[发明专利]一种耐高温气凝胶及气凝胶型多孔陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温气凝胶的制备方法，其特征是，制备过程包括以下步骤：

（1）向溶胶中添加耐高温粉体或晶须，混合均匀制得前驱体；

（2）用酸或碱调节前驱体的PH值，直接形成凝胶，或浸润纤维后形成凝胶；

（3）对凝胶进行老化；

（4）对凝胶进行溶剂置换或改性；

（5）对凝胶进行干燥，获得气凝胶。

2.一种气凝胶型多孔陶瓷的制备方法，其特征是，制备过程包括以下步骤：

（1）向溶胶中添加耐高温粉体或晶须，混合均匀制得前驱体；

（2）用酸或碱调节前驱体的PH值，直接形成凝胶，或浸润纤维后形成凝胶；

（3）对凝胶进行老化；

（4）对凝胶进行溶剂置换或改性；

（5）对凝胶进行干燥，获得气凝胶；

（6）对气凝胶进行烧结，获得气凝胶型多孔陶瓷。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的溶胶包括氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、氧化钛溶胶、氧化镁溶胶、氧化铜溶胶、氧化铁溶胶、氧化钴溶胶、氧化镍溶胶、氧化锰溶胶、氧化锌溶胶、氧化锡溶胶、氧化镉溶胶、氧化铬溶胶、氧化铌溶胶、氧化钽溶胶、氧化铈溶胶、氧化钒溶胶、氧化钼溶胶、氧化钨溶胶、氧化铪溶胶、氧化钍溶胶、氧化铍溶胶、氧化钇溶胶、氧化钪溶胶、氧化铈溶胶、氧化锶溶胶、氧化铟溶胶、氧化镓溶胶、氧化铋溶胶、氧化镧溶胶、氧化镱溶胶、氧化铕溶胶、氧化钕溶胶、氧化铽溶胶、氧化镨溶胶、氧化钐溶胶、酚醛溶胶中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的耐高温粉体或晶须，包括耐高温氧化物、耐高温复合氧化物、耐高温碳化物、耐高温氮化物、耐高温硼化物、耐高温硅化物、耐高温金属中一种或几种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，所述的耐高温氧化物包括氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化钡、氧化钴、氧化镍、氧化锰、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化铌、氧化钽、氧化铈、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铍、氧化钇、氧化镧、氧化镱、氧化铪、氧化钍中的一种或几种；耐高温复合氧化物包括硅酸铝、硅酸锆、硅酸钙、硅酸镁、硅酸锌锆、硅酸钾铝、钛酸铝、钛酸钡、钛酸钙、钛酸镁、铝酸钴、铝酸镁、铁酸镁、锆酸镁、铬酸钙、磷酸钙中一种或几种；耐高温碳化物包括碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化硼、碳化铬、碳化铁、碳化锰、碳化钨、碳化钼、碳化钽、碳化铌、碳化铪中的一种或几种；氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化硼、氮化铍、氮化钪、氮化镧、氮化钇、氮化铌、氮化钒、氮化钽中的一种或几种；耐高温硼化物包括硼化钴、硼化铬、硼化铪、硼化锰、硼化钼、硼化铌、硼化钽、硼化钒、硼化钛、硼化锆、硼化钙、硼化钨、硼化镧中的一种或几种；耐高温硅化物包括硅化钛、硅化锆、硅化铌、硅化钽、硅化铬、硅化钼、硅化钨中的一种或几种；耐高温金属包括钨、钼、钽、钴、镍、铬、钛、锆、铌、铪中的一种或几种，及上述金属对应的合金。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，步骤（2）所述的纤维包括石英纤维、高硅氧纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、碳化硅纤维、碳化硼纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维、氮化钛纤维、硼纤维、碳纤维、碳纳米管、钨丝、钼丝、钍丝中一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的溶胶由对应元素的水溶性盐或有机化合物水解制得或直接从市场购买，溶胶的固含量为5~40%wt，前驱体中耐高温粉体或晶须与溶胶的比例为质量比1:1~200，混合的方式包括机械搅拌或超声波分散。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，步骤（5）所述的干燥，包括超临界干燥、常压干燥或真空干燥中的一种或几种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，步骤（6）所述的烧结的温度为900℃~2500℃，烧结氛围包括真空、空气、惰性气体中一种，烧结时间为1~20h。

10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是，权利要求1或2步骤（2）~（5）及权利要求2步骤（6），可以采用射频辐射加速工艺过程，射频辐射的频率为300KHz~300GHz，功率为250W~1000kW。