硼酸鋁-六鈦酸鉀晶須復(fù)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(xué)，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(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)良的物理化學(xué)性能，如高紅外反射率、低熱導(dǎo)率、高彈性模量、高耐磨性、高化學(xué)穩(wěn)定性等，在隔熱材料、摩擦材料、功能涂料等眾多領(lǐng)域得到廣泛的研究與應(yīng)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時，可有效降低固體熱傳導(dǎo)和紅外熱輻射[4]。陶瓷纖維復(fù)合材料制備過程中，控制六鈦酸鉀晶須的分布狀態(tài)，以形成纖維/晶須多級結(jié)構(gòu)，并且六鈦酸鉀在提高復(fù)合材料力學(xué)性能、降低高溫?zé)醾鲗?dǎo)等方面發(fā)揮了重要作用[5-6]。與傳統(tǒng)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(dǎo)熱系數(shù)低，可在1 200 ℃連續(xù)長期使用等顯著優(yōu)勢[7]。通常在制備過程引入發(fā)泡劑、促燒劑等物質(zhì)，有利于晶須間的結(jié)合，并調(diào)節(jié)材料的孔隙狀態(tài)，但往往導(dǎo)致力學(xué)性能降低或?qū)嵯禂?shù)增大，無法兼顧材料的孔隙結(jié)構(gòu)、力學(xué)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(wěn)定性、高機械強度、高耐腐蝕性，以及相對較低的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)等特性，被廣泛用于陶瓷、金屬、高分子等領(lǐng)域[11-14]。基于硼酸鋁晶須與六鈦酸鉀晶須在隔熱和力學(xué)性能等方面的特點，本文將預(yù)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(diào)節(jié)六鈦酸鉀晶須間的孔隙結(jié)構(gòu)，改善晶須復(fù)合隔熱材料的力學(xué)性能與隔熱性能。……