超低密度二氧化硅气凝胶制备新方法

以多聚硅氧烷（ Ｅ４０）为硅源,用溶胶凝胶一步法制备了 Ｘ 光激光靶及惯性约束聚变冷冻靶用超低密度 Ｓｉ Ｏ２ 气凝胶。研究了催化剂、溶剂等对其溶胶凝胶过程的影响。制备出的气凝胶密度为５ ｋｇ·ｍ － ３。用 Ｓ Ｅ Ｍ 、 Ｂ Ｅ Ｔ 等方法对其微结构进行了研究。     

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶－凝胶法制备出了高RC比（间苯二酚与催化剂的摩尔比）的RF有机气凝胶,通过溶剂替换,成功地实现了常压条件下的干燥工艺。经高温碳化处理,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶,改变RC比和聚合单体的质量百分数,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积。用扫描电镜（SEM）、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试。制备出的碳气凝胶性能满足惯性约束聚变靶材要求。     

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶-凝胶法制备出了高RC比(间苯二酚与催化剂的摩尔比)的RF有机气凝胶,通过溶剂替换,成功地实现了常压条件下的干燥工艺.经高温碳化处理,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶,改变RC比和聚合单体的质量百分数,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积.用扫描电镜(SEM)、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试.制备出的碳气凝胶性能满足惯性约束聚变靶材要求.     

二步法制备超低密度SiO2气凝胶

以正硅酸乙酯为原料，利用二步法制备低密度ＳｉＯ２凝胶。研究不同溶液酸比对凝胶化过程的影响。分析Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ和ＣＨ３ＣＮ为稀释溶剂形成凝胶的特点，结合ＣＯ２超临界干燥处理，制备出密度小于１０ｋｇ／ｍ＾３的超低密度ＳｉＯ２气凝胶，并与传统一步法制备的ＳｉＯ２气凝胶进行了结构比较。     

低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究

ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚（R）和甲醛（F）作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度（<50mg/cm³）碳气凝胶,最低密度为36mg/cm³。利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1217m²/g;在-120～200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m•K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。     

以环氧化合物为凝胶促进剂制备块状氧化铁气凝胶

以无机铁盐FeCl₃为前驱体，环氧丙烷及其衍生物作为凝胶促进剂，采用溶胶-凝胶工艺制备氧化铁凝胶。以氯化铁的醇溶液为前驱体、环氧化合物为凝胶促进剂，制备氧化铁的醇凝胶，通过CO₂超临界干燥工艺得到氧化铁气凝胶。用透射电镜（TEM）对气凝胶微观结构的表征结果表明，气凝胶样品主要由超细微粒堆积而成。BET和BJH测试结果表明，气凝胶样品平均孔径为9.4～18.3nm，比表面积为430～500m²/g。     

微尺寸碳气凝胶的制备及其机械性能研究

以间苯二酚和甲醛为源,碳酸钠作催化剂,采用溶胶-凝胶技术和原位成型工艺制得有机气凝胶微柱、薄片.经常压下丙酮替换和后续精确温控的高温碳化工艺制备相应的微尺寸碳气凝胶.研究表明,通过控制前期反应参数,可实现碳气凝胶密度在300～1 000 mg/cm3可控、比表面积高达1 521 m2/g、具有不同内部微观结构和良好的低温力学稳定性能.所制备的微尺寸碳气凝胶是一种优秀的惯性约束聚变实验用多孔泡沫材料.     

块体气凝胶的通用制备方法进展

传统溶胶凝胶法、环氧化物法和无机分散溶胶凝胶法是3种用于制备氧化物气凝胶的通用方法,在各自适用范围内均有重要意义。对于块体气凝胶的制备,传统溶胶凝胶法的工艺和理论成熟但制备范围较窄,环氧化物法制备范围广却存在着气凝胶的密度较高、易于收缩、难以成型等缺点,且难以适用于低价态元素氧化物块体气凝胶的制备。无机分散溶胶凝胶法的制备范围则非常广,它采用金属无机盐为前驱体,低分子量聚丙烯酸为分散剂与引导剂,结合传统溶胶凝胶法与环氧化物法,辅以超临界流体干燥和热处理工艺,一步反应即可获得具有密度较低、成型性好、强度较高、杂质易去除等特点的块体气凝胶。该方法可广泛应用于多族多周期块体气凝胶的制备,在气凝胶的制备与应用领域将拥有广阔的前景。     

镍掺杂碳气凝胶的脉冲电沉积法制备及表征

利用脉冲电沉积法成功制备了金属镍掺杂碳气凝胶。通过XRD、SEM EDS和TEM测试方法证实脉冲电沉积法成功地在碳气凝胶结构中还原出了金属镍,SEM图谱表明生成的金属镍粒子均匀分布于碳气凝胶结构中。利用ICP-AES仪测试了掺杂金属碳气凝胶中金属的含量。N2吸附数据分析表明,掺入金属镍后,碳气凝胶的比表面积、总孔体积、介孔体积和微孔体积均减小,说明还原生成的金属镍颗粒填充了部分碳气凝胶的介孔和微孔。     

