[发明专利]一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料，其特征在于，以碳纤维毡为骨架支撑，骨架内部填充C-SiO₂复合气凝胶，得到碳纤维增强C-SiO₂气凝胶，碳纤维增强C-SiO₂气凝胶表面涂覆有高发射率防热涂层。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料，其特征在于，所述高发射率防热涂层由如下质量百分含量的组份制成：

MoSi₂：10～30％；

B₂O₃-SiO₂玻璃粉末：70～90％；

所述B₂O₃-SiO₂玻璃由如下质量百分含量的组份制成：

SiO₂：60～80％；

Na₂B₄O₇·10H₂O：20～40％。

3.根据权利要求1或2所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料，其特征在于，所述纤维增强耐高温高发射率一体化材料的耐温性达到1500℃，内部隔热材料碳纤维增强C-SiO₂气凝胶的室温热导率为0.035～0.045W·m^-1·K^-1，所述防热涂层室温发射率大于0.85。

4.权利要求1或2所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：以邻苯二酚-甲醛溶胶为碳源，3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源，混合均匀后注入到碳纤维毡内，经溶胶-凝胶过程、老化、溶剂置换和超临界干燥，再在惰性气体保护下热处理后得到碳纤维增强C-SiO₂气凝胶；

步骤二：将SiO₂和Na₂B₄O₇·10H₂O混匀，在1400～1600℃下保温4～6h，取出后急冷得到B₂O₃-SiO₂玻璃熔块，将B₂O₃-SiO₂玻璃熔块粉磨，颗粒过5μm筛得B₂O₃-SiO₂玻璃粉末；

步骤三：将MoSi₂、步骤二制备的B₂O₃-SiO₂玻璃粉末、溶剂和分散剂混合得到涂层浆料；

步骤四：采用料浆浸渍的方法将步骤三制备的涂层浆料涂覆于步骤一中的碳纤维增强C-SiO₂气凝胶的表面，待干燥后于1100～1300℃下保温20～40min即得。

5.根据权利要求4所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述邻苯二酚-甲醛溶胶通过将邻苯二酚、甲醛、乙醇按照1:1～3:12～16的摩尔比混合均匀后得到；所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与邻苯二酚的摩尔比为0.75～1.5:1。

6.根据权利要求4所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述超临界干燥的条件为40～60℃，压力为95～105bar，时间为8～10h；所述热处理的条件为700～900℃，气体流速为100～150mL/min，时间为3～4h。

7.根据权利要求4所述的一种纤维增强耐高温高发射率一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，MoSi₂与B₂O₃-SiO₂玻璃粉末的混合物、溶剂和分散剂的质量比为1～2:1:0.01～0.03。