溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶/石英纤维增强石英复合材料及其性能表征

以正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水为原料制备胶液后,真空浸渍石英纤维复合材料,经固化、超临界干燥成型、表面改性等工艺使其内部填充纳米级的SiO2.利用阿基米德法测试了材料的吸水率和显气孔率,利用BET法和短路波导法对气凝胶的比表面积和孔径以及材料的介电性能进行了表征,并分析了憎水机理.结果表明,填充前后复合材料的吸湿率由最初的17.36%降至1.21%,降幅高达93%,辅以防潮涂层后吸湿率更可低至为0.052%;介电常数基本没有变化,损耗角正切有所降低,降幅最高达51.2%.     

SiO2气凝胶纤维隔热复合材料的常压制备及性能表征

SiO₂气凝胶的力学性能较差,隔热性能较强,为了使其成为良好的隔热材料,本文提出一种SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料的制备方法。以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,玻璃纤维和陶瓷纤维为增强体,硅烷偶联剂KH550和KH570为纤维处理剂,在常压条件下制备SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料,并对材料性能进行表征。结果表明:前驱体中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)含量越高,复合材料中SiO₂气凝胶导热系数越低,低至0.028 W/(m·K);使用硅烷偶联剂KH550时,基体和纤维之间结合的紧密程度更高;纤维的加入使SiO₂气凝胶的力学性能达到很高水平;当前驱体中TEOS与CTAB摩尔比为1∶0.022时,经KH550处理的玻璃纤维/SiO₂气凝胶复合材料导热系数为0.054 W/(m·K),力学性能良好,隔热性能最优。     

纤维素纤维/SiO2复合气凝胶的结构性能表征及应用

本文以纤维素纤维为骨架,原位生成SiO_2气凝胶,从而制备出纤维素纤维/SiO_2复合气凝胶。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段表征了复合气凝胶的结构,通过热失重分析仪、接触角测量仪、纺织品热阻测试仪测试了复合气凝胶的基本性能,进而用复合气凝胶制作了保温服装,并采用暖体假人和红外热成像仪测试了其保温性能。研究结果表明,该纤维素纤维/SiO_2复合气凝胶具有优越的保温性能,轻薄柔韧,有望用于航空航天、极地科考、滑雪登山、以及时尚保暖服上。     

纤维改善SiO2气凝胶的力学和隔热性能研究进展

纤维/SiO2气凝胶复合材料因良好的力学和隔热性能具有广泛的节能应用前景,是当今国内外建筑、能源及材料等领域的研究热点.根据尺寸及形貌特征将纤维分为常规束状纤维、预制件纤维和纳米纤维三种类型,分析概述了不同类型的纤维与SiO2气凝胶复合材料的制备工艺、形貌特征以及力学和隔热性能,讨论了纤维改善SiO2气凝胶性能所存在的问题,并对以后的研究和发展趋势进行了展望.     

纤维复合SiO2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶因其纳米尺度的多孔结构,具有低密度、低热导率的特性,因此广泛应用于保温绝热领域.然而,SiO2气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围.纤维增强法制备的SiO2气凝胶,不仅极大改善了这一缺点,且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶.介绍了纤维复合SiO2气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展.     

纤维增强型二氧化硅气凝胶复合材料常压制备及表征

采用溶胶-凝胶法分别制备了木质素纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维等5种纤维增强型二氧化硅气凝胶复合材料,并对其进行了表征。结果表明：聚丙烯腈纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的收缩率最小（仅为9%）,且比表面积最大（为583 m2/g）;玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的块体光滑度最好;聚丙烯纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的透明度最高。纤维本身材质的差别导致了其与凝胶粒子的结合程度有所差异,因而对复合材料块体的透明度、比表面积、收缩率产生影响,而5种纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的疏水性能均非常良好。     

热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料的制备及性能研究

以热塑性聚氨酯中空纤维为增韧材料,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶技术制备了热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料.考察了纤维类型、中空纤维铺设方式、中空纤维规格对SiO2气凝胶隔热性能的影响.结果表明:中空纤维增韧SiO2气凝胶的隔热性能略低于纯SiO2气凝胶,但其韧性有了显著提高.中空纤维垂直铺设,采用合适的内径及壁厚的中空纤维能获得较好隔热性能的SiO2气凝胶隔热材料.     

