重大突破,国防科大开发出耐1500℃高强韧隔热材料
目前氧化铝-氧化硅气凝胶隔热复合材料制备工艺较为复杂,高温热导率偏高,最高使用温度不超过1300℃。本文通过简化的工艺,制备出了一种使用温度可达1500℃的高强韧低热导氧化铝-氧化硅气凝胶隔热复合材料,是耐高温气凝胶隔热材料研究领域的重大突破。
氧化铝-氧化硅气凝胶的低密度、耐高温、低热导特性使其在高温隔热保温领域具有广阔的应用前景,阻碍其发展和应用的主要瓶颈在于脆性大、高温热导率较高、制备工艺复杂。2008年以来,研究人员以陶瓷纤维(石英纤维、莫来石纤维、氧化锆纤维等)或硼酸铝晶须与氧化铝-氧化硅气凝胶进行复合,显著提高了气凝胶的力学性能和高温隔热性能。然而,目前报导的氧化铝-氧化硅气凝胶隔热复合材料制备过程包括溶剂置换、凝胶改性、纤维清洗或多孔骨架制备等诸多步骤,制备工艺仍较为复杂;同时,材料高温热导率仍然偏高,且最高使用温度不超过1300℃。
为此,国防科技大学冯坚团队提出了一种简便的溶胶-浸渍-凝胶(SIG)和超临界干燥(SCFD)策略,开发出新型耐1500℃高强韧低热导氧化铝-氧化硅气凝胶隔热复合材料。相关论文以题为“Thermally insulating, fiber-reinforced alumina–silica aerogel composites with ultra-low shrinkage up to 1500 °C”发表在Chemical Engineering Journal上。
