SiO2-莫來石復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展以及人們對(duì)節(jié)約能源的意識(shí)逐漸增強(qiáng)，高溫隔熱材料引起各國研究人員的廣泛關(guān)注。高溫隔熱材料的耐溫性、抗壓性、彈性以及隔熱性能將會(huì)直接影響到飛行器的安全系數(shù)以及其應(yīng)用領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益。而莫來石纖維具有良好的耐火性能，同時(shí)，纖維以及纖維編織體具有彈性特征。所以本實(shí)驗(yàn)第一階段設(shè)計(jì)以莫來石纖維氈為基體，采用硅溶膠作為粘結(jié)劑，通過浸漬、抽濾、干燥及熱處理，制備以莫來石纖維及SiO2為主體的莫來石基彈性隔熱陶瓷。研究了硅溶膠酸堿性、

2、濃度以及熱處理溫度對(duì)材料的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及熱性能等的影響。第二階段在上述材料表層涂覆陶瓷涂層，通過分析粘結(jié)劑、氧化硼、硼酸的添加對(duì)涂層的抗折、抗沖擊性能的影響，探索最佳涂層的配比。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：
　　(1)堿性硅溶膠的耐熱性更高，樣品在1300℃熱處理時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最大值0.948MPa，而酸性硅溶膠耐熱性較差，制備的樣品在1200℃達(dá)到強(qiáng)度的最大值0.835MPa，熱處理溫度再升高后，發(fā)現(xiàn)高溫會(huì)對(duì)材料的整體結(jié)構(gòu)造成破壞；
　

3、　(2)材料的密度受硅溶膠酸堿性及濃度的影響。采用酸性硅溶膠制備的樣品比堿性密度更低；隨著硅溶膠濃度的提高，采用酸、堿性硅溶膠制備的材料的密度都會(huì)有所上升；
　　(3)隨著熱處理溫度由1100℃上升至1400℃，堿性硅溶膠制備樣品的熱導(dǎo)率由0.071W/(m·K)上升至0.1041W/(m·K)，酸性的樣品由0.065W/(m·K)上升到0.096W/(m·K)。在壓縮率4％點(diǎn)上，堿性樣品的回彈率由90.4%下降至77.6%，酸性

4、樣品由82.5%下降至55.8%；
　　(4)隨著硅溶膠濃度由10%上升到30%，酸、堿性硅溶膠制備樣品的強(qiáng)度均上升，熱導(dǎo)率以及試樣的回彈率也會(huì)提高，均在濃度30%時(shí)達(dá)到最大值；
　　(5)在涂層漿料中加入PVA或者PVP水溶液均能防止?jié){料產(chǎn)生沉淀和分層等現(xiàn)象，不加粘結(jié)劑的涂層在干燥和熱處理過程中會(huì)產(chǎn)生開裂現(xiàn)象；經(jīng)過對(duì)比實(shí)驗(yàn)得知7wt%PVP水溶液作為分散介質(zhì)時(shí)所制備的涂層性能較好；
　　(6)隨著涂層中硼酸和氧化硼含