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通过压制成型制备的SiO2气凝胶/玻璃纤维复合材料的绝热性能

来源:vwin德赢 app下载德赢vwin下载行业协会 时间:2017-12-29 浏览数:

SiO2气凝胶是由纳米颗粒形成的具有高孔隙率(75~99%)的低密度(<0.1g/cm3)材料,其孔径通常为2~50nm,小于氮气和氧气的平均自由程。所以,由气体或者对流引起的导热系数较小。随着温度的升高,热辐射将成为热传导的主要方式,红外辐射(特别是3~8µm)可以通过SiO2气凝胶。因此,如果一些能够吸收或者散射红外辐射的颗粒(如炭黑、TiO2、ZnO等)被引入到SiO2气凝胶中,则辐射传热将会降低且其绝热性能将会得到改善。作为新型高效隔热材料,SiO2气凝胶在航空航天、军事和民用领域具有广泛的应用前景,但是其低密度和低强度,使其在实际应用中无法单独使用。所以,袁波等研究人员通过干法成型和添加TiO2颗粒、玻璃纤维来制备SiO2气凝胶复合材料,分析了添加第二相和成型压力对提高绝热性能和机械性能的影响。 研究结果表明:将SiO2气凝胶粉末和分散的玻璃纤维成型,来制备SiO2气凝胶/玻璃纤维复合材料。由于纳米多孔结构,SiO2气凝胶具有低的气体导热和固体导热。通过加入玻璃纤维,复合材料的强度提高,但是隔热性能降低了。在300℃和600℃的条件下,加入20wt%玻璃纤维的复合材料,导热系数分别为0.025W/(m•K)和0.030W/(m•K)。作为遮光剂,特别是在高温条件下,TiO2的加入会明显降低辐射热传导。在700℃下,加入20wt% TiO2粉末后,导热系数从0.041W/(m•K)降低到0.030W/(m•K)。(郑州大学高温材料研究所 王世界)