[发明专利]一种纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：

（1）制备预制体；

（2）多次溶胶-凝胶化处理：将预制体浸渍硅溶胶，然后进行凝胶化，完成一次溶胶-凝胶化处理；重复溶胶-凝胶化处理多次，并且浸渍所用的硅溶胶密度依次降低，形成梯度浸渍；

（3）对步骤（2）处理后的材料进行干燥，得到生坯；

（4）将所述生坯进行烧结，得到所述纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，溶胶-凝胶化处理的总次数为2~4次，并且前一次浸渍时所用的硅溶胶密度比后一次浸渍时所用的硅溶胶密度高2~10%。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤（2）中所用的硅溶胶的密度在1.1~1.4g/cm³的范围内。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：将密度较低的硅溶胶进行超滤或减压蒸馏，得到符合步骤（2）要求密度的硅溶胶。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：进行溶胶-凝胶化处理时，若硅溶胶的密度低于1.2g/cm³，则在凝胶过程中加入碱性凝胶助剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述碱性凝胶助剂为六亚甲基四胺或碳酰二胺。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述碱性凝胶助剂的浓度为1~10wt.%。

8.根据权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述预制体采用纤维体积含量为20~40%的预制体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：将纤维通过编织或针刺方式加工成预制体坯件，然后利用有机溶剂进行预处理，获得所述预制体。

10.根据权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于：通过调控温度引发溶胶-凝胶反应，以完成溶胶的凝胶化。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：调控温度至60~100℃引发溶胶-凝胶反应。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：密度高的硅溶胶的凝胶化处理温度低于密度低的硅溶胶的凝胶化处理温度。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在湿度为60~90%、温度为20~50℃的条件下进行干燥。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于：

干燥完成后，在烧结之前，将生坯在100~200℃进行烘干。

15.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在500~800℃下进行所述烧结，烧结时间1~3小时。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于：所述烧结按照如下方法进行：

在第一温度下烧结0.5~1小时，再在第二温度下烧结1~2小时；其中，第一温度低于第二温度，并且烧结过程中向烧结装置中进行鼓风操作。

17.一种纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料，其特征在于：采用权利要求1至16任一项所述的制备方法制得。

18.权利要求17所述的纤维增强二氧化硅隔热陶瓷材料在飞行器隔热系统中的应用。