硼酸鋁-六鈦酸鉀晶須復合隔熱材料制備與性能

尚佳琪,劉 浩,王周福，楊智謙,陳森娜，馬 妍，王璽堂

(武漢科技大學，省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室，武漢 430081)

0 引 言

六鈦酸鉀晶須獨特的隧道結構賦予其優良的物理化學性能，如高紅外反射率、低熱導率、高彈性模量、高耐磨性、高化學穩定性等，在隔熱材料、摩擦材料、功能涂料等眾多領域得到廣泛的研究與應用[1-3]。利用六鈦酸鉀晶須的獨特屬性，將其引入氣凝膠材料中，在保持氣凝膠原有無定形網絡結構的同時，可有效降低固體熱傳導和紅外熱輻射[4]。陶瓷纖維復合材料制備過程中，控制六鈦酸鉀晶須的分布狀態，以形成纖維/晶須多級結構，并且六鈦酸鉀在提高復合材料力學性能、降低高溫熱傳導等方面發揮了重要作用[5-6]。與傳統材料相比，以六鈦酸鉀晶須為主要原料制備的隔熱材料，具有容重和導熱系數低，可在1 200 ℃連續長期使用等顯著優勢[7]。通常在制備過程引入發泡劑、促燒劑等物質，有利于晶須間的結合，并調節材料的孔隙狀態，但往往導致力學性能降低或導熱系數增大，無法兼顧材料的孔隙結構、力學性能及隔熱性能[8-10]。

硼酸鋁晶須具有高彈性模量、良好的高溫穩定性、高機械強度、高耐腐蝕性，以及相對較低的熱膨脹系數和導熱系數等特性，被廣泛用于陶瓷、金屬、高分子等領域[11-14]。基于硼酸鋁晶須與六鈦酸鉀晶須在隔熱和力學性能等方面的特點，本文將預合成的硼酸鋁晶須以增強劑的形式引入六鈦酸鉀晶須隔熱材料的制備過程，以期通過調節六鈦酸鉀晶須間的孔隙結構，改善晶須復合隔熱材料的力學性能與隔熱性能。……