快速溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶的研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，以乙醇为溶剂，以盐酸和氨水为催化剂，用溶胶-凝胶法制得了SiO2气凝胶，大大加快了溶胶-凝胶的反应速率，使得凝胶时间减少至几分钟甚至于更短，TEM测试结果表明所制备的SiO2气凝胶具有纳米多孔结构（骨架颗粒为80nm)实验对溶胶-凝胶过程在不同条件下进行了研究。并对其凝胶过程作了初步探讨。得出了最佳工艺条件。     

SiO2气凝胶/短切石英纤维多孔骨架复合材料的制备与性能

以短切石英纤维、硅溶胶、B4C粉烧结制备多孔刚性骨架,以正硅酸乙酯、去离子水和乙醇配制SiO2溶胶,多孔骨架浸渍SiO2溶胶后经超临界干燥制备了SiO2气凝胶/多孔骨架复合材料.对隔热瓦的高温热导率、比表面积和孔径分布进行了测试并且观察了微观形貌.结果表明:SiO2气凝胶复合的石英纤维刚性隔热瓦具有纳米孔结构,平均孔径为39.5nm,在600℃和800℃,其热导率分别仅为0.033 5 W/(m·K)和0.0404W/(m·K),与未复合气凝胶的刚性骨架相比,高温热导率下降了40%～50%.此外,SiO2气凝胶填充了隔热瓦骨架中的大部分的宏孔,抗弯强度提高了30%,并且使刚性隔热瓦的脆性有一定改善.     

SiO2气凝胶的制备与表征

ＳｉＯ２气凝胶是一种低密度的纳米非晶固体材料,以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）,乙醇（ＥｔＯＨ）和水为原料,以０．０１ｍｏｌ／Ｌ硝酸为催化剂,摩尔比为ＴＥＯＳ：ＥｔＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：５：８,采用溶胶－凝胶法和超临界干燥技术制备了ＳｉＯ２气凝胶,首先,ＴＥＯＳ在室温下水解０．５ｈ制得醇凝胶,然后将乙醇注入醇凝胶以置换其中的水,最后将醇凝胶放入压力容顺并加入适量乙醇,升温至２７０℃,压力可达１０．６ＭＰａ,采     

热压烧结制备SiO2f/SiO2复合材料的析晶行为及力学性质

热压烧结制备了单向连续石英纤维补强的石英复合材料.研究了热压压力和烧结温度对复合材料的析晶行为及力学性能的影响,借助扫描电镜和透射电镜等手段观察和分析了材料的显微结构并用X射线衍射法鉴别物相变化.结果表明:热压烧结温度和压力对复合材料中方石英的析出有着显著的促进作用;而热压中石英纤维比石英基体易于析晶是造成复合材料力学性能下降的主要因素.在1 250℃,12 MPa热压制备的样品抗弯强度能达到113.9 MPa.     

溶胶-凝胶法制备纳米级硅酸镥粉体的发光性能

采用溶胶-凝胶法制备了Lu2SiO5:Ce粉体。基于X射线衍射、透射电镜、紫外-可见激发发射、X射线激发发射和荧光衰减时间的测试,研究了溶胶-凝胶法制备的纳米Lu2SiO5:Ce粉体的物相结构和发光性能。结果表明:在1000℃煅烧2h得到粒径约为40nm的纯Lu2SiO5:Ce粉体;其激发谱中的最强激发峰在360nm处,发射谱中在398～407nm范围有以407nm为中心的宽发射峰,归因为Ce3+的4f-5d间的电子跃迁。在X射线激发下Lu2SiO5:Ce粉体的发光表现出二级发光衰减行为,衰减时间分别为τ1=10.98ns和τ2=39.32ns,相应的发光强度比例分别为73.38%和21.29%。     

CVI法制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料

在连续纤维增韧陶瓷基复合材料制备领域，ＣＶＩ法是目前已经实用并成为商品化的方法，这种方法能在较低温度了制备出形状复合，近尺寸和纤维体积分数高的陶瓷基复合材料，并能实现微观尺度上的成分设计，ＣＶＩ的最基本问题是物质的传输和化学反应动力学，纤维和基本间的界面，是影响复合材料力学性能的关键，本文旨在从ＣＶＩ的基本理论，方法和影响复合材料力学的因素出发，以国内外有关研究的水平及现状进行了分析。     

