕更加地无序且更加牢固；每一所述网胎层引出的若干所述纤维簇具有至少两种取向。2.根据权利要求1所述的隔热保温件，其特征在于：所述网胎层为多孔状纤维薄毡，所述网胎层经成网工艺形成分布均匀的多孔结构，在后期复合过程中多孔结构提供基体渗入的通道；所述网胎层采用的纤维的长度为50mm
‑
90mm，所述薄毡的面密度为60g/m2‑
120g/m2，针刺密度为1针/cm2～8针/cm2。3.根据权利要求1所述的隔热保温件，其特征在于：所述网胎层的纤维为石英纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维中的一种或任意组合，还可以包括缝合纤维，所述缝合纤维为石英纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维中的一种或任意组合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪云良，
申请(专利权)人：江苏天鸟高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：