一种氧化铝气凝胶复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于气凝胶制备技术领域，具体是涉及一种氧化铝气凝胶复合材料及其制备方法。

背景技术

可重复使用高速飞行器与常规高速飞行器相比，主要特点是可多次服役、运维成本低，是当前航空航天领域的重要发展方向。高速飞行器在大气层中以高马赫数(约25Ma)飞行时，机身表面会产生剧烈的气动热，温度高达1200℃以上，必须采用隔热层以阻隔热量传递至飞行器内部，保证电子元器件正常工作，且要求隔热层尽量轻薄，不能显著影响飞行器的重量和有效空间，这对长期耐高温、低热导率、力学性能良好的轻质隔热材料提出了迫切需求。现有陶瓷纤维、隔热瓦等高温隔热材料存在热导率偏高(隔热层较厚)、承载性能不足、难以成型大尺寸构件等问题，无法满足可重复使用高速飞行器的要求。

氧化铝气凝胶是一种新型的纳米多孔材料，相比现有隔热材料具有突出的耐温性和隔热性能，在高速飞行器隔热领域具有良好的应用前景，但氧化铝气凝胶对波长为3～8μm的近红外热辐射具有较强的透过性，在高温条件下，红外辐射传热占主导地位，这使得氧化铝气凝胶在高温条件下的导热系数增幅较大，影响了氧化铝气凝胶材料的综合隔热性能。现有技术中通过加入红外遮光材料以提高材料的比消光系数，增加其红外辐射遮挡能力，但往往存在遮光剂分散不均匀的问题，这一缺陷在大尺寸构件制造中尤其明显，使现有技术中的掺杂方法无法适用于改善大尺寸构件的高温隔热性能。同时，现有的氧化铝气凝胶材料在1100℃以上环境中容易发生烧结和相转变，孔结构坍塌，隔热性能衰减，难以在1200℃及以上重复使用。因此，现有的氧化铝气凝胶材料难以满足极端高温环境的使用要求，无法在极高温度下长期使用。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种氧化铝气凝胶复合材料及其制备方法，采用水热法制备高结晶度的氧化铝气凝胶及其复合材料，显著提高氧化铝气凝胶材料的使用温度，并使遮光剂均匀地分布在复合材料中，提高复合材料对红外辐射的遮挡效果，满足氧化铝气凝胶复合材料在极端高温环境下长时使用的要求。

本发明的内容包括一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括将遮光剂颗粒加入含有表面活性剂的去离子水中，搅拌均匀形成遮光剂分散液，将遮光剂分散液通过浸渍法预分散至纤维预制件中，烘干后，再进行改性氧化铝溶胶浸渍、凝胶老化和干燥处理，制备得到氧化铝气凝胶复合材料。

更进一步地，遮光剂与去离子水的质量分数比例为0.5％～4％，遮光剂的粒径为0.2μm～5μm，遮光剂包括氧化锆、碳化硅、氧化钛、碳化硼或氮化硼中的任意一种。

更进一步地，表面活性剂与去离子水的质量分数比例为0.2％～3％，表面活性剂包括油酸钠、烷基琥珀酸酐钠盐、椰油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、仲烷基磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、十二烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚葡萄糖苷、十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。

更进一步地，具体包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将一定厚度的陶瓷纤维棉沿纤维轴向平铺形成陶瓷纤维棉铺层，采用陶瓷纤维线在陶瓷纤维棉铺层的厚度方向上进行针刺形成整体，然后压缩成型得到陶瓷纤维预制件；

S2、遮光剂预分散：将遮光剂分散液采用常压浸渍预分散至步骤S1得到的陶瓷纤维预制件中；

S3、改性氧化铝溶胶配制，包括：

S3.1配制氧化铝溶胶：去离子水与铝源先驱体按摩尔比(20～100)：1混合反应后，自然冷却得到先驱体水解液，加入酸搅拌均匀后，将混合液置于高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度并保温一段时间，自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将改性组分先驱体加入含有酸、去离子水的醇溶剂中，进行反应后得到改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入促凝剂充分搅拌溶解，得到改性氧化铝溶胶；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：将步骤S3得到的氧化铝溶胶浸入步骤S2处理后的陶瓷纤维预制件中，充分浸渍后，进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合材料；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合材料浸泡在10℃～70℃的醇溶剂中，每隔12h更换醇溶剂，更换次数为2次～5次；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，进行高温高压老化与超临界干燥，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯进行热处理除杂，得到氧化铝气凝胶复合材料。

更进一步地，在步骤S1中：

陶瓷纤维线和/或陶瓷纤维棉的化学成分包括氧化锆、氧化铝或莫来石中的任意一种；

在陶瓷纤维铺层的厚度方向上压缩至陶瓷纤维预制件的密度为0.18g/cm

陶瓷纤维棉的形态包括纤维散棉、纤维毡(自然状态或厚度方向剥离)或纤维毯(自然状态或厚度方向剥离)中的任意一种，渣球的质量分数为0～5％，厚度为0.5mm～3mm；

