隔热材料结构与性能

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1、高效隔热材料结构与性能研究陈海坤孙陈诚周洁洁王晓婷胡子君(航天材料及工艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076)文摘以陶瓷隔热瓦和纳米隔热材料为研究对象，揭示了高效隔热材料结构与性能的关系。研究结果表明：随着密度的增加，隔热材料室温热导率和力学性能随之增加；陶瓷隔热瓦平面方向和厚度方向的结构和性能存在明显差异；复合纳米结构后，材料的隔热性能明显提高；室温热导率从43mW／(m·K)降低至36mW／(m·K)；添加少量功能添加物后，材料的高温隔热性能进一步提高，高温考核中背面温度从668oC降低到576c【=。同时介电常数从2．2％增

2、加到6．6％；通过气相超临界工艺在材料表面接枝有机基团，材料表面疏水状态发生显著变化，材料具备了防水和低吸潮的特性。关键词高效隔热材料，结构与性能MicrostructureandPropertiesofInsulatingMaterialsChenHaikunSunChenchengZhouJiejieWangXiaotingHuZijun(1ScienceandTechnologyonAdvancedFunctionalCompositesLaboratory，AerospaceResearchInstituteofMaterials＆Proce

3、ssingTechnology，Beijing100076)AbstractTherelationshipbetweenmicrostructureandpropertiesofinsulatingmaterialswasinvestigated．Theresultsindicatethatthethermalconductivityandmechanicalpropertyofinsulatingmaterialsincreaseswiththein—creaseofdensity．Microstructureandpropertiesbetwee

4、nin—planeandtransverseorientationofrigidtileisdifferent．Insulationpropertyofrigidtileisbetteraftercompositingprocess，thermalconductivityreducesfrom43mW／(m·K)to36mW／(m‘K)．Afteraddingfunctionalagent，insulationpropertyathightemperatureisbetter，backsidetemper-atureofsamplereducesfr

5、om668~Cto576~C．Butdielectricconstantsincreasesby2％to6．6％．Waterproofingandlowmoistureabsorptioninsulatingmaterialsisgainedafterspecialprocess．KeywordsInsulatingmaterial，MicrostructureandProperties0引言隔热材料以陶瓷纤维为基体材料，经过一系列工新型飞行器将在大气层内长时间快速机动飞行，艺流程后制备的复合材料。首先将一定比例的陶瓷对其外层用高效隔热材料隔热性能提

6、出了更高的要纤维、黏接剂和烧结剂在分散液中搅拌均匀，经抽滤求I2J。为了满足不同功能需求，研究人员设计了多成型、干燥、烧结后制备出陶瓷隔热瓦。再将陶瓷隔种不同结构的隔热材料。结构的不同使制备的材料热瓦与SiO溶胶混合，经复合、老化、置换、干燥，最在传热、受力等不同的外界环境条件下表现出隔热性后制备出陶瓷隔热瓦增强气凝胶材料。能的差异。研究不同因素对材料性能的影响规律，进1．2测试与表征而提高对高效隔热材料性能优化的控制水平具有非采用LEICA一$440扫描电镜对隔热材料微观结常重要的意义。构进行表征。采用美国MTS公司Alliance—RF／100本

7、文以刚性隔热瓦和纳米材料为对象，分别研究电子万能试验机对隔热材料的拉伸和压缩性能进行了材料密度、纤维排布、孔尺寸、功能添加物、表面基测试，分别以DqES396-2002和Q／Dq360．3—2o00团等结构因素对隔热材料结构和隔热性能的影响。为标准；隔热材料的室温热导率按GB／T1O295—19881实验为标准测试，选用EKO热导率仪完成测试；采用高Q1．1隔热材料制备腔法和谐振腔法对材料的介电性能进行测试。隔热收稿日期：2012—08—28作者简介：陈海坤，1977年出生，硕士，主要从事防隔热复合材料研究。E—mail：haikunc@163．co

8、n一38一宇航材料工艺http：／／www．yhclgy．com2013年第2期材料试验件通过石英灯模拟考核