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纳米级界面的原位陶瓷化使气凝胶在 1950 °C 下具有热保护

ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2024-01-17 , DOI: 10.1021/acsnano.3c11129
Quan Yuan 1 , Liwei Yan 1 , Jinfeng Tian 1 , Weiyi Ding 1 , Zhengguang Heng 1 , Mei Liang 1 , Yang Chen 1 , Huawei Zou 1
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传统的碳纤维毡增强气凝胶复合材料通常用作航空航天器的轻质热保护系统(TPS)。然而,由于其抗氧化性较差,它们逐渐无法应对日益恶劣的热环境。在这项工作中,首先在纤维表面构建了SiC-ZrC陶瓷前驱体的纳米级复合涂层界面。随后,以涂层纤维毡为三维骨架,通过聚合诱导相分离,制备出在极端热环境下具有优异热防护性能的气凝胶复合材料。由于这种纳米级界面在超高温下原位陶瓷化,12毫米厚的气凝胶在1950℃的氧乙炔火焰中暴露70秒后,背面温度仅为147℃。与此同时,气凝胶的中心区域仅后退了 7%。这项工作不仅提供了一种通过构建自陶瓷化纳米级界面来增强气凝胶的方法,而且预计所开发的气凝胶复合材料可应用于未来航天器的超高温热防护。




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更新日期:2024-01-17
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