陶瓷纤维线在陶瓷纤维预制件中的质量分数为4％～22％。

更进一步地，步骤S3具体包括：

在步骤S3.1中：铝源先驱体包括异丙醇铝、正丙醇铝、仲丁醇铝、正丁醇铝或叔丁醇铝中的任意一种；将铝源先驱体加入50℃～95℃的去离子水中进行反应1h，自然冷却后，按酸与铝源先驱体的摩尔比(0.005～0.3)：1加入酸搅拌均匀，得到的混合液在高压釜中加热到180℃～240℃，保温时间为0.5h～24h；

在步骤S3.2中：改性组分先驱体与含有酸、去离子水的醇溶液的反应时间为0.5h～4h，改性组分先驱体包括正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的任意一种或者几种的组合；促凝剂包括尿素或六次甲基四胺中的任意一种；改性组分先驱体与铝源先驱体的摩尔比为(0.05～0.4)：1，促凝剂与铝源先驱体的摩尔比为(0.05～0.3)：1；酸、去离子水、醇溶剂与改性组分先驱体的摩尔比为(0.001～0.1)：(2～6)：(1～4)：1。

更进一步地，在步骤S4中：

改性氧化铝溶胶在-0.1MPa～常压下浸入陶瓷纤维预制件中，保持0.5h～4h；

凝胶预老化的温度为40℃～95℃，时间为10～48h。

更进一步地，在步骤S6中：在超临界干燥釜中加入与釜容积的5％～50％体积相当的醇类物质，预充0.1MPa～3MPa氮气，加热至釜内温度260℃～295℃、釜内压力12MPa～20MPa，保温保压8h～24h后，缓慢释放釜内流体至釜内压力为常压，最后以氮气冲扫10min～60min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯。

更进一步地，在步骤S7中：将氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用500℃～1100℃热处理6h～24h，清除杂质。

一种氧化铝气凝胶复合材料，通过上述任一项的氧化铝气凝胶复合材料制备方法得到。

本发明的有益效果：

本发明采用安全环保、无毒、不燃的水作为遮光剂颗粒的分散介质，在其中加入表面活性剂和遮光剂颗粒形成遮光剂分散液；通过加入表面活性剂降低遮光剂分散液的表面张力，使其在后续的浸渍过程中能够与纤维预制件发生良好的浸润，从而均匀分散至纤维预制件中，且表面活性剂分子由亲水端和亲油端组成，能够显著提高极性物质和非极性物质混合物的兼容性和均匀性，使遮光剂颗粒稳定、均匀地悬浮在分散液中；将纤维预制件浸没在遮光剂分散液中，通过简单的常压浸渍方式将遮光剂分散液预分散至纤维预制件中，使遮光剂分散液充分浸透纤维后烘干得到掺杂遮光剂的纤维预制件，再与后续的氧化铝溶胶进行浸渍复合，实现将遮光剂引入至氧化铝气凝胶复合材料中。本发明的制备方法可以避免如常规方法中将遮光剂与溶胶直接混合导致遮光剂颗粒团聚、沉降，使遮光剂均匀地分布在复合材料中，显著提高复合材料对红外辐射的遮挡效果，降低高温热导率，该方法能很好地实现将遮光剂均匀引入大尺寸异形纤维预制件中，从而能够制备均匀掺杂遮光剂的氧化铝气凝胶复合材料大尺寸异形构件。

附图说明

附图1为实施例1的氧化铝气凝胶复合材料平板与构件的实物照片；

附图2为实施例1的氧化铝气凝胶复合材料经1500℃热处理72h后的照片；

附图3为实施例1的氧化铝气凝胶复合材料的弯曲应力-位移曲线；

附图4为实施例2的氧化铝气凝胶复合材料在常温～1400℃范围内的热导率曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括将遮光剂颗粒加入含有表面活性剂的去离子水中，搅拌均匀形成遮光剂分散液，将遮光剂分散液通过常压浸渍预分散至纤维预制件中，烘干后，再进行氧化铝溶胶浸渍、凝胶老化和干燥处理，制备得到氧化铝气凝胶复合材料；本发明实施例采用安全环保、无毒、不燃的水作为遮光剂颗粒的分散介质，在其中加入表面活性剂和遮光剂颗粒形成遮光剂分散液；通过加入表面活性剂降低遮光剂分散液的表面张力，使其在后续的浸渍过程中能够与纤维预制件发生良好的浸润，从而均匀分散至纤维预制件中，且表面活性剂分子由亲水端和亲油端组成，能够显著提高极性物质和非极性物质混合物的兼容性和均匀性，使遮光剂颗粒稳定、均匀地悬浮在分散液中；将纤维预制件浸没在遮光剂分散液中，通过简单的常压浸渍方式将遮光剂分散液预分散至纤维预制件中，使遮光剂分散液充分浸透纤维后烘干得到掺杂遮光剂的纤维预制件，再与后续的氧化铝溶胶进行浸渍复合，实现将遮光剂的引入氧化铝气凝胶复合材料；本发明实施例的制备方法可以避免如常规方法中将遮光剂与溶胶直接混合导致遮光剂颗粒团聚、沉降，使遮光剂均匀地分布在复合材料中，显著提高复合材料对红外辐射的遮挡效果，降低高温热导率，该方法能很好地实现将遮光剂均匀引入大尺寸异形纤维预制件中，从而能够制备均匀掺杂遮光剂的氧化铝气凝胶复合材料大尺寸异形构件。

