[发明专利]用蚕丝制备氧化锆隔热材料的方法无效

申请号：	201110241225.2	申请日：	2011-08-22
公开（公告）号：	CN102417205A	公开（公告）日：	2012-04-18
发明（设计）人：	王天驰;孔嵩;高剑凌;陶静海;朱政强	申请（专利权）人：	南京理工大学
主分类号：	C01G25/02	分类号：	C01G25/02
代理公司：	南京理工大学专利中心 32203	代理人：	唐代盛
地址：	210094 ***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	蚕丝制备氧化锆隔热材料方法
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【说明书】：

技术领域

本发明属于一种制备氧化锆隔热材料的方法，特别是一种用蚕丝制备氧化锆隔热材料的方法。

背景技术

氧化锆（ZrO₂）是一种重要的工业产品，其中纤维状ZrO₂主要用于隔热保温材料，如可用于航空器、航天器绝热部件，电池隔膜，各种加热炉、等静压炉、保温均热炉炉衬，原子能反应堆隔热材料等。根据文献“刘和义等，氧化锆连续纤维的制备进展与应用前景，材料导报，2004年8月18卷8期，18-21页”和“胡利明等，氧化锆纤维及其制品，人工晶体学报，2009年2月38卷1期，265-270”可知，传统的ZrO₂纤维制备方法较多，如混合法、溶胶-凝胶法、有机聚锆法、浸渍法、载体法、无机盐法、静电纺丝法等，但基本均属于前躯体转化法，即先配制含有锆离子的纺丝液，并通过喷丝、拉丝、旋转甩丝等方法将纺丝液制成有机和/或无机的前躯体纤维，再将其热处理转化为预定组成和结构的氧化锆纤维。传统制备方法工艺较为复杂，且通过这些传统方法制得的ZrO₂纤维都为实心，构造比较简单。这些纤维堆积在一起虽然具有较好的保温性能，但其实心构造却不利于锁定空气和获得优异的绝热性能。蚕丝属于蛋白质类纤维，呈纤维状构造。天然蚕丝吸收红外线的能力较强，具有优异的隔热性能。所以利用蚕丝作为模板，制备ZrO₂隔热材料具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、制成品性能优良的用蚕丝制备氧化锆隔热材料的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用蚕丝制备氧化锆隔热材料的方法，步骤如下：

（1）以Zr(NO₃)₄固体为原料配制Zr(NO₃)₄溶液；

（2）将蚕丝浸入Zr(NO₃)₄溶液浸泡，并轻微搅拌；

（3）将浸渍有Zr(NO₃)₄溶液的蚕丝在烘箱中烘烤干燥；

（4）将经过前三个步骤后制得的干燥蚕丝置于烧结炉中烧结，便制得具有蚕丝纤维结构形态的氧化锆隔热材料。

本发明的原理为：蚕丝经Zr(NO₃)₄溶液浸泡并烘干后，Zr(NO₃)₄溶质会均匀包裹于蚕丝纤维表面；包裹有Zr(NO₃)₄的蚕丝在加热过程中，Zr(NO₃)₄会首先发生分解反应并在蚕丝纤维表面形成均匀的ZrO₂，而蚕丝在随后的升温过程中被烧蚀，从而可获得保持蚕丝天然纤维构造的空心ZrO₂隔热材料。此结构有利于含蓄大量静止空气，防止空气对流。且该ZrO₂隔热材料可继承蚕丝纤维吸收红外线的能力。蚕丝之所以具有优异的保温性能，其中一个原因就是它能有效吸收内部物体散发的红外线，防止红外能量的散失。本发明中的ZrO₂纤维也因继承了相似的红外吸收能力而具有优异的保温性能。