SiO2气凝胶隔热透波复合材料的制备及其性能研究

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1、制造技术研究航天制造技术SiO2气凝胶隔热透波复合材料的制备及其性能研究1211尹正帅刘义华佘平江雷宁（1.湖北三江航天江北机械工程有限公司，孝感432000；2.第二炮兵驻8610厂军代室，远安444200）摘要：采用溶胶-凝胶法，以三甲基氯硅烷为改性剂，经表面疏水改性处理和CO2超临界干燥，制备了莫来石纤维增强SiO2气凝胶隔热透波复合材料。并研究了气凝胶复合材料的疏水性能、力学性能、隔热性能及介电性能，结果表明：制备的莫来石纤维增强SiO2气凝胶复合材料具有良好的疏水性能、力学性能、隔热性能和介电性能，是一种性能良好的隔热透波一体化材料。关键词：气凝胶复合材料；隔热；透波；性能

2、PreparationofThermalInsulationandWave-transparentSiliaAerogelsCompositesandItsProperties1211YinZhengshuaiLiuYihuaShePingjiangLeiNing(1.HubeiSanjiangSpaceJiangbeiMachineryEngineeringCo.,Ltd,Xiaogan432000;2.TheSecondArtilleryMilitaryRepresentativeofPlant8610,Yuanan444200)Abstract：Hydrophobicsilic

3、aaerogelscompositesreinforcedbymullitefiberwerepreparedviasol-gelprocessandsupercriticaldryingtechnique,byusingtetraethoxysilane(TEOS)asprecursorandtrimethylchprpsilaneasmodifyingsolvent.Hydrophobicproperties,mechanicalproperties,thermalpropertiesanddielectricpropertiesofsilicaaerogelscomposite

4、swerestudied.Theresultsshowthatsilicaaerogelscompositesreinforcedbymullitefiberhaveexcellenthydrophpbicproperties,mechanicalproperties,thermalpropertiesanddielectricproperties,areamaterialwithgoodperformanceonthermalinsulationandwave-transparent.Keywords：silicaaerogelscomposites；thermalinsulati

5、on；wave-transparent；property1引言多孔隔热材料，具有低密度、高孔隙率、低热导率、低介电常数等优点。与传统的隔热材料相比，隔热效随着航空航天技术的不断发展，新一代飞行器的果更加优越，且具有良好的透波性能、耐高温性能和[1，2]飞行速度更高，飞行时间更长，这导致其表面承受的减震效果。因此，气凝胶复合材料在新一代飞行气动加热和气动烧蚀更加严重，承受的热环境更加苛器的隔热领域具有广阔的应用前景。刻，长时间热防护问题已成为发展中无可避免而又必采用莫来石纤维增强SiO2气凝胶，通过溶胶-凝须妥善解决的问题。而传统的隔热材料的隔热效果已胶法和酸碱两步催化过程制备了莫来石

6、纤维增强越来越难以满足苛刻的热防护体系的使用需求，因此SiO2气凝胶复合材料，并对其性能进行研究。迫切需要研制一种新型的耐高温、质轻、低热导率的隔热材料。2试验内容与方法SiO2气凝胶复合材料是一种新型轻质、高效纳米作者简介：尹正帅（1986-），工程师，复合材料专业；研究方向：透波、防隔热复合材料技术。收稿日期：2015-01-1239制造技术研究2015年4月第2期2.1制备工艺12min。稀氨水的加入有利于缩短体系的凝胶化时间，图1为莫来石纤维增强SiO2气凝复合材料的制备但过短的凝胶化时间使SiO2网络生长速度过快、枝化工艺流程。以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，采用酸-度过高

7、，不仅使气凝胶结构致密、脆性变大、硬度增碱两步催化法制备出硅溶胶，然后通过莫来石纤维织加、老化收缩明显，同时使莫来石纤维浸渍效果变差，物浸渍复合硅溶胶制备出湿凝胶，湿凝胶经过老化处得到的气凝胶复合材料质量很差，掉渣明显。因此，理后，再进行表面疏水改性，最后以CO2为干燥介质硅溶胶体系的PH值在6左右，得到的气凝胶复合材料对湿凝胶进行超临界干燥即得到莫来石纤维增强质量相对最好。SiO2气凝胶复合材料。500◆400高纯水真空浸渍/多次前驱体酸/碱反应SiO2