一种轻质耐高温陶瓷纤维刚性隔热瓦及其制造方法_3

文档序号:9517642阅读:来源:国知局
防止开裂和/或防止与烧结容器粘结,如图2所示,可W在两块碳化娃板2之间铺 衬两层石英布4,然后将陶瓷纤维隔热瓦干巧1放在两块碳化娃板2之间的两层石英布4之 间,再将陶瓷纤维隔热瓦干巧1的周围放置预先设定高度的碳化娃垫块3,将马弗炉按程序 升溫至1200至1500°C,保溫0. 5至10小时,得到刚性陶瓷纤维隔热瓦。因为碳化娃的热 导率很高,由2和3组成的碳化娃盒子在高溫下可W使处于其内部的陶瓷纤维隔热瓦均匀 受热。上表面的碳化娃板2可W阻止烧结过程中因为淀粉被燃烧而引起的陶瓷纤维隔热瓦 巧体膨胀。如果需要,在烧结时通过调节位于上部的碳化娃板2的重量来调节施加的压强。 一种优化的烧结压强为4至6MPa。放置石英布4是为了防止高溫烧结后陶瓷纤维隔热瓦与 碳化娃板形成粘接。采用运种方式,不仅可W防止隔热瓦在烧结过程中可能引起的受热不 均一而导致对隔热瓦结构的破坏,而且还可W防止淀粉燃烧对隔热瓦结构的破坏,并且可 W通过设定垫块3的高度来使得最终隔热瓦的高度可控,进而可W控制隔热瓦的密度。
[0078] 本发明在第=方面提供了由本发明第二方面所述的方法制得的轻质耐高溫陶瓷 纤维刚性隔热瓦。
[0079] 本发明在第四方面还提供了本发明第一方面所述的隔热瓦或者本发明第=方面 所述的隔热瓦在例如航天飞行器的外表面热防护材料W及特种高溫害炉保溫材料等方面 的应用。
[0080]W下结合实施例来详细说明本发明。
[00引]实施例1
[0082] (1)称取15. 0克氮化棚粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离子水,5000毫 升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0083] (2)称取670克烙融石英玻璃纤维,220克氧化侣纤维、110克氧化锭稳定氧化错纤 维、(1)中的悬浮液与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀 分散,得到浆料。
[0084] (3)将上述浆料倒入成型模具中,通过调整模具高度使得获得的终产品的目标密 度为0.14g/cm3。采用抽滤方式过滤除去大部分水分,直至常压静置时不再滴水为止。然后 将模具转移至压力成型机上,施加2. 5MPa压力,得到陶瓷纤维隔热瓦湿巧。
[0085] (4)将陶瓷纤维隔热瓦湿巧放入烘箱中,80°C干燥2小时,100°C干燥2小时,120°C 干燥至恒重,得到陶瓷纤维隔热瓦干巧。
[0086] (5)将陶瓷纤维隔热瓦干巧放入马弗炉内,1350°C加压烧结7. 5小时,烧结压力为 5MPa,得到陶瓷纤维隔热瓦。并根据GB/T10295-2008测量室溫等效导热系数。结果见下表 Io
[0087] 实施例2
[0088] (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0089] (2)称取850克石英纤维,150克莫来石(3Al2〇3 ? 2Si〇2)纤维与(1)中的悬浮液 与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0090] 后续成型烧结程序与实施例1完全相同。
[00川 实施例3
[0092] (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0093] (2)称取780克石英纤维,220克氧化侣纤维与(1)中的悬浮液与500升去离子水 混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0094] 后续成型烧结程序与实施例1完全相同。
[009引 实施例4
[0096] (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0097] (2)称取670克石英纤维,330克氧化侣纤维与(1)中的悬浮液与500升去离子水 混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0098] 后续成型烧结程序与实施例1完全相同。
[009引实施例5
[0100] (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0101] (2)称取670克石英纤维、220克氧化侣纤维、110克莫来石纤维与(1)中的悬浮液 与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0102] 后续成型烧结程序与实施例1相同。
[0103] 实施例6
[0104] (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0105] (2)称取850克石英纤维、149克氧化侣纤维、1克氧化锭稳定氧化错纤维与(1)中 的悬浮液与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得 到浆料。
[0106] 后续成型烧结程序与实施例1相同。
[0107] 实施例7
[010引 (1)称取15. 0克氮化棚粉、30克碳化娃粉、50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离 子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0109] (2)称取300克石英纤维、550克氧化侣纤维、15克氧化锭稳定氧化错纤维与(1) 中的悬浮液与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散, 得到浆料。
[0110] 后续成型烧结程序与实施例1相同。
[0111] 实施例8至12
[0112] 除了下表所示内容之外,采用与实施例完全相同的方式进行。结果见于下表1。
[0113] 表1不同配方刚性陶瓷纤维隔热瓦的隔热性能比较
[0115] 从实施例I至12的结果可W看出,本发明刚性陶瓷纤维隔热瓦由于采用了优化配 方,所获得的产品的隔热性能显著优于已有的刚性隔热瓦材料。
[0116] 实施例13
[0117] (1)称取10. 0克碳化棚粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离子水,5000毫 升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0118] (2)称取670克石英纤维,220克氧化侣纤维、110克氧化锭稳定氧化错纤维、(1) 中的悬浮液与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散, 得到浆料。
[0119] (3)将上述浆料倒入成型模具中,过滤除去大部分水分,直至常压静置时不再滴水 为止。然后将模具转移至压力成型机上,控制定位柱的高度,施加2.SMPa压力,得到陶瓷纤 维隔热瓦湿巧。
[0120] (4)将陶瓷纤维隔热瓦湿巧放入烘箱中,80°C干燥2小时,100°C干燥2小时,120°C 干燥至恒重,得到陶瓷纤维隔热瓦干巧。
[0121] (5)将陶瓷纤维隔热瓦干巧放入马弗炉内,1350°C加压烧结7. 5小时,烧结压力为 5MPa,得到陶瓷纤维隔热瓦。
[0122] 实施例14
[0123] (1)称取10. 0克碳化棚粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离子水,5000毫 升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0124] (2)称取780克烙融石英玻璃纤维,170克氧化侣纤维、50克氧化锭稳定氧化错纤 维、(1)中的悬浮液与500升去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀 分散,得到浆料。
[0125] 后续步骤与实施例13完全相同。
[0126] 实施例15
[0127] (1)称取10. 0克碳化棚粉、30克碳化娃粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去 离子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[012引 (2)称取780克烙融石英玻璃纤维,220克氧化侣纤维、(1)中的悬浮液与500升 去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0129] 后续步骤与实施例13完全相同。
[0130] 实施例16
[0131] (1)称取10. 0克碳化棚粉、30克碳化娃粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去 离子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0132] (2)称取670克烙融石英玻璃纤维,330克氧化侣纤维、(1)中的悬浮液与500升 去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0133] 后续步骤与实施例13完全相同。
[0134] 实施例17
[0135] (1)称取10. 0克碳化棚粉、30克碳化娃粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去 离子水,5000毫升无水乙醇,揽拌均匀后得到烧结助剂悬浮液。
[0136] (2)称取850克烙融石英玻璃纤维,150克莫来石纤维、(1)中的悬浮液与500升 去离子水混合,使用高速剪切揽拌机将纤维在去离子水中均匀分散,得到浆料。
[0137] 后续步骤与实施例13完全相同。
[013引 实施例18
[0139] (1)称取10. 0克碳化棚粉与50克可溶性淀粉,加入5000毫升去离子水,5000毫 升无水乙醇,揽拌均匀后
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