聚氨酯基气凝胶隔热材料研究进展

聚氨酯基气凝胶隔热材料是一类新型隔热材料。聚氨酯分子结构的可设计性和气凝胶独特纳米多孔三维网络结构的有机结合能使聚氨酯基气凝胶材料具有更好的隔热性能。本文介绍了聚氨酯气凝胶、聚脲气凝胶和聚氨酯增强无机物气凝胶材料的研究现状,重点介绍其在隔热性能方面的研究进展。     

复合气凝胶的热物性研究

气凝胶是一种以纳米粒子或高聚物分子为骨架组成的超低密度多孔性非晶固体材料,是通过溶胶一凝胶技术和超临界干燥技术制备的,具有许多特殊的性质,但由于气凝胶质地较脆,不易施工,限制了大范围的实际应用,因此采用纤维增强的复合气凝胶是提高气凝胶综合性能的途径之一.本文就纤维增强复合气凝胶的隔热性能、耐火分隔性能等热物性进行了研究...     

红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用研究进展

气凝胶作为目前为止最轻的固体,具有极低的热导率,是一种较为理想的轻质、高效、最具潜力的隔热材料。但纯二氧化硅气凝胶的红外透明性影响了其高温隔热性能。介绍了红外遮光剂红外辐射抑制机理,综述了使用炭黑、TiO2和六钛酸钾晶须等作为红外遮光剂提高二氧化硅气凝胶隔热性能的研究进展,并对未来红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用做了展望。     

气凝胶热特性的研究现状

气凝胶的独特结构使其具有不同于一般材料的热传导方式.给出了气凝胶的固相传导、气相传导以及热辐射的理论公式,并根据理论公式讨论了降低气凝胶热导率的方法,可作为制备超级隔热材料的参考.同时展望了气凝胶作为超级隔热材料的应用和发展方向.     

气凝胶纸蜂窝夹层板的隔热性能

为改善气凝胶复合材料的承压能力,设计了一种纸蜂窝作为夹层,两侧复合气凝胶复合材料的夹层板,并探究该夹层板能否取代聚氨酯泡沫,应用于冷库墙体保温夹层.利用导热系数仪测得的试验数据,对纸蜂窝、气凝胶复合材料、气凝胶纸蜂窝夹层板的隔热性能进行了分析,讨论材料厚度对气凝胶蜂窝夹层板导热性能的影响.结果表明:纸蜂窝的厚度较小时,气凝胶纸蜂窝夹层板的导热系数均低于聚氨酯泡沫板;当纸蜂窝厚度为10 mm、孔径为6 mm,气凝胶复合材料厚度为10 mm或15 mm时,气凝胶纸蜂窝夹层板的导热系数低于0.03 W/(m·K),满足我国保温隔热行业材料的使用要求.     

无机纤维毡／SiO2气凝胶隔热材料的制备及性能

以无机纤维毡为增强材料,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶一凝胶技术制备了无机纤维毡／Si02气凝胶隔热材料。研究了无机纤维毡的类型、密度等因素对复合材料的影响。结果表明：无机纤维毡／siO2气凝胶复合材料的隔热性能优,导热系数仅略高于纯Si02气凝胶,强度则有显著提高。     

帐篷夹芯隔热材料的研究进展

综述了国内外隔热帐篷所采用的隔热夹芯材料,包括纺织类隔热材料、建筑类保温材料和新型柔性气凝胶隔热材料等。介绍了有关这些隔热材料制备及其隔热性能的研究进展,并对隔热帐篷夹芯隔热材料发展趋势进行了展望。     

SiO2气凝胶/中间相沥青基泡沫炭复合材料的制备与表征

以正硅酸乙酯、乙醇和去离子水为原料,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2溶胶;并以煤沥青为原料,采用自挥发发泡法制备了中间相沥青基泡沫炭。然后采用浸渍工艺将SiO2溶胶和中间相沥青基泡沫炭在常压下进行复合,制备了SiO2气凝胶/中间相沥青基泡沫炭复合隔热材料。利用XRD、SEM、热导仪和万能试验机等设备分别研究了SiO2气凝胶、中间相沥青基泡沫炭以及SiO2气凝胶/中间相沥青基泡沫炭复合材料的结构和性能。结果表明,所制备的复合材料具有一定的力学性能,同时其隔热性能优于单一泡沫炭的隔热性能,有望成为一种新型的隔热材料。     

