一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105565845A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510937269.7(22)申请日2015.12.14(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号天津大学(72)发明人郭安然臧文杰郭丰刘家臣(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王丽(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/634(2006.01)C04B35/636(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法(57)摘要本发明涉及一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法。将氧化铝纤维和氧化硅纤维分别通过40目标准筛得到短切纤维；将去离子水和聚丙烯酰胺混合，得到聚丙烯酰胺水溶液；将短切纤维与去离子水混合，得到纤维浆料；将丙烯酰胺水溶液、淀粉和纤维浆料混合搅拌后，置于水浴装置中搅拌，得到浆料混合溶液；将浆料混合溶液倒入底部带孔滤纸的陶瓷模具中，真空泵抽滤，得到陶瓷纤维隔热瓦湿坯；将陶瓷纤维隔热瓦湿坯放入真空干燥箱中，干燥得到陶瓷纤维隔热瓦干坯，将陶瓷维隔热瓦干坯放入马弗炉中，烧结获得陶瓷纤维多孔隔热瓦。本发明克服了由隔热瓦内部粘结剂分布不均匀所导致的高密度和低强度的技术问题。能承受1500℃高温，用于高超声速航天飞行器。CN105565845ACN105565845A权利要求书1/1页1.一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法；其特征是步骤如下：(1)将氧化铝纤维和氧化硅纤维分别通过40目标准筛，得到筛下短切纤维；(2)将去离子水和聚丙烯酰胺混合，得到聚丙烯酰胺水溶液；(3)将短切纤维与去离子水混合，得到纤维浆料；(4)将步骤(2)得到的丙烯酰胺水溶液、淀粉和步骤(3)得到的纤维浆料混合搅拌后，置于水浴装置中搅拌，得到浆料混合溶液；(5)将得到的浆料混合溶液倒入底部带孔并铺有一层滤纸的陶瓷模具中，开动真空泵进行抽滤，得到陶瓷纤维隔热瓦湿坯；(6)将得到的陶瓷纤维隔热瓦湿坯放入真空干燥箱中，干燥得到陶瓷纤维隔热瓦干坯，将陶瓷维隔热瓦干坯放入马弗炉中，烧结获得陶瓷纤维多孔隔热瓦。2.如权利要求1所述的方法，其特征是氧化铝纤维和氧化硅纤维的质量比为(1～4)：1。3.如权利要求1所述的方法，其特征是聚丙烯酰胺水溶液的离子水与聚丙烯酰胺的质量比为299:(1～2)。4.如权利要求1所述的方法，其特征是纤维浆料的陶瓷纤维与去离子水质量比为10：3。5.如权利要求1所述的方法，其特征是丙烯酰胺水溶液、淀粉和纤维浆料的质量比为(1～3)：(0.5～1)：13。6.如权利要求1所述的方法，其特征是置于70℃～85℃的水浴装置中搅拌4min～8min。7.如权利要求1所述的方法，其特征是浆料混合溶液倒入陶瓷模具后，静置5min～10min，使一部分水分流出后，再开动真空泵进行抽滤。8.如权利要求1所述的方法，其特征是陶瓷纤维隔热瓦湿坯放入85℃的真空干燥箱中，干燥2h～3h，得到陶瓷纤维隔热瓦干坯。9.如权利要求1所述的方法，其特征是将陶瓷维隔热瓦干坯放入马弗炉中，烧结条件是以2℃/min～3℃/min的升温速率加热到500℃～700℃，再以5℃/min～7℃/min的升温速率加热到1300℃～1500℃，保温2h～4h，然后随炉冷却，获得陶瓷纤维多孔隔热瓦。2CN105565845A说明书1/3页一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷技术领域,特别是涉及一种陶瓷纤维多孔隔热瓦的制备方法。背景技术[0002]随着航天技术的进步，各国对航天飞行器的研究日益升温。从空天飞机到重复使用运载器再到高超声速飞行器，在穿越大气层飞行时，由于飞行器表面与周围空气的摩擦作用及对前方空气的压缩作用，飞行器将承受剧烈的气动加热和巨大的高温和结构热应力，造成变形。因此，航天飞行器表面的热防护材料和结构对其安全性能发挥着极为重要的作用。[0003]陶瓷纤维多孔隔热瓦具备高强、轻质、耐温的特点，可有效减少飞行器自身重量，其只需要很少的材料(纤维)就可以形成一个稳定的三维骨架搭接结构。同时，此种隔热瓦可控制从表面传递到内部的能量，由此可保证在长时间飞行时，飞行器外部结构及内部设备的安全。[0004]现有陶瓷纤维多孔隔热瓦主要以陶瓷纤维为基体，硅溶胶作为粘结剂，两者混合烧结形成隔热瓦，但此种隔热瓦存在样品密度大、内部结构差的缺点。其主要原因在于，在制备的干燥过程中，隔热瓦内部的粘结剂会跟随水分挥发，并残留在隔热瓦表面。这意味着粘结剂在制备过程中会呈现不均匀分布，隔热瓦表面的粘结剂含量过多，而内部粘结剂含量很少。在隔热瓦表面过量的粘结剂除了搭