在一个优选实施例中，遮光剂与去离子水的质量分数比例为0.5％～4％，能够保证最优的红外辐射遮挡效果且不显著增加固态热传导，制得的氧化铝气凝胶复合材料的综合热导率最低；优选地，遮光剂的粒径为0.2μm～5μm，在该范围内，遮光剂对500℃～1500℃范围对应的红外辐射波具有最优的遮挡作用，能够显著降低复合材料的在该温度范围内的综合热导率；遮光剂为氧化锆、碳化硅、氧化钛、碳化硼或氮化硼中的任意一种。

在一个优选实施例中，表面活性剂与去离子水的质量分数比例为0.2％～3％，能够保证遮光剂在水中的良好分散效果，同时表面活性剂原料的用量和成本较低；表面活性剂为油酸钠、烷基琥珀酸酐钠盐、椰油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、仲烷基磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、十二烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚葡萄糖苷、十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。

本发明实施例提供的氧化铝气凝胶复合材料制备方法，具体包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将一定厚度的陶瓷纤维棉沿纤维轴向平铺形成陶瓷纤维棉铺层，采用陶瓷纤维线在陶瓷纤维棉铺层的厚度方向上进行针刺，使各层陶瓷纤维棉相互搭接缠结而形成整体，然后沿陶瓷纤维棉铺层厚度方向压缩至一定密度，成型得到陶瓷纤维预制件；

S2、遮光剂预分散：将遮光剂分散液采用常压浸渍预分散至陶瓷纤维预制件中，优选地，遮光剂与去离子水的质量分数比例为0.5％～4％，优选地，制备遮光剂分散液的遮光剂颗粒的粒径为0.2μm～5μm，优选地，遮光剂分散液中表面活性剂与去离子水的质量分数比例为0.2％～3％；

S3、改性氧化铝溶胶配制，具体包括以下步骤：

S3.1配制氧化铝溶胶：将铝源先驱体均匀加入至一定温度的去离子水中，保持温度反应1h后自然冷却得到先驱体水解液；其中去离子水与铝源先驱体的摩尔比为(20～100)：1，摩尔比低于20:1时，先驱体水解液中的固体含量偏高，颗粒间容易团聚沉淀而无法形成均匀稳定的溶胶，而摩尔比高于100:1时，先驱体水解液中的固体含量偏低，制得的氧化铝气凝胶成块性和力学性能较差，复合材料的力学性能亦较差；然后在先驱体水解液中加入酸搅拌均匀得到混合液，将混合液置于高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度并保温一段时间，自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将改性组分先驱体加入含有酸、去离子水的醇溶剂中，进行反应后得到改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入促凝剂充分搅拌溶解，得到改性氧化铝溶胶；其中，本步骤中所用的酸为硝酸、盐酸、醋酸、硫酸或氢氟酸中的任意一种，本步骤中所用的醇溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中的任意一种；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：在-0.1MPa～常压的压力条件下，将步骤S3得到的氧化铝溶胶浸入步骤S2处理后的陶瓷纤维预制件中，充分浸渍后，进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合材料；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合材料浸泡在10℃～70℃的醇溶剂中，每隔12h更换醇溶剂，更换次数为2次～5次；醇溶剂温度低于10℃，溶剂分子扩散缓慢，置换不完全；醇溶剂温度高于70℃时容易蒸发，需要额外采用密封装置，增加了置换工艺的复杂性；醇溶剂更换的次数少于2次，置换不完全，而醇溶剂更换次数多于5次，置换工艺的复杂性增加，醇溶剂消耗量增大，成本偏高；本步骤中使用的醇溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中的任意一种；

湿凝胶干燥过程中，湿凝胶收缩坍塌的主要原因在于毛细管力过大，而毛细管力的大小取决于凝胶网络中溶剂的表面张力，因此，在超临界干燥前对氧化铝凝胶进行溶剂置换，将纤维/凝胶复合材料孔隙中的水和副产物置换成醇类物质，在后续的超临界干燥过程中表面张力接近于零，从而能够保持良好的孔结构；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，进行高温高压老化与超临界干燥，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯进行热处理除杂，得到氧化铝气凝胶复合材料；

通过热处理使复合材料中氧化铝气凝胶基体的羟基脱除，从而使复合材料的化学组成全部为耐高温的无机组分(主要为氧化铝和氧化硅)，保证气凝胶复合材料在高温下的稳定性；

本发明实施例以耐高温的陶瓷纤维为原料，采用陶瓷纤维棉层铺和陶瓷纤维线针刺，这种横向层铺、纵向针刺的编织方式可以提高陶瓷纤维之间的搭接和缠结作用，为制备氧化铝气凝胶复合材料提供高强韧、耐高温的增强相，通过沿铺层厚度方向压缩提高陶瓷纤维预制件的致密度，作为复合材料的骨架，进一步提高氧化铝气凝胶的力学性能及其在高温下抵抗烧结的能力，保证复合材料能够长时间耐高温；且横向层铺可最大程度抑制复合材料中的纤维在厚度方向的传热，从而降低复合材料的综合热导率，适当的纵向针刺可显著提高复合材料的层间剪切强度，实现大尺寸复杂异形构件成型，单件尺寸可达到长1.5m、宽1.2m、厚度3mm～150mm；

