[发明专利]一种轻质高强度耐冲刷陶瓷防隔热一体化结构及制备方法有效
申请号: | 202010280099.0 | 申请日: | 2020-04-10 |
公开(公告)号: | CN111499414B | 公开(公告)日: | 2022-04-22 |
发明(设计)人: | 鲁芹;胡龙飞;罗晓光;俞继军;艾邦成;李炜 | 申请(专利权)人: | 中国航天空气动力技术研究院 |
主分类号: | B32B9/00 | 分类号: | B32B9/00;B32B13/02;C04B41/87;C04B35/14;C04B35/80;C04B35/622;C04B38/00 |
代理公司: | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人: | 马全亮 |
地址: | 100074 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 轻质高 强度 冲刷 陶瓷 隔热 一体化 结构 制备 方法 | ||
1.一种轻质高强度耐冲刷陶瓷防隔热一体化结构,其特征在于包括:基体结构(1)和涂覆在基体结构表面的涂层(2),基体结构(1)为强化的多孔抗氧化陶瓷纤维隔热结构,涂层(2)为具有抗氧化性的难熔金属硅化物涂层;
强化的多孔抗氧化陶瓷纤维其成分包括氧化铝和氧化硅;氧化铝和氧化硅质量百分比总含量大于95%,其中氧化铝质量百分比含量为50~80%;
涂层(2)成分包括氧化硅、氧化硼、二硅化钼和二硅化钽,涂层成分质量比例为1∶1~4∶1~10∶1~5;
经过强化后的基体结构表面涂覆涂层(2)后,在空气中放置12~48小时,之后在有氧气氛中烧结,烧结最高温度为1000℃~1500℃,得到防隔热一体化结构;
涂层(2)部分浸渍到强化后的多孔抗氧化陶瓷纤维中形成梯度化结构;
涂层(2)厚度为100um~2mm,基体结构厚度不低于5mm;
防隔热一体化结构等效密度低于500kg/cm3,压缩强度不低于1.5MPa,耐温能力超过1700℃。
2.根据权利要求1所述一种轻质高强度耐冲刷陶瓷防隔热一体化结构,其特征在于:所述强化的多孔抗氧化陶瓷纤维是指经过硅氧烷胶体浸渍热解处理的多孔抗氧化陶瓷纤维,多孔抗氧化陶瓷纤维等效密度低于400kg/cm3,导热系数低于0.2W/m.K。
3.根据权利要求1所述一种轻质高强度耐冲刷陶瓷防隔热一体化结构,其特征在于:强化的多孔抗氧化陶瓷纤维的制备过程为:多孔抗氧化基体结构在硅氧烷胶体中浸渍10分钟~6小时,之后在空气中放置6~48小时,在有氧气氛中烧结12~24小时。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述轻质高强度耐冲刷陶瓷防隔热一体化结构的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)制备基体结构;基体结构为多孔抗氧化陶瓷纤维结构,通过氧化铝和氧化硅制备;氧化铝和氧化硅质量百分比总含量大于95%,其中氧化铝质量百分比含量为50~80%;
(2)强化和烧结基体结构;多孔抗氧化基体结构在硅氧烷胶体中浸渍10分钟~6小时,之后在空气中放置6~48小时,在有氧气氛中烧结12~24小时;基体结构厚度不低于5mm;
(3)制备涂层浆体:利用氧化硅、氧化硼、二硅化钼和二硅化钽制备涂层浆体,成分质量比例为1∶1~4∶1~10∶1~5;
(4)将涂层浆体涂覆在强化的烧结基体结构上,使得部分涂层浆体浸渍到强化的烧结基体结构内部;涂层厚度为100um~2mm;
(5)在空气中放置12~48小时,之后在有氧气氛中烧结,烧结最高温度为1000℃~1500℃,得到防隔热一体化结构。
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