无机纤维增强SiO2气凝胶隔热复合材料的研究进展

SiO_2气凝胶因其独特的纳米孔结构而具有低密度、低热导率等特点,具备成为高效隔热材料的潜力,然而SiO_2气凝胶的力学性能较差,极大地限制了其在隔热领域的应用。采用无机纤维作为增强体,制备的SiO_2气凝胶复合材料同时具有较好的力学和隔热性能,是目前国内外高性能隔热材料的研究热点之一。综述了无机纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备方法及其研究进展,并展望了其未来发展方向。     

耐高温气凝胶隔热材料的研究进展

气凝胶极高的孔隙率有效降低了材料的固相热传导,孔径主要分布在介孔范围内(2~50nm),有效抑制了气相传热,而遮光剂的引入可起到很好的反射、吸收和再散射作用,进一步降低气凝胶的辐射热传导,从而使得气凝胶材料具备极低的热导率,是一种优质的高效隔热材料。根据组分的不同,气凝胶主要可分为氧化物气凝胶、炭气凝胶和碳化物气凝胶。氧化物气凝胶材料在高温区(1000℃)容易发生晶型转变及颗粒的烧结,其耐温性相对较差,但是其在中高温区(1000℃)具备较低的热导率。炭气凝胶材料在真空或惰性氛围下耐温性最高可达3000℃,2000℃下热导率低至0.601W·m-1·K-1,密度可调,但是该材料在有氧氛围下容易发生烧蚀,这需要通过涂覆某些抗氧化性涂层来加以有效解决。碳化物气凝胶材料目前研究较为匮乏,报道最多的是碳化硅气凝胶,但是也仅限于对该材料的制备与表征,而对于其热学性能方面的研究仍然较少。主要介绍了这三大类耐高温气凝胶隔热材料的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

气凝胶结构控制

气凝胶是一种的纳米多孔材料,其独特的与微观结构密切相关,本文结合气凝胶的蛊过程阐述了气凝胶结构控制原理和方法,溶胶－凝胶过程是气凝胶结构形成的过程,催化剂浓度是主要的影响因素,对于硅气凝结而言,催化剂浓度通过影响水解和缩聚的相对速率而影响凝胶结构,而对于酚醛气凝胶而言,催化剂浓度的本现在由交联诱发并控制的微相分离上。在凝胶干燥过程中,由于干燥应生常使凝胶织构遭到破坏,本文对凝胶干燥过程听应力进行了     

掺镍碳气凝胶的特性研究

以间苯二酚-甲醛为原料,添加水溶性镍盐,利用溶胶-凝胶法制备了具有纳米多孔结构的掺镍碳气凝胶.通过X射线衍射及透射电镜表征了掺镍碳气凝胶的结构.用比表面积测试及孔径分布测试等手段研究了碳气凝胶的多孔特性,研究表明纯碳气凝胶的比表面积为487.3m2/g,掺杂后提高到593.3m2/g.掺镍碳气凝胶的电导率比未掺杂样品有很大的提高.     

由多聚硅氧烷制备二氧化硅气凝胶

SiO2 气凝胶是一种新型轻质纳米多孔材料。本工作以多聚硅氧烷 (E -4 0 )为硅源 ,用溶胶 -凝胶法制备出了SiO2气凝胶。研究了催化剂、温度、水等因素对其溶胶 -凝胶过程的影响 ;讨论了F离子以及水对E -4 0水解 -缩聚反应的作用机理 ;并用孔径分布测定仪、TEM等方法对其微结构进行了研究。结果表明 :由E -4 0为硅源制备的SiO2 气凝胶骨架颗粒为十几nm ;孔径分布较广 ,其峰值在 3 0nm附近 ,此外 ,还存在几nm的微孔。     

