1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
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。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、 课题要研究或解决的问题1)探索以不同类型柔性硅源及增强相为实验原料的制备方法及工艺参数;2)研究柔性硅源、增强相的类型及比例、功能化改性方式、官能团数量及类型对其密度、热导率、抗拉伸压缩强度、网络结构等的影响;3)解决气凝胶与轻质增强材料间的界面问题;阐明轻质柔性SiO2气凝胶复合材料网络结构生长机制及隔热机理。
二、采用的研究手段(途径)本课题拟采用的制备流程图如图所示,具体过程如图1所示: 图1超轻质柔性SiO2气凝胶复合材料的研究过程图1)将硅源、水(H2O)为原料,无水乙醇(EtOH)为溶剂,在一定温度下,以盐酸(HCl),氨水(NH3H2O)为催化剂,采用酸/碱两步催化溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶,先是在酸性条件下促进硅源水解一段时间,然后在碱性条件下促进硅源水解产物缩聚。
具体过程:依次量取硅源、EtOH,混合、开始搅拌,并向搅拌中的硅源、EtOH混合液加入去离子水,然后滴入HCl,调节pH值,搅拌水解一段时,待硅源充分水解,再加入NH3H2O,调节至所需pH值,再继续搅拌一段时间后停止搅拌,便得到SiO2溶胶,在等待凝胶的过程中,为防止溶剂挥发,溶胶需密封保存。
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