氧化铝气凝胶具有优异隔热性能的主要原因是其低密度、纳米颗粒骨架和纳米孔结构，因此氧化铝气凝胶能够在高温环境下长期使用的重要前提是其在高温环境下仍能够保持低密度、纳米颗粒骨架和纳米孔结构，氧化铝气凝胶的典型制备方法是溶胶-凝胶法，即通过先驱体的水解和缩聚反应形成氧化铝溶胶和凝胶，过程很温和(低温、低压)，水解缩聚反应不完全，从而所制备的氧化铝气凝胶为无定形态并残留大量未反应的化学基团，气凝胶的纳米颗粒单位中存在大量的缺陷和活性位点，在高温下容易发生烧结长大和α相转变，气凝胶逐渐发生致密化和收缩(密度增大)，纳米孔结构发生坍塌，隔热性能衰减；本发明实施例通过加入过量的水使铝源先驱体完全水解形成先驱体水解液，再将先驱体水解液放在高压釜内进行密闭搅拌加热，在此过程中温度和压力同时提高，先驱体水解液中的先驱体颗粒在高温、高压条件下不断生长，形成高结晶度、各向异性形貌的勃姆石晶粒，加入改性组分先驱体和催化剂后形成氧化铝凝胶，最后经过超临界干燥得到高结晶度的氧化铝气凝胶；本发明实施例制备的氧化铝气凝胶，一方面，骨架由高结晶度、大晶粒尺寸的纳米颗粒单元堆垛形成，表面能显著低于常规的无定形态氧化铝气凝胶，高温下的烧结活性显著降低，另一方面，由于构成氧化铝气凝胶的纳米颗粒是各向异性形貌，例如扁平棒状，其颈部接触的数量和接触面积降低，因而在高温下不容易发生原子扩散和颈部熔合烧结，其α相转变温度大幅提高，最后，在氧化铝溶胶中引入改性组分，使其与氧化铝溶胶颗粒表面结合，形成核-壳结构的氧化铝颗粒，改性组分物质颗粒在氧化铝颗粒间起隔离作用，并在高温下与颗粒表层的氧化铝反应生成热稳定相，抑制氧化铝颗粒的烧结和α相转变，因此，本发明实施例的氧化铝气凝胶在高温环境下抵抗烧结和收缩的能力显著提升，能够在高温环境下保持低密度以及良好的纳米颗粒骨架和纳米孔结构，使用温度比常规氧化铝气凝胶提高200℃～300℃；

本发明实施例通过超临界流体高温高压老化手段提高氧化铝气凝胶的力学性能；在高温高压的超临界流体中，氧化铝湿凝胶的纳米颗粒表面的原子扩散能力和反应活性提高，进一步发生物理连接和化学交联反应，从而得到的气凝胶骨架结构强度进一步提高，氧化铝气凝胶复合材料综合力学性能提升；

本发明实施例提供了包括陶瓷纤维预制件制备与成型、遮光剂预分散、改性氧化铝溶胶配制、溶胶浸渍与凝胶预老化、溶剂置换、高温高压老化与超临界干燥、热处理除杂等工序制备氧化铝气凝胶复合材料，提供了完整的制备流程，其原料易得、工艺简单，制备的氧化铝气凝胶复合材料能够长时间耐受1200℃～1500℃高温，同时具有很低的高温热导率，经1300℃、1500℃处理72h的厚度收缩率典型值分别为0.2％、1.4％，1400℃热导率最低为0.062W/(m·K)，3％形变时的压缩强度可达到0.2MPa以上，弯曲强度可达到1.1MPa以上。

在一个优选实施例中，在步骤S1中：

陶瓷纤维线和/或陶瓷纤维棉的化学成分包括氧化锆、氧化铝或莫来石中的任意一种；陶瓷纤维棉的形态包括纤维散棉、纤维毡(自然状态或厚度方向剥离)或纤维毯(自然状态或厚度方向剥离)中的任意一种；在陶瓷纤维铺层的厚度方向上压缩至陶瓷纤维预制件的密度为0.18g/cm

在一个优选实施例中，步骤S1中的陶瓷纤维棉中渣球的质量分数为0～5％，纤维中渣球含量高于5％时，将导致复合材料的热导率升高，耐温性能下降，陶瓷纤维棉的厚度为0.5mm～3mm，由多层陶瓷纤维棉平铺得到陶瓷纤维，陶瓷纤维棉厚度小于0.5mm时，平铺过程较为困难，厚度大于3mm时，得到的陶瓷纤维预制件成型性和均匀性不足。

在一个优选实施例中，步骤S3具体包括：

在步骤S3.1中：

铝源先驱体包括异丙醇铝、正丙醇铝、仲丁醇铝、正丁醇铝或叔丁醇铝中的任意一种；

将铝源先驱体加入50℃～95℃的去离子水中进行反应1h，得到先驱体水解液，去离子水温度低于50℃时，铝源先驱体难以完全水解，高于95℃时需要增加回流装置，设备复杂性增加；