气凝胶材料的研究进展

三维纳米网络结构的气凝胶材料具有许多独特的性能,在光学、热学、声学、微电子学、高功率激光等诸多领域具有广阔的应用前景,是目前材料科学研究领域的热点之一。主要从气凝胶的结构、制备机理、干燥工艺、改性以及应用等方面综述了气凝胶材料的研究进展,并展望了其今后的研究发展方向。     

Helium II Confinement with Aerogel

After a proposal to use capillarity and Van der Waals forces in aerogel to prevent superfluid helium motion in space missions that carry sensitive gradiometers, we have investigated the behaviour of superfluid helium when only partially filling an aerogel sample. We discuss here the effect of gravity on He II distribution in aerogel. We present a way to investigate it, based on measurements of the tortuosity of liquid–vapour interface and the adsorption isotherm, together with the results of an experiment performed by means of a torsion pendulum. The observed high tortuosity of the liquid–vapour interface for pressure values below saturation, shows that He II in aerogel assumes a configuration where capillary forces are indeed able to bar even the liquid motion driven by 1-g gravity.     

Rotating Superfluid 3He in Aerogel

Rotational effects on textures of superfluid ³He in aerogel with 98% porosity at a pressure 3.0 MPa were investigated by cw-NMR measurement at 700 kHz (H ₀=22 mT) under rotation up to 2π rad/s. At rest, the superfluidtransition to the A phase occurred at T ^aerogel _c =2.07 mK and the A phase was supercooled down to T ^aerogel _A→B==1.73～1.80 mK and became the B phase in the cooling process. In the warming process, the B phase was superheated up to T ^aerogel _c . In the B phase, a new peak appeared in the NMR spectrum by rotating the sample. The intensity of this peak increased as the rotation speed increased almost linealy to Ω and started to be saturated for Ω≥Ω _c. We attributed the new peak to the textural change caused by the counter flow and the onset of the saturation at Ω _c to the onset of vortex nucleation in aerogel. On deceleration, the peak intensity decreased and disappeared at Ω=Ω _v. Further decreasing Ω, the peak intensity increased even at Ω=0. The counterflow peak observed at Ω=0 indicates the existence of persistent current induced by pinned vortices in aerogel. In the A phase, we did not find any noticeable change in the NMR spectrum under the rotation speed up to 2π rad/s, or by cooling through T _c with or without rotation. We concluded that the ${\hat \ell }$ texture in the A phase was strongly pinned to aerogel. No spin wave satellite signal localized at a soft, core vortex was observed in contrast to the bulk A phase.     

氧化铝气凝胶的合成与性能

氧化铝气凝胶具有大比表面积、高孔隙率以及比氧化硅气凝胶更优异的热稳定性, 在高温隔热和催化领域有广阔的应用前景, 但其复杂的合成工艺和较低的强度限制了其应用。本文首先介绍氧化铝气凝胶合成工艺, 指出溶胶-凝胶过程中存在的问题, 不同干燥方式的特点以及最新发展的干燥工艺; 然后介绍了近年来氧化铝气凝胶在比表面积、热稳定性、强度、导热系数等性能改善方面所取得的代表性研究成果; 最后介绍了氧化铝气凝胶在高温催化、隔热领域的应用, 并展望了未来氧化铝气凝胶的发展方向以及应关注的问题。     

Al2O3气凝胶的制备技术研究

Al2O3气凝胶是一种新型、轻质的纳米多孔材料,具有许多独特的物理、化学性质和潜在的应用价值.综述了Al2O3气凝胶的超临界干燥及非超临界干燥制备方法以及各种制备参数(醇铝盐与水的比例、醇盐的类型、溶剂的类型、温度、乙醇的用量、由催化剂所决定的溶液的pH值、老化时间以及干燥过程)对Al2O3气凝胶性质的影响,并探讨了Al2O3气凝胶进一步研究的方向.