块状氧化铁气凝胶制备初步研究

研究以氯化铁的醇溶液为前驱体、有机路易斯碱为凝胶促进剂,快速制备氧化铁的醇凝胶,再通过CO2超临界干燥工艺得到氧化铁气凝胶。用透射电镜(TEM)对氧化铁气凝胶的微观结构的表征结果表明,气凝胶主要由超细微粒堆积而成。经BET和BJH测试,气凝胶样品的密度为138 mg/cm3时,孔径为97 nm,孔体积为1.97 cm3/g,比表面积为487 m2/g。XRD研究表明,组成氧化铁气凝胶的晶形结构主要为-βFeOOH。     

用于冲击波延时的密度梯度气凝胶飞片靶的制备及表征

本文介绍了一种用于激光状态方程实验冲击波延时的密度梯度气凝胶飞片靶的制备及表征方法。以间苯二酚和甲醛为原料,去离子水为溶剂,碳酸钠为催化剂,在溶胶-凝胶工艺的基础上采用逐层凝胶和微模具成型工艺,经过脱模、乙醇替换和真空干燥,制备了4层密度梯度渐变间苯二酚-甲醛（RF）有机气凝胶飞片靶,并使用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线相衬成像仪和比表面积及孔隙分析仪对飞片靶的成分、形貌、密度、层间界面耦合情况及微观结构进行表征。实现了总体厚度约120μm、单层厚度一致、各层均匀性良好且密度变化范围约400～1200mg/cm³的4层密度梯度RF气凝胶飞片靶的制备和表征。     

氧化铜气凝胶的制备与结构表征

以CuSO₄·5H₂O为前驱体,聚丙烯酸为分散剂,采用溶胶 凝胶法制备出铜基复合气凝胶,该气凝胶经高温热处理后得到氧化铜气凝胶。通过场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）以及N₂吸附对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：铜基复合气凝胶是由大量球状颗粒堆积而成的;经不同温度热处理,气凝胶逐渐由三维网络状结构转变为致密结构。XRD谱表明,该材料为无定形态,随处理温度的升高,气凝胶的晶型不断变化,并最终变为氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明,经不同温度处理后,气凝胶样品具有较高的比表面积。     

可加工SiO2气凝胶及其惯性约束聚变靶微柱制备

以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，采用酸碱两步催化法制备SiO₂醇凝胶。醇凝胶分别经TEOS母液、六甲基二硅胺烷（HMDSA）处理后，采用CO₂超临界干燥法制备出密度在30～100mg/cm³的SiO₂气凝胶。用傅立叶变换红外光谱（FTIR）对疏水性SiO₂气凝胶进行了表征，并用扫描电镜图研究了气凝胶改性前后的微观网络结构。改性后的气凝胶微观骨架变大，部分细小的网络结构消失。改性后的气凝胶在潮湿环境中具有极好的尺寸稳定性和疏水性能。用精密车床加工出了满足惯性约束聚变物理试验要求的ICF靶微柱。     

气体扩散法分离二氧化碳实验研究

随着碳13呼气检测实验的推广和普及,碳13同位素产品的市场需求呈上升趋势.为探索碳13同位素的工业化分离方法,开展以二氧化碳为介质分离碳同位素的气体扩散分离实验研究.根据二氧化碳的平均自由程,使用平均孔径55～65 nm的有机高分子多孔膜作为分离膜,并开发了单级分离装置.通过单级扩散分离实验,探究分离膜层数和膜前压强对...     

硼酸三甲酯直接热解制备碳化硼

有机溶胶-凝胶技术是目前低温合成超细碳化硼粉体的研究热点。基于该技术直接采用硼酸三甲酯作为热解原料,相比有机溶胶-凝胶技术,省去了形成凝胶这一过程,简化了操作流程。通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析,研究了反应温度、压片压力、反应时间以及升温、降温速率对产物纯度和形态的影响。分析结果显示:在以上研究因素中,反应温度及升/降温速率对形成均匀的亚微米尺寸碳化硼起主要作用,并在1 600℃、400℃/min快速升/降温速率下得到了粒径分布在1μm左右的均匀碳化硼产物。     

金套筒内SiO2气凝胶原位成型技术研究

低密度SiO₂气凝胶作为热波增殖和激光-K壳层X光转换实验中高效产生等离子体的媒质而受到广泛关注。本工作采用酸碱二步催化溶胶 凝胶法及CO₂超临界流体干燥工艺直接在内径为800μm、长为1200μm的金套筒内原位制备密度低至约10mg/cm³、成型较好的SiO₂气凝胶。采用X射线相称成像仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等对金套筒内气凝胶的微观形貌以及金套筒与气凝胶的复合状况进行了表征,结果表明：气凝胶/金套筒界面处接触良好,界面附近与内部气凝胶密度存在差异。此外,着重讨论了金套筒的表面特性对气凝胶原位成型的影响,并对原位成型气凝胶结构差异的形成机理进行了探索。