在先驱体水解液中加入酸搅拌均匀得到混合液，其中，酸与铝源先驱体的摩尔比为(0.05～0.3)：1，摩尔比低于0.05：1时，在该摩尔比范围之外，溶胶中颗粒表面的双电层电荷不稳定，难以得到稳定的溶胶；得到的混合液在高压釜中加热到180℃～240℃，保温时间为0.5h～24h，加热温度低于180℃、加热时间少于0.5h时，氧化铝溶胶的晶粒尺寸较小，制得的氧化铝气凝胶耐温性不足，而加热温度高于240℃、加热时间多于24h时，氧化铝溶胶易产生沉淀，稳定性下降；

在步骤S3.2中：

改性组分先驱体与含有酸、去离子水的醇溶液的反应时间为0.5h～4h，在该时间范围内反应完全且反应周期较短；

其中，改性组分先驱体与铝源先驱体的摩尔比为(0.05～0.4)：1，摩尔比偏低时，改性组分对氧化铝气凝胶的改性效果不足，抵抗烧结能力提升不明显，而偏高时，改性组分在氧化铝气凝胶中的含量高容易自身发生烧结和团聚，对氧化铝气凝胶的耐温性反而产生不利影响；

其中，促凝剂与铝源先驱体的摩尔比为(0.05～0.3)：1，促凝剂用量偏低时，溶胶无法凝胶；偏高时，凝胶时间短影响氧化铝气凝胶的网络结构的均匀性和孔结构；

其中，酸与改性组分先驱体的摩尔比为(0.001～0.1)：1，酸的摩尔比偏低时，催化反应效果不佳，偏高时，催化反应的速度过快引起反应不均匀；去离子水与改性组分先驱体的摩尔比为(2～6)：1，去离子水的摩尔比偏低时，水解反应不完全，偏高时，反应速度太快易造成改性液中生成沉淀；

其中，醇溶剂与改性组分先驱体的摩尔比为(1～4)：1，醇溶剂的摩尔比偏低时，先驱体和水无法完全混溶，影响改性液的均匀性，偏高时，降低了反应物浓度，反应程度下降，反应周期延长；

其中，改性组分先驱体为正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的任意一种或者几种的组合；其中，促凝剂包括尿素或六次甲基四胺中的任意一种。

在一个优选实施例中，在步骤S4中：改性氧化铝溶胶在-0.1MPa～常压下浸入陶瓷纤维预制件中，保持0.5h～4h，达到充分浸渍效果且浸渍周期较短；凝胶预老化的温度为40℃～95℃，时间为10～48h，能够实现完全凝胶且老化周期较短。

在一个优选实施例中，在步骤S6中：在超临界干燥釜中加入与釜容积的5％～50％相当体积的醇类物质，预充0.1MPa～3MPa氮气，加热至釜内温度260℃～295℃、釜内压力12MPa～20MPa，保温保压8h～24h后，缓慢释放釜内流体至釜内压力为常压，最后以氮气冲扫10min～60min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；釜内加入5％～50％的醇类物质，可使釜内的传热传质更为均匀，温度和压力更稳定，加入量超过50％会较大程度影响装釜容积率；预充0.1MPa～3MPa氮气的目的是尽量降低釜内空气的浓度保证安全性，同时为高温高压老化和超临界干燥过程提供压力；釜内温度保持260℃～295℃，釜内压力保持10MPa～18MPa，能够使釜内的流体达到超临界状态，得到具有良好成块性和孔结构的氧化铝气凝胶及不收缩的气凝胶复合材料；保温保压8h～24h的目的是使氧化铝凝胶在高温高压条件下发生进一步的物理化学交联，增大气凝胶颗粒粒径，提高气凝胶的骨架结构强度，从而提高气凝胶抵抗高温烧结的能力和复合材料的综合力学性能；本实施例中的醇类物质为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中的任意一种。

在一个优选实施例中，在步骤S7中：将氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用500℃～1100℃热处理6h～24h，清除杂质；热处理温度低于500℃、时间少于6h，氧化铝气凝胶的颗粒表面羟基基团脱除不彻底，难以完全转化为氧化铝和氧化硅组分，将导致复合材料的耐热性有所下降，热处理温度过高、时间过长，则会导致高温炉的设计难度加大、制备周期过长。

本发明实施例还提供一种氧化铝气凝胶复合材料，通过上述实施例的氧化铝气凝胶复合材料制备方法得到，能够长时间耐受1200℃～1500℃高温，同时具有很低的高温热导率，经1300℃、1500℃处理72h的厚度收缩率典型值分别为0.2％、1.2％，1400℃热导率最低为0.062W/(m·K)，3％形变时的压缩强度为0.26MPa，弯曲强度为1.12MPa。

实施例1

本实施例提供一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将2mm厚的氧化铝纤维毡薄层沿纤维轴向平铺形成纤维铺层，采用氧化铝纤维线在其厚度方向上进行针刺形成整体，其中，氧化铝纤维毡中渣球质量分数为2％，针刺的纤维线占纤维整体的质量分数为14％，然后沿其厚度方向压缩至0.30g/cm

S2、遮光剂预分散：将平均粒径1.2μm的氧化锆颗粒加入至含有十二烷基苯磺酸钠的去离子水中，搅拌均匀形成氧化锆分散液，其中氧化锆颗粒与去离子水的质量分数比例为2.5％，十二烷基苯磺酸钠与去离子水的质量分数比例为1.2％；将氧化锆分散液采用常压浸渍预分散至氧化铝纤维预制件中，在150℃烘干8h；

