[发明专利]一种耐高温多层隔热结构及制备方法

说明书

本发明是关于一种耐高温多层隔热结构及其制备方法，该耐高温多层隔热结构包括依次叠加设置的耐高温内层、隔热中间层和高强度外层，所述耐高温内层、隔热中间层和高强度外层通过耐高温螺栓连接。本发明提供的耐高温多层隔热结构兼具耐高温，高强度，低导热，易装配，可调节，低成本的优点，可以有效缓解现有技术中隔热结构不易装配的缺陷。同时有效解决飞行器工作时气体外泄的问题，满足高超声速飞行器对耐高温隔热结构的使用要求。

技术领域

本发明属于耐高温隔热材料技术领域，特别涉及一种耐高温多层隔热结构及制备方法。

背景技术

对于一些超高温设备和高速飞行器来说，热防护系统的控制能力直接影响其可靠性和性能的提高。随着超高温设备和高速飞行器的快速发展，其部分极端环境已经超过了2200℃，对热防护系统及热防护材料提出了更高的技术要求。但是，现有耐高温隔热结构存在超高温使用上限低，力学性能差，装配复杂，周期长，成本高等问题，不能兼具耐高温，高强度，低导热，易装配，可调节，低成本等性能，难以满足高速飞行器对耐高温隔热结构的使用要求。同时，这些超高温设备和高速飞行器的基体材料为了耐高温、高强度等性能，多采用C/C、SiC/C、SiC/SiC等复合材料制备，由于目前制备工艺的限制，这些复合材料的气孔率有较大缺陷，往往会有一些气孔，在高速气流的作用下容易导致该超高温设备和高速飞行器产生严重的气体外泄，对外部的其它系统造成影响，尤其是对电子元器件等环境要求严苛的系统造成严重影响。

目前常用的耐高温隔热结构主要有隔热瓦，多层柔性陶瓷纤维毡，三明治夹芯隔热结构等三类。隔热瓦是石英纤维，硅酸铝纤维，氧化铝纤维等陶瓷纤维经过高温烧结而成的多孔材料，具有良好的隔热性能。但其最高使用温度一般在1600℃以下，已无法满足飞行器更高温度的技术要求，且隔热瓦装配复杂，每次使用后检测和修护成本较高。

多层柔性陶瓷纤维毡是以硅酸铝纤维，氧化铝纤维，氧化锆纤维，气凝胶等通过无机粘结剂固化粘接，表面通过涂层等方式连接到飞行器上，具有良好的隔热性能和超高温使用性能，但其力学性能差，容易在飞行器工作震动时造成脱落等危害，且其装配复杂，往往需要整机进行装配固化，成本高，周期长。

三明治夹芯隔热结构由隔热层和陶瓷基复合材料面板组成，面板位于芯层上下表面，通过针刺，穿刺或缝合成型得到，具有良好的隔热性能和力学性能。然而，三明治夹芯隔热结构的芯层和面板需要整体通过针刺，缝合等工艺才能成型，导致整体工艺复杂，周期长。

现有的几种耐高温隔热结构不仅存在超高温使用上限低，力学性能差，装配复杂，周期长，成本高等问题，同时无法有效解决飞行器工作时气体外泄造成的严重影响，不能兼具耐高温，高强度，易装配，低成本等性能，难以满足高超声速飞行器对耐高温隔热结构的使用要求。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种耐高温，强度高，易装配，成本低的耐高温多层隔热结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐高温多层隔热结构，包括依次叠加设置的耐高温内层、隔热中间层和高强度外层，所述耐高温内层、隔热中间层和高强度外层通过耐高温螺栓连接。

本发明还提供一种耐高温多层隔热结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)柔性梯度多层隔热材料的制备：使用胶粘剂将基体材料和红外屏蔽层粘接，所述红外屏蔽层选用至少一层；

(2)气道层制备：在柔性梯度多层隔热材料中挖设气道，将2-莰酮或/和叔丁醇填充到气道中；

(3)密封层制备：裁剪相应尺寸密封层用金属箔，根据需要将金属箔折叠、弯曲，折叠、弯曲后确保金属箔的完整性；