吴晓栋
,
崔升
,
王岭
,
邵高峰
,
焦健
,
沈晓冬
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.09.017
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(2～50 nm),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o.601 W·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.
关键词:
隔热材料
,
氧化物气凝胶
,
有机炭气凝胶
,
碳化物气凝胶
马佳
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沈晓冬
,
崔升
,
孔勇
,
邵高峰
,
吴晓栋
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.009
以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体制备SiO2溶胶,并分别与玄武岩纤维和玻璃纤维复合,经超临界干燥工艺制备了疏水耐低温SiO2气凝胶复合材料.利用傅里叶红外光谱仪、接触角分析仪、激光法导热仪、万能试验机、氮气吸附法对SiO2气凝胶复合材料的结构和性能进行了表征.结果表明:两种纤维增强SiO2气凝胶复合材料在常温及低温下均具有良好的疏水性能和隔热性能,玄武岩纤维增强SiO2气凝胶复合材料和玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的接触角分别为148°和142°,常温热导率分别为0.030W·m-1 ·K-1和0.026W·m-1 ·K-1,-50℃时的热导率分别为0.027 W· m-1·K-1和0.024 W·m-1·K-1,在低温条件下,体积无明显收缩.纤维的加入提供了力学支撑,两种材料不仅在常温下具有良好的力学性能,而且在低温下的力学性能有所增强.
关键词:
SiO2气凝胶
,
纤维
,
疏水
,
热导率
,
保冷材料