S3、改性氧化铝溶胶配制，具体包括以下步骤：

S3.1配制氧化铝溶胶：将仲丁醇铝均匀加入至85℃的去离子水中，保持温度反应1h后自然冷却得到仲丁醇铝水解液；其中去离子水与仲丁醇铝的摩尔比为50：1；在仲丁醇铝水解液中加入硝酸，其中硝酸与仲丁醇铝的摩尔比为0.15:1，搅拌均匀后，将混合液倒入高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度220℃并保温16h后自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将正硅酸乙酯加入含有硝酸、去离子水的仲丁醇中，其中，正硅酸乙酯与仲丁醇铝的摩尔比为0.15：1，硝酸、去离子水、仲丁醇与正硅酸乙酯的摩尔比为0.01：3：3：1，搅拌均匀反应2h后形成改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入尿素充分搅拌溶解，其中尿素与仲丁醇铝的摩尔比为0.18：1，得到改性氧化铝溶胶；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：在常压条件下，将步骤S3得到的改性氧化铝溶胶浸入步骤S1得到的陶瓷纤维预制件中，保持1h，随后在90℃下保持24h进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合体；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合体浸泡在60℃的仲丁醇中，每隔12h更换仲丁醇，更换次数为3次；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，加入体积分数为釜容积30％的乙醇作为干燥介质，预充1.8MPa的氮气，加热至釜内温度290℃、釜内压力16MPa，保温保压14h后缓慢释放釜内流体至釜内为常压，最后以氮气冲扫30min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用1100℃热处理12h，清除复合材料中的杂质，得到氧化铝气凝胶复合材料。

如附图1所示，实施例1中，氧化铝气凝胶复合材料平板的尺寸为200×200×20mm，构件的尺寸为350×100×30mm，具有良好的成型性、尺寸精度和均匀性。如附图2所示，氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，未发生分层、变形，厚度收缩分别仅为0.2％、1.4％，具有良好的长时耐高温性能。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.068W/(m·K)，表现出很低的热导率。如附图3所示，氧化铝气凝胶复合材料在弯曲载荷下发生破坏后应力呈现缓慢减小的趋势，属于典型的韧性断裂，弯曲强度达到1.12MPa，表明复合材料具有良好的韧性，在有载荷的情况下不会发生瞬间破坏。复合材料具有较好的承压性能，压缩强度(3％形变)为0.26MPa。

实施例2

本实施例提供一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将1.5mm厚的氧化锆纤维散棉沿纤维轴向平铺形成纤维铺层，采用氧化锆纤维线在其厚度方向上进行针刺形成整体，其中，氧化锆纤维中渣球质量分数为0.2％，针刺的纤维线占纤维整体的质量分数为8％，然后沿其厚度方向压缩至0.28g/cm

S2、遮光剂预分散：将平均粒径1.0μm的氧化锆颗粒加入至含有脂肪醇聚氧乙烯醚葡萄糖苷的去离子水中，搅拌均匀形成氧化锆分散液，其中氧化锆颗粒与去离子水的质量分数比例为1.8％，脂肪醇聚氧乙烯醚葡萄糖苷与去离子水的质量分数比例为1.5％；将氧化锆分散液采用常压浸渍预分散至氧化铝纤维预制件中，在150℃烘干8h；

S3、改性氧化铝溶胶配制，具体包括以下步骤：

S3.1配制氧化铝溶胶：将异丙醇铝均匀加入至75℃的去离子水中，保持温度反应1h后自然冷却得到异丙醇铝水解液；其中去离子水与异丙醇铝的摩尔比为50：1；在异丙醇铝水解液中加入盐酸，其中盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.12:1，搅拌均匀后，将混合液倒入高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度200℃并保温8h后自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将甲基三甲氧基硅烷加入含有盐酸、去离子水的异丙醇中，其中，甲基三甲氧基硅烷与异丙醇铝的摩尔比为0.25：1，盐酸、去离子水、异丙醇与甲基三甲氧基硅烷的摩尔比为0.03：3.5：3：1，搅拌均匀反应3.5h后形成改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入尿素充分搅拌溶解，其中尿素与仲丁醇铝的摩尔比为0.25：1，得到改性氧化铝溶胶；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：在常压条件下，将步骤S3得到的改性氧化铝溶胶浸入步骤S1得到的陶瓷纤维预制件中，保持1h，随后在90℃下保持30h进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合体；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合体浸泡在55℃的异丙醇中，每隔12h更换异丙醇，更换次数为3次；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，加入体积分数为釜容积24％的异丙醇作为干燥介质，预充2.5MPa的氮气，加热至釜内温度285℃、釜内压力15MPa，保温保压10h后缓慢释放釜内流体至釜内为常压，最后以氮气冲扫30min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用1000℃热处理6h，清除复合材料中的杂质，得到氧化铝气凝胶复合材料。

实施例2的氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别仅为0.8％、3.7％，具有良好的长时耐高温性能。如附图4所示，氧化铝气凝胶复合材料的常温热导率为0.032W/(m·K)，随着温度上升，热导率的升高趋势非常平缓，1200℃、1400℃热导率分别仅为0.050、0.062W/(m·K)，表明其具有优异的综合隔热性能。

