一种具有多级次结构的碳气凝胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多级次结构的碳气凝胶复合材料及其制备方法。所述方法步骤包括：将聚丙烯腈纳米纤维和聚丙烯腈微米纤维混合并经稳定化热处理，得到预氧化复合纤维；将预氧化复合纤维与粘结剂和溶剂制成分散液，过滤并烘干，得到复合纤维毡；将复合纤维毡在XY平面铺设，再在Z方向上针刺缝合，固化后得到复合纤维增强体；使用酚醛树脂溶液进行浸渍和固化再干燥，得到酚醛气凝胶复合材料，再经热解碳化，得到碳气凝胶复合材料。本发明专利技术实现了增强体与气凝胶碳化时的协同收缩，采用微纳米复合纤维毡代替传统微米毡作为增强体，得到具有多级次结构、低导热、低密度、高强度的碳气凝胶复合材料，有望作为耐高温防隔热材料应用于航空航天领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳气凝胶复合材料领域，具体涉及一种具有多级次结构的轻质高强碳气凝胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、碳气凝胶材料具有高比表面积、低热导、耐超高温等显著优势。然而，碳气凝胶普遍存在脆性大、强度低、大尺寸块体制备易开裂等问题，严重限制了其应用。

2、向碳气凝胶内引入纤维增强体是提升材料韧性及大尺寸成型稳定性最为有效的方法。然而，引入纤维增强体虽然可在一定程度上提升材料的断裂韧性，但所制备的材料普遍存在基体开裂、纤维与基体界面脱粘等问题，从而使材料的力学强度大幅降低。其中主要原因为，所述纤维增强体在碳化过程中不发生收缩，而有机气凝胶即碳气凝胶的有机前体在碳化过程中发生明显收缩，大约为20％左右，两者的收缩不匹配导致材料内部产生残余应力，当残余应力达到一定程度时便会引发基体开裂、界面脱粘等问题。因此，如何实现增强体与基体协同收缩，降低残余应力已成为纤维增强碳气凝胶复合材料领域所面临的技术瓶颈之一。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题。>

2、本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有多级次结构的碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)...

【技术特征摘要】

1.一种具有多级次结构的碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：

【专利技术属性】
技术研发人员：贺丽娟，张昊，张世忠，李文静，刘韬，黄红岩，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：