[发明专利]一种耐高温纳米轻质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种耐高温纳米轻质陶瓷材料，其特征是，包括网络骨架结构及具有纳米级多孔结构的陶瓷基体，陶瓷浆料中包括纤维、闭孔气泡，所述纤维附着在所述闭孔气泡上，通过陶瓷浆料陶瓷化处理使所述陶瓷浆料中的闭孔气泡构建形成所述陶瓷基体的多孔结构，使陶瓷浆料中的纤维桥连所述多孔结构搭接形成所述网络骨架结构，进而实现所述陶瓷基体把所述网络骨架结构包裹结合在一起，其中，多孔结构填充在所述网络骨架结构的空隙中；所述耐高温纳米轻质陶瓷材料具有纳米孔结构，平均孔径6-17nm，其体积密度为0.1-0.4 g/cm3；所述耐高温纳米轻质陶瓷材料原料包括纤维、硅溶胶、陶瓷填料，其中，所述的陶瓷填料包括ρ氧化铝、九水硝酸铝、氯化铝、硫酸铝的一种或多种，纤维、硅溶胶、陶瓷填料的质量比为5-30:15-30:5-20；所述的纤维为普通硅酸铝纤维、高铝硅酸铝纤维、含锆硅酸铝纤维、莫来石纤维、石英纤维、氧化铝纤维的一种或多种；所述原料还包括水、外加剂，水、陶瓷填料质量比为20-65：5-20，外加剂占纤维、硅溶胶、陶瓷填料及水总质量的0.5-1.005%，其中，所述外加剂包括发泡剂、稳泡剂及pH值调节剂，发泡剂：稳泡剂：pH值调节剂的质量比为0.1-0.5：1-30:30-70。

2.根据权利要求1所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料，其特征是，所发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、水溶性聚氨酯发泡剂、亚硫酸纸浆废液的一种或多种，稳泡剂为明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、阿拉伯树胶的一种或多种，pH值调节剂为氨水、甲酰胺、硫酸铵、硼砂的一种或多种。

3. 根据权利要求2所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料，其特征是，所述耐高温纳米轻质陶瓷材料1100℃时导热系数为0.07-0.11 w/m•K。

4.一种权利要求1-3任一所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：纤维、硅溶胶、陶瓷填料、水、外加剂混合得陶瓷浆料；将所述陶瓷浆料静置、凝胶得湿凝胶；所述湿凝胶经干燥、烧制陶瓷化处理即得所述耐高温高效保温材料。

5.根据权利要求4所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料的制备方法，其特征是，纤维、硅溶胶、陶瓷填料、水、外加剂混合得陶瓷浆料，包括：将发泡剂、稳泡剂与水、硅溶胶置于分散设备中，高速混合搅拌得具有闭孔气泡的气泡溶液，其中，所述闭孔气泡为纳米级尺寸且结构稳定；将陶瓷填料、纤维依次加入所述气泡溶液中，高速混合搅拌得纤维均匀分散的高粘稠悬浮溶液，纤维搭接在一起形成网络结构，所述闭孔气泡填充在网络结构的空隙中；将pH值调节剂与高粘稠悬浮溶液混合，得陶瓷浆料，其呈溶胶状态，在所述陶瓷浆料中，纤维附着在闭孔气泡上，所述纤维通过搭接在一起形成网络结构，所述闭孔气泡填充在所述网络结构的空隙中。

6.根据权利要求5所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料的制备方法，其特征是，制得气泡溶液所需高速混合搅拌速度为500转/min-700转/min，时间为2-5min；制得高粘稠悬浮溶液所需高速混合搅拌速度为600-1100转/min，时间为5-10min；pH值调节剂与高粘稠悬浮溶液混合完毕所需时间控制在15s-1min。

7.根据权利要求5所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料的制备方法，其特征是，所述陶瓷浆料置于模具内执行静置、凝胶；所述湿凝胶需先排除多余水分再执行干燥。

8.根据权利要求7所述的耐高温纳米轻质陶瓷材料的制备方法，其特征是，干燥温度为50-90℃，烧制陶瓷化处理温度为800-1100℃。