超轻多孔陶瓷复合气凝胶隔热材料的微结构控制与隔热机理

本项目依据先进航天飞行器对"高强、耐高温、超轻和低热导率"超常规隔热材料的需求，创新性地提出将高孔隙多孔陶瓷和气凝胶隔热材料有机结合起来，开展超轻多孔陶瓷复合气凝胶隔热材料的微结构控制和隔热机制研究。重点研究高孔隙率超轻多孔陶瓷热材料的材料设计和评价方法；高孔隙率多孔陶瓷复合气凝胶的微结构控制规律研究；多孔陶瓷复合气凝胶的固相、气相的对流-传导-辐射热传输特性及其耦合热传导机制。通过本项目的研究，将探索出一种新型的热防护隔热设计理念和方法，为我国飞行器的隔热材料和隔热技术的技术储备奠定理论基础。本项目的研究将为促进新型刚性隔热材料在未来先进航天飞行器、催化剂载体、高温过滤器等关键部件的应用提供科学的指导依据。本研究不仅具有明确的应用背景特征，而且有重要的创新的理论研究意义，同时将为未来的热防护材料和高温隔热材料产生巨大的带动与映射作用。

本项目依据先进航天飞行器对“高强、耐高温、超轻和低热导率”超常规隔热材料的需求，创新性地提出将高孔隙多孔陶瓷和气凝胶隔热材料有机结合起来，开展超轻多孔陶瓷复合气凝胶隔热材料的微结构控制和隔热机制研究。本项目提出了一种高强度、超轻质氧化物多孔陶瓷(如氧化铝和氧化锆)复合气凝胶隔热材料的材料设计方法、制备途径及其热传输和隔热机理。通过本项目的研究，利用先进冷冻注模成型方法获得了崁烯-陶瓷浆料的凝固结晶机理；获得了高孔隙率多孔陶瓷的微结构控制规律；获得了高孔隙率多孔陶瓷的烧结特性和性能变化规律；获得了高孔隙率多孔陶瓷复合纳米孔气凝胶复合材料的微观组织和热性能变化规律。本项目共发表学术论文6篇，其中英文专著章节1部，SCI收录2篇，EI收录2篇。本项目的研究将为新型高强度、低密度刚性隔热材料的设计、制备、性能评价及应用提供重要的技术储备和理论基础，为促进新型刚性隔热材料在未来先进航天飞行器、催化剂载体、高温过滤器等关键部件的应用提供科学的指导依据。