【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气凝胶，特别涉及一种碳化硅气凝胶的制备方法。
技术介绍
1、碳化硅气溶胶具有优异的耐高温、抗氧化性能和化学稳定性，在高速飞行器、轨道交通、智能电网等领域具有重要的应用价值。但是，现有的碳化硅气凝胶制备方法制得的碳化硅气凝胶存在着导热系数高、力学性能差等问题，很难同时兼顾隔热性能和力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种碳化硅气凝胶的制备方法，旨在解决现有的碳化硅气凝胶制备方法制得的碳化硅气凝胶存在难以同时兼顾隔热性能和力学性能的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出一种碳化硅气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
3、将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中；
4、将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液；
5、将装有纳米纤维素分散液的模具置于所述混合溶液中，浸泡成型，再进行脱模、干燥，得到纳米纤维素/硅源复合材料；
6、将所述纳米纤维素/硅源复合材料进行烧结，得到碳化硅气凝胶。
7、可选地，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液的质量分数为0.4％～8％。
8、可选地，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液包括纳米纤维素和溶剂，其中：
9、所述纳米纤维素包括棉花纳米纤维素、木浆纳米纤维素、剑麻纳米纤维素、细菌纳米纤维素以及羧基化纳米纤维素中的至少一种；和/或，
10、所述溶剂包括
11、所述纳米纤维素的纤维长度为100nm～1000nm。
12、可选地，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷与所述金属盐的质量比为(5～500)：1。。
13、可选地，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四甲基硅氧烷、三甲基三甲氧基二硅氧烷、四甲基二甲氧基二硅氧烷、五甲基甲氧基二硅氧烷以及六甲基二硅氧烷中的至少一种；和/或，
14、所述金属盐包括氯化钙、硫酸钙、氯化镁、硫酸镁、氯化钾、硫酸钾、氯化铝以及硫酸铝中的至少一种。
15、可选地，所述将装有纳米纤维素分散液的模具置于所述混合溶液中，浸泡成型，再进行脱模、干燥，得到纳米纤维素/硅源复合材料的步骤中，装有纳米纤维素分散液的模具置于所述混合溶液中浸泡的时间为0.1h～48h。
16、可选地，所述将装有纳米纤维素分散液的模具置于所述混合溶液中，浸泡成型，再进行脱模、干燥，得到纳米纤维素/硅源复合材料的步骤中，所述干燥包括常压干燥、冷冻干燥以及超临界干燥中的一种。
17、可选地，所述将所述纳米纤维素/硅源复合材料进行烧结，得到碳化硅气凝胶的步骤中，所述纳米纤维素/硅源复合材料在惰性气体氛围下进行烧结。
18、可选地，所述惰性气体包括氩气。
19、可选地，所述将所述纳米纤维素/硅源复合材料进行烧结，得到碳化硅气凝胶的步骤中，所述烧结的升温速率为2℃/min～8℃/min；和/或，
20、所述烧结的保温温度为1000℃～1700℃；和/或，
21、所述烧结的时间为0.2h～8h。
22、本专利技术的技术方案中，纳米纤维素具有相互搭接的三维纤维空间结构，以纳米以纳米纤维素为碳源，可大幅降低制得的碳化硅气凝胶的密度，以及提高制得的碳化硅气凝胶的孔隙率；采用由倍半硅氧烷与金属盐制得的混合溶液浸泡纳米纤维素分散液，倍半硅氧烷起到“胶水”的作用，在纳米纤维素连接处进行粘接，可增强纳米纤维素分散液中纤维与纤维的连接强度，提高纳米纤维素孔隙结构的稳定性，金属盐中的阳离子可通过静电作用进一步增强纳米纤维素之间的连接，进而能够得到力学性能优异的纳米纤维素前驱体(模具中浸泡成型的块体)；再将纳米纤维素前驱体依次进行干燥、烧结，得到碳化硅气凝胶，该纳米纤维素前驱体可有效避免干燥和烧结过程中孔隙的坍塌，从而最大限度保护纳米纤维素的多孔结构，进而能够同时提高碳化硅气凝胶的力学性能以及隔热性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液的质量分数为0.4％～8％。
3.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液包括纳米纤维素和溶剂，其中：
4.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷与所述金属盐的质量比为(5～500)：1。
5.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四甲基硅氧烷、三甲基三甲氧基二硅氧烷、四甲基二甲氧基二硅氧烷、五甲基甲氧基二硅氧烷以及六甲基二硅氧烷中的至少一种；和/或，
6.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将装有纳米纤维素分散液的模具置于所
7.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将装有纳米纤维素分散液的模具置于所述混合溶液中，浸泡成型，再进行脱模、干燥，得到纳米纤维素/硅源复合材料的步骤中，所述干燥包括常压干燥、冷冻干燥以及超临界干燥中的一种。
8.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将所述纳米纤维素/硅源复合材料进行烧结，得到碳化硅气凝胶的步骤中，所述纳米纤维素/硅源复合材料在惰性气体氛围下进行烧结。
9.如权利要求8所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气。
10.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将所述纳米纤维素/硅源复合材料进行烧结，得到碳化硅气凝胶的步骤中，所述烧结的升温速率为2℃/min～8℃/min；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液的质量分数为0.4％～8％。
3.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将纳米纤维素分散液导入设有开口的模具中的步骤中，所述纳米纤维素分散液包括纳米纤维素和溶剂，其中：
4.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷与所述金属盐的质量比为(5～500)：1。
5.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将倍半硅氧烷与金属盐混合，得到混合溶液的步骤中，所述倍半硅氧烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四甲基硅氧烷、三甲基三甲氧基二硅氧烷、四甲基二甲氧基二硅氧烷、五甲基甲氧基二硅氧烷以及六甲基二硅氧烷中的至少一种；和/或，
6.如权利要求1所述的碳化硅气凝胶的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，程旭东，潘月磊，
申请(专利权)人：安徽中科恒安安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。