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利用溶胶-凝胶酸碱两步催化法和超临界干燥法制备了SiO2气凝胶.反应物的配比是影响SiO2气凝胶制备最主要的因素.为了得到热导率最小、密度最小的SiO2气凝胶,本文设计了一个4因素、3水平的正交实验确定去离子水、无水乙醇、HCI和氨水等反应物与正硅酸乙酯(TEOS)的摩尔比.同时为了保证所有实验均能在相同条件下发生,确定了其他实验参数.结果表明:SiO2气凝胶制备的最优反应摩尔配比为TEOS:去离子水:无水乙醇:HCl:NH3·H2O=1:4.5:10:0.0005:0.0018.这将为进一步探讨SiO2气凝胶制备工艺优化和热物性设计提供参考依据.

关键词: SiO2气凝胶 , 正交优化 , 反应配比 , 热导率

纳米超级隔热材料及其最新研究进展

胡子君 , 李俊宁 , 孙陈诚 , 姚先周 , 何凤梅

中国材料进展

从分析纳米隔热材料的传热机理入手，指出微米／亚微米孔隙结构特征是决定其是否具有“超级隔热”性能的关键因素。以常温常压下热导率0．02W／m·K为目标，利用理论计算方法获得了纳米超级隔热材料大孔孔隙尺寸及其所占体积分数的最大容限，并采用SiO2纳米隔热材料的测试结果进行了验证。以满足1000℃以上使用要求作为目标，制备了1200℃下结构稳定性良好的SiO2－Al2O3复合纳米超级隔热材料，采用自行研制的超低热导率测试样机对不同温度和压力条件下的热导率进行测试，并与石英灯加热法测评试样热导率的实验结果进行了对比。最后提出了本领域存在的其它难题，展望了纳米超级隔热材料的未来发展潜力。

关键词: 纳米超级隔热材料 , 热导率 , 大孔体积分数 , 热稳定性

氧化钇掺杂对Al2O3块状气凝胶结构与性能的影响

周洁洁 , 陈晓红 , 宋怀河 , 胡子君 , 孙陈诚 , 姚先周

硅酸盐通报

以AlCl3·6H2O为原料,YCl3·6H2O为添加剂,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备得到氧化钇掺杂氧化铝块状气凝胶.其中掺杂含量控制在2.5wt%～30wt%Y2O3范围内.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定等测试手段对样品进行表征.结果表明:氧化钇的掺杂可以使氧化铝气凝胶在高温下维持高比表面积以及提高其在高温的热稳定性.经1000 ℃热处理后5.0wt%Y2O3-Al2O3气凝胶仍然处于无定形态,未发生相转变,比表面积仍达380～400 m2/g,比纯Al2O3气凝胶(174 m2/g)高出许多.

关键词: 氧化铝气凝胶 , 掺杂 , 热稳定性 , 比表面积

刚性隔热瓦重复使用性评价研究

杨海龙 , 周洁洁 , 姚先周 , 宋兆旭 , 胡子君

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.05.014

为满足未来新型飞行器对隔热材料的需求,将刚性隔热瓦在1 200℃热处理30 min,对其质量稳定性、尺寸稳定性、力学性能、隔热性能以及微观结构等进行了评价.结果表明,热处理20次的质量损失率、xy向线性收缩率、隔热性能以及微观结构变化都很小,仅z向线性收缩率稍大(3.19％).综合来看,1 200℃/30min的使用条件下,隔热瓦能够满足20次的重复使用要求.

关键词: 刚性隔热瓦 , 重复使用性 , 热处理

多层反射纳米隔热材料的制备及性能研究

孙陈诚 , 胡子君 , 叶辉 , 姚先周 , 张宏波

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.008

制备了超薄纳米隔热材料和高反射金属箔,并组合成多层反射纳米隔热材料.结果表明:制备的超薄纳米隔热材料表面平整、厚度小于0.5 mm,材料的孔和粒径为纳米尺度;制备的金属膜结构紧密,厚度满足设计要求,在中心波长附近平均反射率高于95%.典型多层反射纳米隔热材料室温热导率为16 mW/(m·K).

关键词: 多层反射纳米隔热材料 , 反射率 , 热导率

热处理对纤维增强SiO_2气凝胶性能的影响

孙陈诚 , 胡子君 , 吴文军 , 姚先周 , 宋兆旭

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.023

采用溶胶一凝胶法制备了纤维增强SiO_2气凝胶隔热材料,对基体SiO_2气凝胶及复合材料进行不同温度的热处理.利用扫描电镜、比表面积和孔径测试仪和导热仪等手段对处理后材料的微观结构和常温隔热性能进行表征.结果表明:复合材料经低于700℃处理后,材料基体的微观结构略有变化,常温隔热性能基本保持不变;经1000℃处理的纳米结构发生了烧结、纳米孔含量减少,常温隔热性能显著降低.

关键词: 隔热材料 , SiO_2气凝胶 , 微观结构