隔热材料的意义,主要是为了减少热量流失,提高燃料利用效率,同时保证劳动生产环境安全。传统的隔热材料存在很多不足,如力学性能差、易吸湿腐烂、成本高等,无法保证民用工业生产节能以及军工设备等对隔热材料提出的性能要求。本文以相关传热理论为基础,设计研制一种新型耐高温隔热复合板。采用粘结工艺,由石墨/陶瓷复合隔热材料、硅酸铝纤维纸、柔性石墨纸通过高温胶逐层粘结而成,以期制得兼具耐高温、质轻、高抗压、低热导率和良好密封性能的新型耐高温隔热复合板。主要研究内容如下:分析自然条件下传热原理以及材料导热系数的影响因素,根据傅里叶方程式,推导出多层复合板的导热理论模型,进一步推导出新型耐高温隔热复合板的导热理论模型。为保证新型耐高温隔热复合板的导热系数小于1.0 W/m·K,推算出石墨/陶瓷复合隔热材料的导热系数需小于2.075 W/m·K,并计算出新型耐高温隔热复合板6种不同组合形式。采取选择性激光烧结成型制备石墨/陶瓷复合隔热材料的基础上,对比研究真空压力浸渍和热压固化后处理工艺对其综合性能的影响。研究发现,采取真空压力浸渍路线,试样的密度可达到1.24g/cm~3,抗压强度和导热系数分别为12.25MPa和3.43W/m·K。采取热压固化路线,当SLS试样厚度为12mm时,其密度为1.23g/cm3,抗压强度和导热系数分别为11.76Mpa和5.14W/m·K。对比两种工艺路线,发现在试样密度相当时,采取真空压力浸渍路线时试样的抗压强度略大于热压固化路线的,而导热系数明显低于热压固化路线的,作为隔热材料,优选真空压力浸渍路线作为后处理工艺。此时石墨/陶瓷复合隔热材料的密度和导热系数仍无法满足要求,因此添加可膨胀石墨作为造孔剂加入前期配方中。研究发现试样的密度、抗压强度和导热系数均随着可膨胀石墨的加入量的增多而降低,与导热系数下降幅度(52.8%)相比,抗压强度下降幅度(29.6%)较小。当可膨胀石墨添加量为1%时,试样密度为1.02 g/cm3,抗压强度为10.92 MPa,导热系数为1.89W/m·K,符合石墨陶瓷复合隔热材料性能要求。采用粘结工艺将石墨/陶瓷复合隔热材料、硅酸铝纤维纸、柔性石墨纸通过高温胶将各层依次粘结制得新型耐高温隔热复合板。新型耐高温隔热复合板不同组合结构下的密度呈略微下降的趋势,在0.808～1.079g/cm3之间;抗压强度基本维持不变,在11.01～11.56MPa之间;导热系数呈下降趋势,由于界面热阻的存在,导致新型耐高温隔热复合板实际热导率比理论热导率偏低;压缩率和回弹率一直呈下降趋势。对比新型耐高温隔热复合板6种组合形式的综合性能,发现组合形式2~#的综合性能最优,选为新型耐高温隔热复合板最佳组合形式,此时新型耐高温隔热复合板耐高温(1500℃)、密度为1.016g/cm3、抗压强度为11.49MPa、导热系数为0.61 W/m·K、压缩率为8.2%、回弹率为45%。