[发明专利]一种梯度隔热层及其制备方法和装置

说明书

本发明是关于一种梯度隔热层及其制备方法和装置，其中，制备方法包括，根据待隔热的工件内表面的大小，剪裁两张或两张以上的隔热材料；在工件内表面涂抹粘结剂，将剪裁好的隔热材料依次粘贴于工件内表面，用粘结剂将相邻两层隔热材料粘结；粘贴完成后，向所述的隔热材料的表面喷洒两种或两种以上不同浓度的浸渍液；干燥后，即得到所述的梯度隔热层，所述的隔热材料为柔性多孔隔热材料，浸渍液为干燥后具有硬化特性的液体，不同浓度的浸渍液的喷洒顺序为从高到低。本发明同时提供了制备该梯度隔热层的装置，使梯度隔热层具有渐变的硬度梯度，从而更适于实际应用。

技术领域

本发明涉及热防护技术领域，特别是涉及一种梯度隔热层及其制备方法和装置。

背景技术

高速飞行发动机在工作时，燃烧室壁面温度高达3000K，为了保护发动机外的金属工件及其周边电子设备，需要在燃烧室外壁和工件内壁包覆耐高温的隔热材料进行热防护，包覆隔热材料后在将圆筒状燃烧室和圆筒状工件进行套装。

为减小气体对流传热，燃烧室和圆筒状工件套装间隙通常小于0.5mm。而圆筒状工件长度在1.5～2米，所以对圆筒状工件内壁的梯度隔热层形面提出很高精度要求。梯度隔热层选用刚性材料便于进行加工，但在发动机工作时的强热振环境下易发生破碎。选用柔性材料能满足振动但无法精加工，表面粗糙且强度差，无法进行套装。同时圆筒状工件工作时具有热膨胀特性，也要求隔热材料为一个整体不可切割成多块，避免缝隙过多造成隔热失效。此外圆筒状工件焊接后两侧法兰经过加工，而内壁面需要包覆隔热材料的凹槽存在凹凸不平现象，如何保证材料与内壁粘贴紧密也是难题。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种隔热材料及其制备方法和装置，所要解决的技术问题是，提供一种具有梯度硬度的梯度隔热层，使梯度隔热层同时兼具刚性和柔性，柔性，保证梯度隔热层与工件内壁紧密粘贴，保护在发动机强振动工作环境下不发生破碎；刚性，使得制备得到的隔热层便于后续的机加工，且便于与燃烧室的嵌套，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种梯度隔热层的制备方法，包括，步骤一：根据待隔热的工件内表面的大小，剪裁两张或两张以上的隔热材料；步骤二：在工件内表面涂抹第一粘结剂，将剪裁好的隔热材料依次粘贴于工件内表面，用粘结剂将相邻两张隔热材料粘结；步骤三：粘贴完成后，向所述的隔热材料的表面喷洒两种或两种以上不同浓度的浸渍液，所述的浓度为质量浓度；干燥后，即得到所述的梯度隔热层，所述的隔热材料为柔性多孔隔热材料，所述的浸渍液为干燥后具有硬化特性的液体，所述的不同浓度的浸渍液的喷洒顺序为从高到低。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的步骤二中，在所述的工件内表面涂抹第二粘结剂，干燥后，涂抹第一粘结剂，再将剪裁好的隔热材料依次粘贴于工件内表面，所述的第一粘结剂与所述的第二粘接的种类可以相同，也可以不相同。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的步骤二中，对所述的隔热材料的表面进行辊压。优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的步骤二还包括，粘贴完成后，对所述的隔热材料的进行表面改性，所述的表面改性的方法为，向所述的隔热材料表面喷洒清水，至表面全部浸湿。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的浸渍液包括硅溶胶、铝溶胶和/或树脂类粘结剂。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的浸渍液的浓度为10％-70％。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的隔热材料包括陶瓷纤维纸、陶瓷纤维毯、气凝胶毡和/或碳纤维毡。

优选的，前述的一种梯度隔热层的制备方法，其中所述的单张隔热材料的厚度为0.5～10mm。