高端热防护材料—超细陶瓷纤维材料

2023-10-23 08:11:13 661





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超细陶瓷纤维材料


热防护材料是针对实际生活或工业生产以及军事领域,需要对高温或超高温条件下工作的部件进行保护,避免损伤或破坏的保护性材料。超细陶瓷纤维毡阻热原理是其独立的结构带来的无对流效应、无穷多遮挡板效应、无穷长路径效应。


其隔热原理为:

①无对流效应,超细陶瓷纤维隔热毡气孔为纳米级,内部空气无法自由流动;

②无穷多遮挡板效应,纳米级气孔,气孔壁无穷多,辐射传热降至最低;

③无穷长路径效应,热传导沿着气孔壁进行,而纳米级气孔壁无限长。


超细陶瓷纤维隔热毡由于独特的结构,在热学、声学、光学、电学、力学等多个领域都展示出优异的性能,在新能源汽车、航天航空、军工、能源等领域具有很好的应用前景。


在新能源汽车领域,超细陶瓷纤维隔热毡作为被动防护系统的关键材料,主要是在电池电芯、电池模组和电池包之间进行物理隔离。


在航天军工领域,超细陶瓷纤维是先进复合材料的关键基础原材料,是航空航天领域及其他极端服役环境的战略性原材料


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超细纤维纺丝产业化制备技术


基于完全自主研发的超细纤维纺丝产业化制备技术、配套设备及工艺,开发出基于气纺丝的可宏量制备长径比≥1000的超细纤维材料的技术,气纺丝技术利用高速气流将溶液(熔液)剪切变形,液滴表面形成射流,风力剪切拉伸,制备超细纤维,实现制备出的纤维直径在100~1000nm可调。


高速气流纺丝技术适用于多种材料体系的高效、可控、大规模的超细纤维制备生产,不仅适用制造各种高分子超细纤维,还可以用于制造金属基、陶瓷基等多体系超细纤维。能够快速提高超细纤维生产效率,降低产品单位成本。直径低至百纳米的陶瓷纤维棉,纯无机材料,在超高、超低温使用条件下保持良好的柔弹性,无粉化掉渣,具有优异的抗压缩疲劳性能、优异的绝热性能和高温稳定性。


■ 目前应用该技术针对高端空气过滤、水过滤等领域的聚合物超细纤维及滤料;

■ 针对新能源电池及航空航天领域高温超轻绝热的陶瓷超细纤维及制品;

■ 针对锂电等电化学储能领域的碳超细纤维集流体及电极材料;

■ 针对柔性电子领域的银超细纤维及透明电极;

■ 针对海水提铀领域的功能性超细纤维等应用领域已实现技术突破。


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应用领域


在民用方面,超细陶瓷纤维材料可广泛应用于新能源汽车整车防护、动力电池安全防护、储能电池安全防护、工业管道节能保温、建筑节能、生物医学领域等多行业、多领域。关键词:建筑内外墙涂料、地坪涂料(溶剂型+水性+无溶剂)、防水涂料、腻子、工程机械涂料、船舶涂料、集装箱涂料、石油管道涂料、建筑钢结构涂料。


在国防航天领域,可靠的热防护系统是高性能航天器安全飞行的关键系统之一,而对其防热结构的设计和防热材料的选择是热防护系统设计研制的关键。超细陶瓷纤维材料具有优异的耐高温、耐腐蚀及隔热性能,是航空航天飞行器热防护的主要材料之一。作为高温绝热材料,在航空航天航空和军工等领域都有巨大的市场前景。


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来源:乌镇实验室

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