实施例3

本实施例提供一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将1.8mm厚的莫来石纤维毡薄层沿纤维轴向平铺形成纤维铺层，采用莫来石纤维线在其厚度方向上进行针刺形成整体，其中，莫来石纤维毡中渣球质量分数为3％，针刺的纤维线占纤维整体的质量分数为11％，然后沿其厚度方向压缩至0.34g/cm

S2、遮光剂预分散：将平均粒径1.5μm的碳化硅颗粒加入至含有十二烷基苯磺酸钠的去离子水中，搅拌均匀形成碳化硅分散液，其中碳化硅颗粒与去离子水的质量分数比例为2.0％，十二烷基苯磺酸钠与去离子水的质量分数比例为1.5％；将碳化硅分散液采用常压浸渍预分散至莫来石纤维预制件中，在150℃烘干8h；

S3、改性氧化铝溶胶配制，具体包括以下步骤：

S3.1配制氧化铝溶胶：将仲丁醇铝均匀加入至80℃的去离子水中，保持温度反应1h后自然冷却得到仲丁醇铝水解液；其中去离子水与仲丁醇铝的摩尔比为40：1；在仲丁醇铝水解液中加入硝酸，其中硝酸与仲丁醇铝的摩尔比为0.15:1，搅拌均匀后，将混合液倒入高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度240℃并保温20h后自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将正硅酸乙酯加入含有硝酸、去离子水的仲丁醇中，其中，正硅酸乙酯与仲丁醇铝的摩尔比为0.15：1，硝酸、去离子水、仲丁醇与正硅酸乙酯的摩尔比为0.01：3：3：1，搅拌均匀反应2h后形成改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入尿素充分搅拌溶解，其中尿素与仲丁醇铝的摩尔比为0.12：1，得到改性氧化铝溶胶；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：在常压条件下，将步骤S3得到的改性氧化铝溶胶浸入步骤S1得到的陶瓷纤维预制件中，保持1h，随后在80℃下保持36h进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合体；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合体浸泡在70℃的仲丁醇中，每隔12h更换仲丁醇，更换次数为2次；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，加入体积分数为釜容积42％的仲丁醇作为干燥介质，预充1.0MPa的氮气，加热至釜内温度290℃、釜内压力18MPa，保温保压20h后缓慢释放釜内流体至釜内为常压，最后以氮气冲扫30min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用1100℃热处理20h，清除复合材料中的杂质，得到氧化铝气凝胶复合材料。

实施例3的氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别仅为0.1％、0.5％，具有良好的长时耐高温性能。复合材料的压缩强度(3％形变)为0.24MPa。

实施例4

本实施例提供一种氧化铝气凝胶复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷纤维预制件制备与成型：将2.5mm厚的氧化铝纤维毡薄层沿纤维轴向平铺形成纤维铺层，采用氧化铝纤维线在其厚度方向上进行针刺形成整体，其中，氧化铝纤维毡中渣球质量分数为2％，针刺的纤维线占纤维整体的质量分数为14％，然后沿其厚度方向压缩至0.30g/cm

S2、遮光剂预分散：将平均粒径1.2μm的氧化锆颗粒加入至含有十二烷基苯磺酸钠的去离子水中，搅拌均匀形成氧化锆分散液，其中氧化锆颗粒与去离子水的质量分数比例为2.5％，十二烷基苯磺酸钠与去离子水的质量分数比例为1.2％；将氧化锆分散液采用常压浸渍预分散至氧化铝纤维预制件中，在150℃烘干8h；

S3、改性氧化铝溶胶配制，具体包括以下步骤：

S3.1配制氧化铝溶胶：将仲丁醇铝均匀加入至85℃的去离子水中，保持温度反应1h后自然冷却得到仲丁醇铝水解液；其中去离子水与仲丁醇铝的摩尔比为50：1；在仲丁醇铝水解液中加入硝酸，其中硝酸与仲丁醇铝的摩尔比为0.15:1，搅拌均匀后，将混合液倒入高压釜中，开启搅拌，加热至一定温度200℃并保温2h后自然冷却，得到氧化铝溶胶；

S3.2氧化铝溶胶改性：将正硅酸乙酯加入含有硝酸、去离子水的仲丁醇中，其中，正硅酸乙酯与仲丁醇铝的摩尔比为0.15：1，硝酸、去离子水、仲丁醇与正硅酸乙酯的摩尔比为0.01：3：3：1，搅拌均匀反应2h后形成改性液；将改性液加入步骤S3.1的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后加入尿素充分搅拌溶解，其中尿素与仲丁醇铝的摩尔比为0.18：1，得到改性氧化铝溶胶；

S4、溶胶浸渍与凝胶预老化：在常压条件下，将步骤S3得到的改性氧化铝溶胶浸入步骤S1得到的陶瓷纤维预制件中，保持1h，随后在90℃下保持24h进行凝胶预老化，得到纤维/凝胶复合体；

S5、溶剂置换：将步骤S4得到的纤维/凝胶复合体浸泡在60℃的仲丁醇中，每隔12h更换仲丁醇，更换次数为3次；

S6、高温高压老化与超临界干燥：将步骤S5处理后的纤维/凝胶复合材料置于超临界干燥釜中，加入体积分数为釜容积30％的乙醇作为干燥介质，预充1.8MPa的氮气，加热至釜内温度290℃、釜内压力16MPa，保温保压14h后缓慢释放釜内流体至釜内为常压，最后以氮气冲扫30min，得到氧化铝气凝胶复合材料毛坯；

