一种陶瓷纤维隔热材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷纤维隔热材料及其制备方法，将硝酸铁、硝酸铬与去离子水、柠檬酸、乙二醇配成溶胶，将陶瓷纤维浸渍于溶胶中，然后取出烘干并于250-600℃热处理，制得包覆有高近红外反射颜料层的陶瓷隔热材料。本发明专利技术工艺简单，制得的材料热导率低，热导率最低可达到0.048W/(M·K)，隔热效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种陶瓷纤维隔热材料及其制备方法，属于材料科学

技术介绍
陶瓷纤维制品由于具有良好的高温隔热性能，近年来在航空航天等领域获得了较广泛的应用。随着航空航天、先进武器装备等技术的快速发展，对低热导率隔热材料的需求越来越迫切，同时对隔热材料的性能要求也越来越高。随着超高速飞行器以及大功率发动机等高技术装备的发展，隔热问题越来越成为人们关注的热点，也成为制约高技术设备发展的关键因素之一。对于许多エ业设备采用低热导率的隔热材料，也将会改善工作环境，节约能源，降低消耗。陶瓷纤维制品在较高的温度下具有稳定的隔热性能和耐化学侵蚀性。然、而，该类纤维制品的热导率相对较高，不能满足ー些应用场合的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供ー种陶瓷纤维隔热材料及其制备方法，通过在陶瓷纤维表面涂覆ー层高近红外发射颜料层，降低陶瓷纤维制品的热导率。本专利技术采取的技术方案为ー种陶瓷纤维隔热材料，在陶瓷纤维表面涂覆高近红外反射溶胶，经过热处理在陶瓷纤维表面形成ー层主要成分为FeCr2O4的高近红外反射顔料层。本实验使用的陶瓷纤维优选为硅酸铝纤维，，高近红外反射颜料层的厚度为60 80um。ー种陶瓷纤维隔热材料的制备方法，包括步骤如下(I)将硝酸铁、硝酸铬与去离子水按摩尔比为I :1 :5 10，配成混合溶液，并混合均匀形成A溶液；(2)将柠檬酸加入到其摩尔量4 7倍的こニ醇中，配成B溶液；(3)将B溶液以A与B体积比为2 4 I的比例缓慢地加入A溶液中，搅拌均匀，配成C溶液，将C溶液在5(T90°C水浴中加热搅拌，搅拌Γ3个小时后，形成稳定的溶胶；(4)将陶瓷纤维以溶胶与陶瓷纤维质量比为2 5:1的比例充分浸溃于上述溶胶中，浸溃15 30min ；(5)把表面含有溶胶的陶瓷纤维放在烘箱中，在5(T80°C的温度下干燥至完全烘干;(6)把烘干的陶瓷纤维放在马弗炉中以T8°C /min速度升温至250°C后保温lh，再以相同的速率升温至600°C后保温lh，最后随炉冷却至室温，形成包覆有高近红外反射颜料层的陶瓷纤維，即陶瓷纤维隔热材料。本专利技术采用溶胶凝胶エ艺，在陶瓷纤维表面涂覆高近红外反射溶胶，经过高温处理，在陶瓷纤维表面形成ー层高近红外反射颜料层；再将这种涂覆高近红外反射顔料的纤维，制备成低热导率的隔热材料。要使纤维的涂覆达到一定的厚度，可重复上述步骤，即得包覆高近红外反射涂层的复合纤維。本专利技术采用的陶瓷纤维优选为硅酸铝纤维，在陶瓷纤维表面附着高近红外反射顔料，是提高陶瓷纤维隔热性能的一条有效途径。与现有的隔热材料相比，本专利技术的优良效果如下(I)由于 采用颜料涂覆纤维复合隔热材料的热导率(热导率最低可达到O. 048W/(M · K))比现有的隔热材料的热导率低许多(热导率最低可达到O. 054ff/(M · K))。(2)本专利技术エ艺简单，生产成本低而且具有优良的性能。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进ー步说明，但不限于此，陶瓷纤维选用硅酸铝纤维。