氧化鋁陶瓷纖維多孔隔熱材料的制備及其性能研究.pdf

1、隨著航天技術的飛速發(fā)展，各國使用高超聲速飛行器對太空以及地球大氣層中臨近空間的探索，已成為航空航天領域的一個重點研究方向。飛行器在飛行時面對著惡劣的氣動力加熱環(huán)境，因此飛行器的熱防護系統(tǒng)越來越受到重視。作為高超聲速飛行器的熱防護系統(tǒng)，我們需要一種高效、輕質、耐溫、導熱系數低、膨脹系數低的材料。
　　本文以Al2O3纖維為基體，SiO2為粘結劑，利用抽濾法，制備出兩種體系的陶瓷纖維多孔隔熱材料。并對材料的密度、氣孔率、導熱系數、抗壓

2、強度、回彈特性及微觀組織形貌進行了測試與研究。
　　實驗結果表明，在制備隔熱瓦的過程中，當選擇過20目篩網的纖維，加入1g分散劑聚丙烯酰胺水溶液（聚丙烯酰胺水溶液的濃度為0.33％）并以2℃/min加熱到700℃，再以5℃/min加熱到1500℃，之后保溫2h的燒結制度制備出的樣品具有較低的導熱系數與密度和較高的機械強度。
　　分別使用硅溶膠和SiO2纖維作為高溫粘結劑，在燒結時，高溫粘結劑會產生具有流動性的液相，對Al2O

3、3纖維進行包裹和粘結，冷卻后液相凝固，起到固定纖維骨架的作用。
　　隨著作為高溫粘結劑加入的硅溶膠濃度由7.5%增加到30%，樣品的密度由0.37g/cm3增大到0.57g/cm3，氣孔率由88.86%降低到77.28%，導熱系數由0.20W/mK增大到0.27W/mK，抗壓強度由0.56MPa增大到1.54MPa。隨著SiO2纖維與Al2O3纖維的比例由1:4增加到1:1，樣品密度由0.27g/cm3增大到0.30g/cm3，氣

4、孔率由90.60%降低到88.30%，導熱系數均在0.12W/mK到0.13W/mK之間，變化較小，抗壓強度由0.49MPa降低到0.20MPa。
　　使用硅溶膠為高溫粘結劑的樣品在做抗壓測試時，樣品會產生明顯的斷裂，壓縮時的應力-應變曲線分為四個部分，分別為線性階段、斷裂階段，應力回復階段以及平臺階段，在做壓縮回彈測試時，即使破裂之后，回彈率也很高，為剛性樣品。使用 SiO2纖維為高溫粘結劑的樣品在做抗壓測試時，不會發(fā)生斷裂，而