陶瓷基復(fù)合相變隔熱材料的制備與性能.pdf

1、相變材料在相變過(guò)程中會(huì)伴隨較大的熱量變化,且自身溫度不發(fā)生明顯變化,因此可用于儲(chǔ)能或控溫領(lǐng)域,將其引入高速飛行器的熱防護(hù)系統(tǒng)中,可獲得具有高效隔熱控溫性能的熱防護(hù)系統(tǒng)。本文選用石蠟、硬脂酸、赤蘚糖醇和甘露醇四種高潛熱相變材料,以高孔隙率的氮化硅多孔陶瓷為基體支撐材料,利用熔融浸滲法制備了定形復(fù)合相變材料。研究了浸滲過(guò)程中的時(shí)間、溫度參數(shù)對(duì)浸滲率的影響,并對(duì)復(fù)合相變材料微觀形貌、相變材料與基體的相容性、熱穩(wěn)定性及熱控隔熱性能進(jìn)行了分析研究

2、。
　　利用壓汞法、SEM和DSC等測(cè)試手段對(duì)多孔氮化硅和相變材料進(jìn)行了表征,結(jié)果表明多孔氮化硅基體具有高的孔隙率,相互連通的三維網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu),且選用的石蠟、硬脂酸、赤蘚糖醇和甘露醇四種相變材料具有高的相變潛熱。
　　研究了浸滲過(guò)程中時(shí)間t和浸滲溫度T對(duì)浸滲率的影響,結(jié)果表明石蠟、硬脂酸、赤蘚糖醇、甘露醇分別在浸滲溫度為:70℃,80℃,150℃,200℃;浸滲時(shí)間為30min的條件下,浸滲進(jìn)行完全,獲得了浸滲率分別為41.4

3、6％、43.55%、50.32%、53.14%的高浸滲率復(fù)合相變材料,表明多孔基體對(duì)相變?nèi)垠w具有很強(qiáng)的吸附能力和較好的潤(rùn)濕性。通過(guò)FTIR、XRD和DSC分析得出,相變材料和多孔氮化硅具有良好的化學(xué)相容性,融滲過(guò)程中沒(méi)有新物質(zhì)生成;四種復(fù)合相變材料的相變溫度和相變焓分別為:53.17℃,54.12J/g;48.66℃,77.29J/g;118.08℃,191.13J/g;165.21℃,213.15J/g;另外,石蠟和硬脂酸復(fù)合相變材料

4、的介電常數(shù)分別約為2.8和3.2,損耗角正切值范圍分別在1.04~3.51×10-2和1.12~1.43×10-2范圍內(nèi),基本滿足透波材料的要求。
　　對(duì)硬脂酸、赤蘚糖醇和甘露醇三種復(fù)合相變材料的熱控測(cè)試表明:三種復(fù)合相變材料的溫度-時(shí)間曲線上均在其對(duì)應(yīng)的相變溫度附近出現(xiàn)明顯的溫度平臺(tái),溫度平臺(tái)持續(xù)的時(shí)間分別為:80s,360s,600s,其大小與相變復(fù)合材料的的相變潛熱呈正相關(guān),表明了相變材料在升溫過(guò)程中起到了減緩溫度快速升高的