超轻质柔性硅基气凝胶复合材料的制备及性能文献综述

 2021-12-25 04:12

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文献综述

文 献 综 述一、 引言硅材料本身的热传导系数很低,当其具有很高的孔洞率和很低的表观密度时能有效阻隔热量的固体传导和气体传导,特别当孔径小于红外波长时隔热效果将有本质上的突变和提高。

据测定SiO2气凝胶本身也有极低的热导率,SiO2气凝胶的固体热传导率比其在玻璃态时要低2~3个数量级。

SiO2气凝胶的保温隔热效果与材料本身极低的表观密度和内部大量的孔洞有关,其具有高通透性的圆形多分枝纳米孔三维网络结构和极高的孔洞率、极低的密度、极高比表面积,体密度在0.003~0.500g/cm3范围内可调。

气凝胶是指凝胶中的液体含量比固体含量少得多,凝胶的空间网络状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状的凝胶材料。

因气凝胶具有高通透性的三维纳米多孔网络结构使其具有极高的孔隙率、极高比表面积、丰富孔结构和极低密度等优良性质[1]。

因此,气凝胶作为保温隔热材料广泛应用于航空航天、建筑、石油热力等各个领域。

目前工程上应用技术最为成熟的是密度约为150-200 kg /m3的气凝胶,而对于轻量化程度要求极高的航空航天、舰艇、高铁等领域,需要在满足隔热性能的前提下,制备更低密度的气凝胶柔性复合材料以满足使用需求,因此制备密度更低的柔性气凝胶块体材料很有必要。

二、 SiO2气凝胶概述2.1 SiO2气凝胶硅源的选择 SiO2气凝胶的可选用的硅源有单一硅源和复合硅源,单一硅源主要有正硅酸乙酯,正硅酸甲酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、多聚硅氧烷、倍半硅氧烷等。

复合硅源是在单一硅源的基础上引入含有功能团的硅源,以使气凝胶密度更低、疏水性好,具有更优异的性能。

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