遮光剂对气凝胶复合材料隔热性能的影响

纯气凝胶对近红外波长几乎透明,遮光剂的加入可以显著抑制气凝胶的高温辐射性能。采用Mie散射理论计算出掺杂不同种类、粒径遮光剂时复合气凝胶的平均消光系数,从而比较它们的遮光效果。采用基于瞬态平面热源法的Hot Disk TPS2500S导热仪测量了不同温度下复合气凝胶的热导率,获得了遮光剂对气凝胶复合材料隔热性能的影响规律,并与理论分析结果进行了对比。理论计算获得的不同温度下复合气凝胶的热导率与实验值符合良好,表明：在研究的范围内,掺杂的最佳遮光剂粒径在3.5 μm左右;SiC的遮光效果比TiO₂、ZrO₂好;存在一个最佳的遮光剂体积含量（3.75%左右）使得复合气凝胶的整体隔热性能最好;所建立的理论模型可用来预测掺杂遮光剂的影响规律。     

气凝胶的研究进展

气凝胶是一种具有低密度、超高孔隙率、高比表面积等优异特性的纳米多孔材料,由于具有这些独特的性质,气凝胶材料在航空航天、隔热保温、生物医学、催化、吸附、隔音、电学等领域有着广泛的应用。目前气凝胶发展迅速,概述了气凝胶的详细制备过程和其在不同领域内的应用。     

高效隔热纳米多孔SiO_2气凝胶研制成功

厦门大学材料学院日前研制出纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶材料。该材料阻燃性好,高温使用不分解,可有效解决传统保温隔热材料不能解决的问题。SiO2气凝胶可以制备成粒状、粉末状、板状以及柔性薄膜等。该材料用于太阳能热水器的储水箱、管道和集热器上,可将现有太阳能热水器集热效率提高1倍以上,而热损失将降至现有水平的30％。     

厦大研制高效隔热纳米多孔SiO2气凝胶

厦门大学材料学院日前研制出纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶材料。该材料阻燃性好，高温使用不分解，可有效解决传统保温隔热材料不能解决的问题。SiO2气凝胶可以制备成粒状、粉末状、板状以及柔性薄膜等。该材料用于太阳能热水器的储水箱、管道和集热器上，可将现有太阳能热水器集热效率提高1倍以上，而热损失将降至现有水平的30％。该材料具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度、声传播速度、介电常数等优异性能。     

纤维素气凝胶材料的研究进展

气凝胶是一种具有纳米结构的多孔材料,其孔隙率高达90%以上,密度最低可至0.001 g/cm3,是目前世界上最轻的固体材料之一。它明显不同于孔洞结构在微米和毫米级的多孔材料,具有极大的比表面积。这种独特的结构赋予其许多优良的性能,在许多领域有着广泛的应用前景。纤维素气凝胶材料包括天然纤维素气凝胶、再生纤维素气凝胶和复合纤维素气凝胶,其具有多孔结构及良好的模板特性,在传感器、药物释放等方面具有潜在的应用前景。     

重复使用对纤维增强SiO2气凝胶材料隔热性能的影响

以纤维增强SiO2气凝胶为研究对象,采用石英灯红外辐射加热,将样品热面置于650℃的环境下保温4 h,研究了重复使用(10、20、30次)对材料隔热性能的影响并分析了相关机制.结果表明:随着重复使用次数的增加,纤维增强SiO2气凝胶隔热性能发生衰减.重复使用10次,冷面温度为106℃;重复使用30次,冷面温度已经升高至...     

二氧化硅气凝胶隔热涂料的性能评价

通过控制合适的条件,将SiO2气凝胶微球加入到纯丙乳液中,混合其它助剂,制成SiO2气凝胶隔热涂料;并运用相关国家标准提供的方法对其进行性能检测。实验结果表明,它具有较好的液态性能、颜色和外观、硬度和附着力、耐水耐热性和隔热性;在实验探索中,还建立了一套针对于SiO2气凝胶隔热涂料的性能评价体系。     

陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶隔热复合材料的力学性能

将陶瓷纤维与氧化硅溶胶复合经超临界干燥得到陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶隔热复合材料.研究了陶瓷纤维体积分数以及气凝胶密度对材料力学性能的影响,分析了纤维对气凝胶隔热复合材料的增强机制.结果表明:纤维与气凝胶复合后,气凝胶充分填充纤维之间的空隙,复合材料力学性能得到显著改善.气凝胶隔热复合材料的力学性能随纤维体积分数的增大先增后减,随气凝胶密度的增大则逐渐增大.当纤维体积分数为7.6%,气凝胶密度为0.202g/cm3时,材料抗拉强度、抗弯强度分别为1.44,1.31 MPa,抗压强度可达0.59MPa(10%形变)、1.28MPa(25%变).     

