[发明专利]耐高温、高强度Al2

权利要求书

1.耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)Al₂O₃溶胶的制备：将仲丁醇铝加入到乙醇/水二元体系中搅拌至澄清，再加入相当于仲丁醇铝质量0.03-0.05％的丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯，然后加酸溶液搅拌均匀，静置得到Al₂O₃溶胶溶液；所述仲丁醇铝和乙醇/水二元体系，按照0.3mol：100mL的比例；所述乙醇/水二元体系中，乙醇/水＝(20-85)：(30-80)的体积比；所述的酸溶液，选自醋酸、柠檬酸、草酸、硼酸、盐酸、硫酸、硝酸中的一种任意浓度的溶液；

2)表面预处理：在碱性条件下对纤维预制体进行表面预处理；

所述的碱性条件，为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡中的一种任意浓度的溶液；

所述的纤维预制体，选自玻璃纤维、氧化铝纤维、石英纤维、莫来石纤维、碳纤维、芳纶纤维的一种或几种的混合物，当混合时为任意比例；

3)Al₂O₃湿凝胶的制备：将步骤1)得到的Al₂O₃溶胶倒入装有步骤2)得到的经过表面预处理的纤维预制体的模具中，将Al₂O₃溶胶包覆纤维预制体放入真空干燥箱中进行真空浸渍8h，前2h压强保持在-0.1Mpa，随后按照0.02Mpa梯度式升压，使得Al₂O₃溶胶充分浸入纤维预制体孔洞之中，然后取出于室温下待其凝胶，得到的纤维预制体增强骨架的Al₂O₃湿凝胶；

4)老化：将上步骤得到的纤维预制体增强骨架的Al₂O₃湿凝胶经过老化后得到成熟纤维预制体增强骨架的Al₂O₃湿凝胶；所述的老化，老化条件为：以25-40℃为起始温度在15℃/天的升温速度下直至60-80℃后保温3-4天，老化液选自氨水、三乙胺、二乙胺、氢氧化钠中的一种，浓度为任意浓度；

5)溶剂置换：将上步骤得到的成熟纤维预制体增强骨架的Al₂O₃湿凝胶采用有机溶剂进行置换；所述的有机溶剂选自乙醇、环己醇、丁醇、异丙醇、苯甲醇、丙酮、甲醇、叔丁醇、正己烷中的一种或几种的混合物，当混合时为任意比例；

6)干燥：将上步骤得到的Al₂O₃湿凝胶进行干燥处理，制得纤维预制体增强骨架的Al₂O₃气凝胶；

7)热处理：将上步骤得到的纤维预制体增强骨架的Al₂O₃气凝胶置于烘箱中，采用梯度升温的方式进行热处理，由室温升温至100-120℃，升温梯度为5-20℃/h，接着保温48-96h，最后冷却至室温，得到耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料，即纤维预制体增强的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料，在空气气氛中耐温性达700-800℃，密度为0.3-0.5g/cm³，抗压强度为12.85-13.63MPa，室温热导率为0.035-0.40W/(m·K)。

2.根据权利要求1所述的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤5)所述的采用有机溶剂进行置换，置换时间是3-4天。

3.根据权利要求1所述的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤6)所述的干燥处理，是采用二氧化碳超临界干燥处理，二氧化碳超临界干燥温度为40-80℃，压力为10-20MPa。

4.耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料，其特征在于：采用权利要求1-3任一项所述的耐高温、高强度Al₂O₃气凝胶复合材料的制备方法得到。