遮光剂掺杂Al2O3-SiO2气凝胶/莫来石纤维毡复合材料的高温隔热性能研究

摘要

分别以TiCl4和ZrOCl2·8H2O作为钛源和锆源,经过溶胶-凝胶和超临界CO2干燥过程,将遮光剂粒子TiO2和ZrO2掺入到Al2O3-SiO2气凝胶,并进一步以莫来石纤维毡为增强相制备出具有一定力学性能的耐高温气凝胶复合材料,分别探究了两种遮光剂粒子对复合材料的微观结构、力学性能和热导率的影响.结果显示:遮光剂粒子的引入可以有效阻止气凝胶在高温下的塌陷和团聚,保持气凝胶高孔隙率的特性;复合材料呈现典型的气凝胶填充纤维结构,并且具有轻质(0.21～0.24 g·cm-1)和高强度(弯曲强度为0.98～1.26 MPa)的优异性能,拓展了材料的实用性;在1050℃的高温下,由于TiO2和ZrO2粒子对红外电磁波具有吸收和散射作用,可以将复合材料的热导率由0.098 W·m-1·K-1分别降低至0.085 W·m-1·K-1和0.076 W·m-1·K-1,从而有效提高材料的高温隔热性能.