实施例I :(I)按照实验方案，将硝酸鉄、硝酸铬与去离子水的摩尔比为1:1:6的比例在烧杯中配成混合溶液，并混合均匀形成A液；(2)将柠檬酸加入到其5倍摩尔量的こニ醇中，配成B溶液；(3)将B液以A/B体积比为2的比例缓慢地加入A液中，搅拌均匀，配成C液，将C溶液在60°C水浴中加热搅拌,搅拌I个小时后，形成稳定的溶胶；(4)将陶瓷纤维以溶胶/陶瓷纤维质量比为3的比例充分浸溃于上述溶胶中，浸溃20min ；(5)把表面含有溶胶的陶瓷复合纤维放在烘箱中，在60°C下干燥至完全烘干；(6)把复合纤维放在马弗炉中以4°C /min升温至250°C后保温lh，再以相同的速率升温至600°C后保温lh，最后随炉冷却至室温，形成包覆有高近红外反射颜料层厚度为68um的陶瓷隔热材料，其热导率为O. 058ff/(M · K)。实施例2 (I)按照实验方案，将硝酸鉄、硝酸铬与去离子水的摩尔比为1:1:8的比例在烧杯中配成混合溶液，并混合均匀形成A液；(2)将柠檬酸加入到其6倍摩尔量的こニ醇中，配成B溶液；(3)将B液以A/B体积比为3的比例缓慢地加入A液中，搅拌均匀，配成C液，将C溶液在60°C水浴中加热搅拌,搅拌2个小时后,形成稳定的溶胶；(4)将陶瓷纤维以溶胶/陶瓷纤维质量比为4的比例充分浸溃于上述溶胶中，浸溃25min ；(5)把表面含有溶胶的陶瓷复合纤维放在烘箱中，在70°C下干燥至完全烘干；(6)把复合纤维放在马弗炉中以5°C /min升温至250°C后保温lh，再以相同的速率升温至600°C后保温lh，最后随炉冷却至室温，形成包覆有高近红外反射颜料层，厚度为7Ium陶瓷隔热材料，其热导率为O. 056ff/(M · K)。实施例3(I)按照实验方案，将硝酸铁、硝酸铬与去离子水的摩尔比为1:1:10的比例在烧杯中配成混合溶液，并混合均匀形成A液；(2)将柠檬酸加入到其4倍摩尔量的こニ醇中，配成B溶液；(3)将B液以A/B体积比为4的比例缓慢地加入A液中，搅拌均匀，配成C液，将C溶液在60°C水浴中加热搅拌,搅拌3个小时后,形成稳定的溶胶；(4)将陶瓷纤维以溶胶/陶瓷纤维质量比为5的比例充分浸溃于上述溶胶中，浸溃30min ；(5)把表面含有溶胶的陶瓷复合纤维放在烘箱中，在60°C下干燥至完全烘干；(6)把复合纤维放在马弗炉中以4°C /min升温至250°C后保温lh，再以相同的速率升温至600°C后保温lh，最后随炉冷却至室温；形成包覆有高近红外反射颜料层，厚度为 77um的陶瓷隔热材料，其热导率为O. 052ff/(M · K)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种陶瓷纤维隔热材料，其特征是，在陶瓷纤维表面涂覆高近红外反射溶胶，经过热处理在陶瓷纤维表面形成ー层主要成分为FeCr2O4的高近红外反射顔料层。2.根据权利要求I所述的ー种陶瓷纤维隔热材料，其特征是，高近红外反射颜料层的厚度为6(T80um。3.—种陶瓷纤维隔热材料的制备方法，其特征是，包括步骤如下 (1)将硝酸铁、硝酸铬与去离子水按摩尔比为I:1 :5 10，配成混合溶液，并混合均匀形成A溶液； (2)将柠檬酸加入到其摩尔量4 7倍的こニ醇中，配成B溶液； (3)将B溶液以A与B体积比为2 41的比例缓慢地加入A溶液中，搅拌均...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉军，谭砂砾，王翠玲，龚红宇，张潇予，张炎，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：