耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料, 在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景。但是, 纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000 ℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用, 需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善。本文对耐高温氧化铝气凝胶的制备、氧化铝气凝胶隔热复合材料的制备及性能等方面的最新研究进展进行了综述。研究人员通过原位掺杂改性、沉积改性、有机链和炭涂层改性等方法提高了氧化铝气凝胶的热稳定性。在氧化铝气凝胶中引入晶须、颗粒、多孔骨架和纤维等增强相, 能够大幅提高其力学性能; 纤维和遮光剂的协同作用, 能够提高氧化铝气凝胶抑制红外辐射的能力, 显著降低高温热导率。本文还提出了后续的研究方向：对氧化铝气凝胶的密度、微观结构进行精细调控, 再引入合适的异质元素和遮光剂,以进一步提高气凝胶的热稳定性和复合材料的隔热性能;深入研究复合材料在高温下结构和性能的演化, 以及氧化铝气凝胶和增强相之间的相互作用。作为一种新型的隔热材料, 氧化铝气凝胶复合材料将在高温隔热领域发挥其优势并逐步实现广泛应用。     

石墨烯及石墨烯基复合柔性透明电极的研制

采用改进的化学气相沉积法制备了缺陷较少的石墨烯,并以旋涂导电聚合物薄膜为石墨烯中间基底,进行石墨烯薄膜的转移和柔性透明复合电极的制备。采用激光拉曼光谱、光学显微镜、动静态接触角仪、原子力显微镜、四探针测试仪和透光率仪等对制备的材料进行表征。分析了甲烷通入方式和石墨烯转移对石墨烯质量的影响,以及表面活性剂、旋涂转速对电极表面形貌及光学与电学性能的影响。结果表明:本实验环境下,使用的甲烷流量范围能制备出单层或少层的石墨烯,而先低后高式梯度浓度通入甲烷有利于减少石墨烯的缺陷,其ID/IG值最小,为0.034。双离子型表面活性剂改善了导电聚合物在石墨烯表面成膜的形貌,其表面粗糙度在8 nm左右,且表面活性剂浓度为10 mmol/L时,其在石墨烯表面的静态接触角为37.17°。选取最佳成膜导电聚合物水溶液配比,并在500 r/min旋涂转速下,所得复合电极的方阻为274.8Ω/sq,相比石墨烯降低了39.77%;当复合旋涂转速大于1 500 r/min时,复合电极透过率大于90%。