常壓制備塊體SiO2氣凝膠隔熱復(fù)合材料的工藝及其性能.pdf

1、SiO2氣凝膠由于其納米網(wǎng)絡(luò)骨架和納米孔隙的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的絕熱性能。本文通過常壓干燥方法，以正硅酸乙酯為先驅(qū)體，采用通過水解縮聚、陳化、干燥等過程制備了SiO2氣凝膠塊體以及纖維氈增強SiO2氣凝膠復(fù)合材料。利用氮氣脫附吸附、紅外光譜、XRD等手段研究了制備工藝對SiO2氣凝膠完整性、內(nèi)部孔徑分布的影響，并利用掃描電鏡、透射電鏡、綜合熱分析儀等設(shè)備研究了復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)。
　　本文通過對酸、堿催化劑含量的控制，探索了制備塊體S

2、iO2氣凝膠的影響因素。結(jié)果顯示采用0.04mol/L的氨水做為催化劑制備的SiO2氣凝膠完整性最好，比表面積超過700m2/g，密度低于0.15g/cm3，平均孔徑約10nm，且孔徑分布均勻。作為酸催化劑的草酸含量是次要因素。草酸含量在0.08mol/L以下時均能制備完整的塊體氣凝膠。
　　常壓干燥制備的SiO2氣凝膠在常溫下為非晶的疏水材料，常溫接觸角大于140°，表面修飾產(chǎn)生的甲基在400℃時發(fā)生燃燒從疏水材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水材料

3、。本文認為作為隔熱材料SiO2氣凝膠可長期重復(fù)使用的溫度在900℃以內(nèi)。在900℃以上氣凝膠有明顯的收縮，且收縮量隨溫升而提高，材料在950℃附近發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變，1100℃熱處理1h收縮率超過50％。雖然材料在1200℃保溫1h后晶型不變，但結(jié)構(gòu)塌陷，徹底失去多孔結(jié)構(gòu)。
　　采用Al2O3、BN、TiO2陶瓷顆粒與石英纖維氈復(fù)合為增強相成功制備了纖維分散均勻且表面平整的SiO2氣凝膠復(fù)合材料，強度與韌性大幅提高。所得的復(fù)合材料介電