[发明专利]耐高温、高强度Al2

说明书

本发明公开了耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料及其制备方法，首先采用溶胶‑凝胶法制得初态凝胶液，再采用真空浸渍纤维的方法将初态凝胶液滴入选定好的纤维预制体中，然后通过同步老化置换工艺制得终态凝胶，接着采用干燥工艺得到纤维预制体增强的Al₂O₃气凝胶复合材料，最后将上述的气凝胶复合材料置于烘箱中进行高温热处理，得到耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合隔热材料。本发明制备出的气凝胶复合材料在耐高温和物理强度上表现出了优异的性能，此外具有成本低廉和工艺过程便捷等优点，这对实现工业化生产具有非凡意义。

技术领域

本发明属于无机气凝胶制备技术领域，涉及耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料及其制备方法，具体涉及一种纤维预制体增强的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料及其制备方法。

背景技术

气凝胶是一种以气体为分散介质，孔径尺寸集中在2-100nm的开孔型多孔固态材料，是一种以纳米量级胶体粒子相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在空隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。气凝胶独特的三维空间网状结构使其具有低密度，高孔隙率，低热导率等优异的特点，使其在保温隔热、隔音降噪、分离吸附、等方面都体现出其优秀且独有的性质。

气凝胶具有很高的孔隙率，高的表面活性，高的比表面能和比表面积等特殊性质，在光学、电学、催化、隔热保温等领域具有广阔的应用前景。尤其是在隔热方面，气凝胶因其独特的纳米三维网络骨架结构，以气体为分散介质，使其相较于其它隔热材料有更低热导率，是目前公认的热导率最低的固态材料。因此，气凝胶作为一种轻质保温隔热材料在各个领域都具有潜在应用市场。据统计，气凝胶是目前研究很多的保温隔热材料。例如中国专利CN201110442678高强度耐高温碳支撑Al₂O₃-Al₄C₃复合块状气凝胶的制备方法，通过将氯化铝结晶体、水、乙醇、环氧丙烷均匀搅拌，得到澄清的氧化铝溶胶溶液，再向溶液中加入甲醛、间苯二酚、反应催化剂，搅拌均匀，得到RF/Al₂O₃复合气凝胶溶胶溶液，静置凝胶。再利用CO₂超临界或乙醇超临界干燥法对样品进行处理，最后对样品进行惰性气体保护高温热处理，最终得到高强度耐高温碳支撑Al₂O₃-Al₄C₃复合块状气凝胶；其步骤(5)中所述样品在惰性气体的保护下进行热处理，其中所述的热处理温度在1350-1600℃之间，热处理时间为10h-30h得到高强度耐高温碳支撑Al₂O₃-Al₄C₃复合块状气凝胶，但是中间的高温处理会增加成本。

Al₂O₃气凝胶具有诸多的优良特性，其高结构强度为其提供了广阔的应用前景，如在保温、隔音、分离、催化等领域的应用。但是，气凝胶本身具有的脆性问题及耐高温性能(大于1000℃)很大的限制了其工作条件。纤维预制体具恰巧可以弥补上述的不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有隔热材料的不足，提供了耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料及其制备方法，是一种纤维预制体增强的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料及其制备方法，该制备方法成本低廉、工艺过程便捷，在不损失复合材料耐高温、高强度、低热导率的情况下，提高了Al₂O₃气凝胶复合材料在空气中的抗氧性能。

本发明所述的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：