气凝胶复合材料的研究进展

气凝胶材料是一种质轻、低密的多孔材料,对其研究较多。它具有良好的发展前景和巨大的科研价值。通过介绍高分子气凝胶、碳气凝胶等复合材料的制备方法,阐述了结构与性能的关系,并对气凝胶材料未来的发展作了展望。     

红外遮光剂对硅酸盐隔热保温涂料性能的影响

分别选取六钛酸钾晶须(PTW),金红石型二氧化钛(TiO2)和钛溶胶作为红外遮光剂,以九水合硅酸钠为粘结剂,添加SiO2气凝胶等隔热填料,用机械搅拌的方法制备出硅酸盐隔热保温涂料.研究了红外遮光剂对涂料红外透过率,消光系数和导热系数的影响.结果表明:三种红外遮光剂中,钛溶胶分散性最好,掺杂钛溶胶的涂料红外透过率最低,消光系数最大,导热系数最低,可降低至0.032 W·m-1·K-1.     

SiO2气凝胶/短切石英纤维多孔骨架复合材料的制备与性能

以短切石英纤维、硅溶胶、B4C粉烧结制备多孔刚性骨架,以正硅酸乙酯、去离子水和乙醇配制SiO2溶胶,多孔骨架浸渍SiO2溶胶后经超临界干燥制备了SiO2气凝胶/多孔骨架复合材料.对隔热瓦的高温热导率、比表面积和孔径分布进行了测试并且观察了微观形貌.结果表明:SiO2气凝胶复合的石英纤维刚性隔热瓦具有纳米孔结构,平均孔径为39.5nm,在600℃和800℃,其热导率分别仅为0.033 5 W/(m·K)和0.0404W/(m·K),与未复合气凝胶的刚性骨架相比,高温热导率下降了40%～50%.此外,SiO2气凝胶填充了隔热瓦骨架中的大部分的宏孔,抗弯强度提高了30%,并且使刚性隔热瓦的脆性有一定改善.     

影响二氧化硅气凝胶隔热涂料热导率的因素

采用溶胶凝胶法及雾化技术制备了二氧化硅气凝胶微球,同时制备了二氧化硅气凝胶隔热涂料。利用扫描电镜（SEM）对涂料的微结构进行观测,采用激光粒度检测仪对二氧化硅气凝胶微球的尺寸进行检测,采用Hot Disk热导率仪测量了二氧化硅气凝胶隔热涂料的热导率。结果显示：根据SEM 图像,气凝胶微球在涂料中形成明显团聚,且在气凝胶体积分数较高时,涂料中气孔增多。此外,小粒径气凝胶微球更容易形成团聚。由于气凝胶微球热阻极大,气凝胶隔热涂料的热导率随气凝胶微球含量的增加而下降。气凝胶微球的团聚相比均匀分散不利于热导率的降低,而孔隙的增多则有利于涂料热导率下降,因为空气的热阻高。小粒径微球的界面热阻比大粒径微球更大,导致小粒径微球制备的隔热涂料热导率低,混合粒径使气凝胶微球堆积密度增大,有利于降低涂料的热导率。     

SiO2气凝胶复合材料的隔热和力学性能优化

SiO2气凝胶是一种新型多功能固体材料,因具有极低热导率在热学、光学及电学等领域具有广泛的发展和应用前景.但是SiO2气凝胶的高温隔热和力学性能较差,通常通过加入遮光剂和增强纤维制备三组分气凝胶复合材料,可有效改善其隔热和力学性能.在改善的过程中,组分质量分数对三组分气凝胶复合材料的隔热和力学性能影响很大.本文通过建立热导率理论模型,结合三元正交设计法研究了组分质量分数对热导率的影响规律.采用三元正交法优化了三组分气凝胶复合材料的组分质量分数,并优化获得了同时满足给定隔热和力学性能的组分区域,提供了满足工程需求的组分区域.     

