[发明专利]一种二氧化硅基轻质陶瓷热防护材料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种二氧化硅基轻质陶瓷热防护材料及其制备方法和应用。所述热防护材料以刚性隔热瓦为基体，复合Si‑O‑C气凝胶，表面涂覆有强化涂层。所述制备方法包括：制备刚性隔热瓦基体和Si‑O‑C溶胶前驱体，用Si‑O‑C溶胶前驱体浸渍刚性隔热瓦基体，再依次经过老化、溶剂置换和超临界干燥后得到刚性隔热瓦基Si‑O‑C气凝胶复合材料，并在刚性隔热瓦基Si‑O‑C气凝胶复合材料的外表面涂覆表面强化涂层，制得二氧化硅基轻质陶瓷热防护材料。本发明所制得的材料的密度低，抗压强度高，而且还具有烧蚀速率慢、热导率低、发射率高、隔热效果好和抗气流冲刷性能优异等特点，可作为外太空探测飞行器的外表面热防护材料使用。

主权项

1.一种二氧化硅基轻质陶瓷热防护材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)刚性隔热瓦基体的制备：将质量分数为1～5％的氮化硼、质量分数为50％～99％的石英纤维以及质量分数为0％～49％的纤维增强体用水混匀后过滤得到固体混合物，将所述固体混合物烘干，烧结，制得刚性隔热瓦基体；/n(2)Si-O-C溶胶前驱体的制备：用醇溶剂将烷氧基硅烷混匀，以酸性试剂为催化剂制备Si-O-C溶胶前驱体；/n(3)用步骤(2)制备的Si-O-C溶胶前驱体浸渍步骤(1)制备的刚性隔热瓦基体，然后静置使Si-O-C溶胶前驱体胶凝，制得刚性隔热瓦基Si-O-C湿凝胶复合材料，将所述刚性隔热瓦基Si-O-C湿凝胶复合材料依次经过老化、溶剂置换和干燥后，制得刚性隔热瓦基Si-O-C气凝胶复合材料；/n(4)表面强化涂层的制备：配制含有室温固化硅树脂、二月桂酸二丁基锡、正硅酸乙酯、分散介质和高发射率填料的表面强化涂料，将所述表面强化涂料涂覆在步骤(3)制备的刚性隔热瓦基Si-O-C气凝胶复合材料的外表面形成表面强化涂层，从而得到二氧化硅基轻质陶瓷热防护材料；/n所述热防护材料包括刚性隔热瓦基Si-O-C气凝胶复合材料和形成在刚性隔热瓦基Si-O-C气凝胶复合材料的外表面的表面强化涂层；所述表面强化涂层包含室温固化硅树脂和高发射率填料；所述刚性隔热瓦基Si-O-C气凝胶复合材料包括刚性隔热瓦基体和复合在所述刚性隔热瓦基体中的Si-O-C气凝胶。/n