S7、热处理除杂：将步骤S6得到的氧化铝气凝胶复合材料毛坯放置在高温炉内，采用1100℃热处理12h，清除复合材料中的杂质，得到氧化铝气凝胶复合材料。

实施例4的氧化铝气凝胶复合材料具有良好的成型性和均匀性，经1300℃、1500℃热处理72h后，不发生分层、变形，厚度收缩分别为0.7％、2.4％，具有良好的长时耐高温性能。复合材料具有较好的承压性能，压缩强度(3％形变)为0.28MPa。

对比例1

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于步骤S1未采用陶瓷纤维件针刺。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为0.9％、2.8％，弯曲强度为0.92MPa，压缩强度(3％形变)为0.18MPa。表明针刺方式能够提高复合材料的耐温性和力学性能。

对比例2

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于步骤S2采用常规方法引入遮光剂。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.084W/(m·K)，常规方法难以在氧化铝气凝胶复合材料中均匀引入遮光剂，难以有效发挥遮光剂对红外辐射的遮挡作用，同时反而会增加固态热传导，从而综合热导率偏高。

对比例3

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于步骤S3采用常规方法制备氧化铝溶胶。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为3.4％、7.9％。常规方法制备氧化铝溶胶，得到的氧化铝气凝胶为无定形态，高温下易发生烧结和相转变，从而使复合材料的耐温性下降。

对比例4

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于步骤S3氧化铝气凝胶未经过改性处理。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为0.6％、3.5％。未经改性处理的氧化铝气凝胶，在1500℃高温下仍然会发生一定程度的烧结，因而复合材料的收缩相对增大。

对比例5

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于步骤S6未在超临界干燥后延长保温。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为0.5％、2.7％。延长保温保压时间，氧化铝气凝胶的颗粒进一步长大，骨架强度增加，从而一定程度上提高其在更高温度下的耐温性。

对比例6

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于本对比例未进行步骤S7处理。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为0.4％、1.8％，1400℃热导率为0.072W/(m·K)。复合材料经热处理，不稳定组分得到清除，复合材料的热稳定性有所提高，热导率有所降低。

对比例7

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S1中，压缩后陶瓷纤维预制件的密度为低于0.18g/cm

对比例8

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S1中，压缩后陶瓷纤维预制件的密度为高于0.40g/cm

对比例9

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S1中，陶瓷纤维线在陶瓷纤维预制件中的质量分数为大于20％。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.077W/(m·K)，陶瓷纤维线的质量分数偏高时，厚度方向的固态热传导偏高，导致高温热导率较高。

对比例10

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，遮光剂与去离子水的质量分数比例小于0.5％。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.080W/(m·K)，复合材料中遮光剂含量偏低时，对红外辐射的遮挡效果欠佳，因而高温热导率较高。

对比例11

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，遮光剂与去离子水的质量分数比例大于4％。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.082W/(m·K)，复合材料中遮光剂含量偏高时，遮光剂本身的固态热传导显著增加，因而高温热导率较高。

对比例12

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，表面活性剂与去离子水的质量分数比例为小于0.2％。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.075W/(m·K)。表面活性剂的含量偏低时，遮光剂难以均匀地悬浮在分散液中，且难以与纤维预制件产生良好的润湿，因而难以均匀地分散在复合材料中，导致遮光效果不佳，热导率偏高。

对比例13

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，表面活性剂与去离子水的质量分数比例为大于3％。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.069W/(m·K)。表面活性剂含量偏高时，对遮光剂的分散性和分散液的浸润性增加效果不明显，且原料成本增加。

对比例14

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，遮光剂颗粒的平均粒径范围在小于0.2μm。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.079W/(m·K)。遮光剂平均粒径偏小时，对红外辐射的遮挡作用减弱，高温热导率有所上升。

对比例15

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S2中，遮光剂颗粒的平均粒径范围在大于5μm。氧化铝气凝胶复合材料的1400℃热导率为0.086W/(m·K)。遮光剂平均粒径偏大时，对红外辐射的遮挡作用减弱，且大粒径遮光剂的固态热传导较高，从而高温下热导率上升较明显。

对比例16

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S3中，改性组分先驱体与铝源先驱体的摩尔比为小于0.05：1。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为0.4％、3.1％。气凝胶中改性组分的含量偏低时，其对抑制氧化铝气凝胶的作用有限，复合材料的厚度收缩增大。

对比例17

本对比例的制备方法与实施例1相同，其区别仅在于在步骤S3中，改性组分先驱体与铝源先驱体的摩尔比为大于0.4：1。氧化铝气凝胶复合材料经1300℃、1500℃热处理72h后，厚度收缩分别为1.4％、3.8％。气凝胶中改性组分的含量偏高时，其本身在高温下易发生团簇烧结，反而引起复合材料的厚度收缩增大。

经测试，实施例1-4和对比例1-17制得的氧化铝气凝胶复合材料的性能如表1所示。

表1实施例1-4和对比例1-17中制得的氧化铝气凝胶复合材料的性能

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。