纤维增强Si-C-O气凝胶隔热复合材料的制备与表征

以正硅酸乙酯为原料,通过二甲基二乙氧基硅烷引入碳元素,以乙醇为溶剂,盐酸和氨水为催化剂,莫来石纤维为增强相,采用溶胶–凝胶、超临界干燥和1 200℃高温裂解工艺制备Si-C-O气凝胶隔热复合材料,并对材料的结构和性能进行了分析和表征。结果显示：1 200℃裂解得到的Si-C-O气凝胶复合材料为黑色且加工成型性较好,纤维表观体积密度为0.15 g/cm3时,800℃和1 000℃热导率分别为0.031 9 W/（m K）和0.043 0W/（m K）。纤维表观体积密度增大（0.15～0.30 g/cm3）,复合材料的拉伸和压缩强度增大,密度为0.25 g/cm3时,抗弯强度最大。1 200℃裂解得到的Si-C-O气凝胶的比表面积为217.7 m2/g,空气中1 000℃煅烧后,比表面积为208.6 m2/g。Si-C-O气凝胶复合材料在1 000℃空气中煅烧后没有出现收缩。     

酚醛气凝胶/碳纤维复合材料的结构调控及性能研究

以酚醛树脂为前体、碳纤维针刺预制体为增强体,采用溶胶-凝胶、常压干燥方法制备得到纳米孔酚醛气凝胶/碳纤维复合材料。在不改变材料密度的条件下,通过调节固化剂的用量来调控酚醛气凝胶的纳米颗粒尺寸及孔隙结构,改变气凝胶颗粒在碳纤维针刺预制体中的填充状态,制备出不同微观结构的复合材料。研究表明：随着固化剂用量的减少,气凝胶的颗粒粒径逐渐变小,平均孔径在230 nm~5μm范围内可调;与碳纤维复合后,随着气凝胶颗粒的减小,复合材料的力学性能逐渐提升、热导率逐渐降低、烧蚀性能明显提高。优化后的PAC复合材料具有极低的密度（0.27 g·cm^-3）、高弯曲强度（8.9 MPa）、较低的热导率（0.065 W·m^-1·K^-1）;在2000℃、30 s的中等热流烧蚀条件下,质量烧蚀率为0.0081 g·s^-1、线烧蚀率为0.0204 mm·s^-1。通过调控材料的纳米结构,能够有效地提升材料的力学、隔热以及烧蚀性能,满足高性能热防护应用需求。     

pH值对纤维增强SiO2气凝胶隔热材料性能的影响

以水玻璃为硅源,硅酸铝纤维为增强材料,通过溶胶-凝胶法制备了低导热、低成本,用于墙体隔热的纤维增强二氧化硅气凝胶隔热材料.主要探讨了溶胶pH值对导热性能、纤维的分散性及力学性能的影响.实验结果表明当pH值在6～7之间时,所制备材料的导热系数为0.021 W/(m·K)左右,抗压强度可达到6.11 MPa,并具有优异的柔韧性.     

常温下老化介质对硅石气凝胶的影响

硅气凝胶一种非晶态二氧化硅多孔材料,比表积高达1600m^2／g,孔隙率可达到98％,密度低的超级绝热材料（其热导率可低到0．01w／m福）,此外在惯性约束聚变靶材、催化剂等多方面有广泛的应用。在目前的条件下要获得高质量的气凝胶,主要还是通过凝胶、老化、超临界干燥的工艺方法。但老化是硅石气凝胶制备过程中非常重要的一个阶段,     

SiO2气凝胶纤维隔热复合材料的常压制备及性能表征

SiO₂气凝胶的力学性能较差,隔热性能较强,为了使其成为良好的隔热材料,本文提出一种SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料的制备方法。以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,玻璃纤维和陶瓷纤维为增强体,硅烷偶联剂KH550和KH570为纤维处理剂,在常压条件下制备SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料,并对材料性能进行表征。结果表明:前驱体中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)含量越高,复合材料中SiO₂气凝胶导热系数越低,低至0.028 W/(m·K);使用硅烷偶联剂KH550时,基体和纤维之间结合的紧密程度更高;纤维的加入使SiO₂气凝胶的力学性能达到很高水平;当前驱体中TEOS与CTAB摩尔比为1∶0.022时,经KH550处理的玻璃纤维/SiO₂气凝胶复合材料导热系数为0.054 W/(m·K),力学性能良好,隔热性能最优。     

隔热用聚酰亚胺气凝胶研究进展

综述了近年来聚酰亚胺气凝胶在隔热领域的研究进展,讨论了聚酰亚胺气凝胶的制备、传热方式及在隔热领域的应用,指出提高聚酰亚胺气凝胶力学强度、耐高温上限和降低合成成本是未来研究的重点,为聚酰亚胺气凝胶在隔热领域中的应用提供参考。     

硅气凝胶功能材料的制备及应用

介绍硅气凝胶材料的制行方法及应用，讨论硅气凝胶的发展趋势。