基于SLS的高强度低密石墨陶瓷复合隔热材料快速制备*

吴海华，任超群，陈 奎，孙 瑜，李亚峰，黄才华，叶永盛

(三峡大学 机械与动力学院，水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

航空航天飞机在上升和再入阶段会受到严重的气动加热，为使航天器机身及其内部器件在适当的温度范围内正常的工作，必须采用热防护系统[1]。在航天器的较高温区及低温区多采用金属热防护系统，而填充在其内部的轻质、耐高温隔热材料是金属热防护系统中必不可少的重要组成部分[2]，因此热防护系统中所采用的隔热材料必须同时具备轻质、耐高温、低热导率和高抗压强度等性能特点[3-4]，才能有效地阻隔机身表面或超高温部位的热量向机身内部传播，同时应对超高温、强烈振动、急剧热冲击等严酷的热力环境。

目前用于热防护系统的隔热材料主要有陶瓷纤维材料、陶瓷隔热材料、C/C复合材料和气凝胶复合材料。陶瓷纤维隔热材料因具有密度低、超轻结构、耐高温及高效隔热等优点，是隔热材料的首选[5]。通常采用真空吸滤成型或凝胶注模成型等工艺制备，目前可制得密度达0.27 g/cm3、抗压强度达1.54 MPa、导热系数0.27 W/(m·K)陶瓷纤维板，但陶瓷纤维材料脆性大、吸潮、在高温下易收缩，不能抵抗高速气流的冲刷，抗压性能和成形工艺性均不佳[6]。陶瓷隔热材料是多孔隙类的陶瓷材料，具有化学性能稳定、力学性能好、熔点高等优点。多孔陶瓷隔热材料制备方法有多种，主要有造孔剂法、溶胶凝胶法、发泡法、冷冻干燥法、凝胶注模法等[7]。……