[发明专利]SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料的制备方法

说明书

SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料的制备方法，它涉及复合材料技术领域。本发明为解决现有传统耐热材料防隔热性能低，无法满足高超声速飞行器热防护系统的要求的问题。复合材料是由SiBOC先驱体陶瓷和二氧化硅/高硅氧纤维材料制备而成。制备方法是按以下步骤进行的：按照摩尔比称取甲基三乙氧基硅烷和硼酸粉体，进行搅拌得到前驱体悬浊液A；在前驱体悬浊液A中，滴入盐酸催化剂，形成前驱体溶液B；将二氧化硅/高硅氧纤维材料放入前驱体溶液B中，直至其完全浸润得到混合物C；将得到的混合物C移入烘箱中进行烘烤，通过控制温度使其进行交联、固化和干燥，得到产物D；将产物D放入裂解炉中进行热解。本发明用于防隔热复合材料的制备。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料的制备方法。

背景技术

随着高超声速飞行器的发展，传统耐热材料已不能满足热防护系统的要求。为解决这一难题，科学家们正开展超高温防热陶瓷材料的研究，以满足新型飞行器的需求。因此，开发一种具有良好抗氧化性、抗热震性、耐烧蚀性和维形能力好的防隔热复合材料非常重要。

高硅氧纤维是一种耐高温无机纤维特种材料，凭借其耐高温和力学性能优异的特性，在隔热材料领域和高温液体净化等领域有着广阔的应用前景。然而现有的传统高硅氧纤维防隔热性能低，无法满足高超声速飞行器热防护系统的要求。

防隔热复合材料的结构包括低导热率的网状骨架和具有耐高温性的增强材料组成，其中骨架材料具有维形能力，增强相在高温下可保持性能的稳定性和抗氧化性。使用有机聚合物作为陶瓷先驱体，通过热解合成硅基陶瓷制备新型陶瓷材料，通过有机-无机转化制备陶瓷材料的方法通常称为聚合物衍生陶瓷(PDCs)。研究表明，在硅基先驱体陶瓷中引入B、N、Zr等元素可有效提高SiOC基先驱体陶瓷的高温稳定性，然而具体组成及配比制作仍有待研究。

发明内容

本发明为了解决现有传统耐热材料防隔热性能低，无法满足高超声速飞行器热防护系统的要求的问题，进而提出SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料是由SiBOC先驱体陶瓷和二氧化硅/高硅氧纤维材料制备而成，所述SiBOC先驱体陶瓷涂覆在二氧化硅/高硅氧纤维材料的外侧。

SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：

步骤一、按照摩尔比称取甲基三乙氧基硅烷和硼酸粉体，再将硼酸粉体加入到甲基三乙氧基硅烷，进行搅拌得到前驱体悬浊液A；

步骤二、在前驱体悬浊液A中，滴入盐酸催化剂，并通过搅拌直至硼酸完全溶解，形成前驱体溶液B；

步骤三、将二氧化硅/高硅氧纤维材料放入前驱体溶液B中，在真空或负压环境下浸渍，直至其完全浸润得到混合物C；

步骤四、将得到的混合物C移入烘箱中进行烘烤，通过控制温度使其进行交联、固化和干燥，得到产物D；

步骤五、将产物D放入裂解炉中进行热解，得到SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热材料。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

针对高超声速飞行器服役环境对热防护结构的防隔热性能要求，本发明制备了一种 SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热材料，其结构为以二氧化硅气凝胶为基体，以纤维预制体等为增强体，表面复合SiBOC先驱体陶瓷为涂层，提高了二氧化硅/高硅氧纤维材料的防隔热性能，具有绿色环保、工艺简便、耐高温性能优异等优点。

附图说明

图1为实施例1中所得SiBOC/二氧化硅/高硅氧纤维防隔热复合材料裂解后的XRD图片；