熔融插层法制备聚合物/纳米蒙脱土的研究进展

简要介绍了熔融插层法制备聚合物／纳米蒙脱土复合材料的研究进展。结合热力学和动力学的分析，概括了熔融插层法一些理论上的研究进展。总结了目前关于熔融插层法制备聚合物／纳米蒙脱土复合材料及其表征的最新研究成果。     

碳纤维/环氧界面相准静态纳米压痕表征方法分析

界面相作为纤维与树脂之间载荷传递的桥梁,其性质对整体复合材料力学性能和耐环境性能有直接影响。本研究用准静态纳米压痕技术对碳纤维T300/环氧E51体系的界面相模量进行测试分析。研究发现,当探针压入深度大于30nm以后,试样表面粗糙度对测试结果的影响可以忽略;同时,三种测试排点方式下的纳米压痕结果表明:纤维增强效应对载荷-压深曲线影响很大,由于压深和压痕间距较大,对于界面相宽度较小的碳纤维环氧复合材料体系,采用准静态纳米压痕技术不易得到其界面相的模量。     

液相沉积法制备光催化TiO2／SiO2复合薄膜及其表征

通过液相沉积法在较低的温度下制备了TiO2／SiO2复合薄膜，利用UV-Vis、XRD和SEM等表征手段对薄膜的透明性、物相和表面形貌进行了表征；并在紫外光照下，通过薄膜对罗丹明B水溶液的光催化降解实验，评价了沉积薄膜的光催化活性。实验结果表明，在室温下制备的液相沉积膜具有较好的光催化活性。     

COMPARATIVE STUDY OF Ag2O/CO3O4 CATALYSTS PREPARED BY THE SOL-GEL AND CO-PRECIPITATION TECHNIQUES: CHARACTERIZATION AND CO ACTIVITY STUDIES

In this study effects of the preparation method on the characteristic properties and CO oxidation activities of Ag₂O/Co₃O₄ catalysts were investigated. Catalysts were prepared by two different methods: sol gel and co-precipitation. N₂ physisorption measurements, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy measurements were used to characterize the catalysts. CO oxidation activity tests were carried out under 1% CO, 21% O₂, and the remainder He feed condition between 20° and 200°C. According to the N₂ physisorption measurements, catalysts prepared by the co-precipitation method have a higher surface area than the catalysts prepared by the sol-gel method. Co₃O₄ and AgCoO₂ phases were obtained from catalysts prepared by both techniques. In addition to these phases, metallic silver peaks were obtained by increasing calcination temperature. SEM micrographs of the catalysts showed that catalysts have uniform particles. Increasing the calcination temperature caused the formation of different-sized agglomerates and an increase in the gaps between agglomerates. The best activity was obtained from the Ag₂ O/Co₃ O₄ catalyst calcined at 200°C and prepared by the co-precipitation method. This catalyst gave 50% CO conversion at 106°C. The other two catalysts gave 100% CO conversion at a higher temperature of 200°C.     

溶胶－凝胶法制备SiO_2膜的研究

研究了正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）和硅溶胶水解聚合过程中溶胶聚合物分子的生长过程。用ＴＥＯＳ和硅溶胶作原料，用溶胶－凝胶法制备了有载体和无载体的ＳｉＯ＿２膜。由不同原料引起的聚合物分子的不同生长模式将引起无载体ＳｉＯ＿２膜孔径的较大差异。用ＴＥＯＳ制得的无载体ＳｉＯ＿２膜无１．７ｎｍ以上的孔，而用硅溶胶制得的ＳｉＯ＿２膜平均孔径为７．５ｎｍ，且孔径分布狭窄。用ＴＥＯＳ作原料可在载体α－Ａｌ＿２Ｏ＿３上制得无大孔缺陷厚约０．８μｍ的ＳｉＯ＿２膜，膜的纯氮气渗透表现出Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散特征。制膜时涂膜－干燥循环不少于三次才可避免产生大孔缺陷。     

化学气相渗C／SiC材料结构与性能的研究

采用碳布层叠然后用化学气相渗方法制备了Ｃ／ＳｉＣ复合材料，这种材料纤维与基体间的界面是决策材料力学行为的重要因素，带有热解碳作为界面层的Ｃ／ＳｉＣ材料，在断裂进表现出大范围的脱粘，纤维与周围的基体不同发生断裂，有大量的纤维拨出，断口类似毛刷，无界央层材料表现为脆性平面断口，裂纹直接通过纤维和基体向前扩展，没有发生脱粘。     

热压烧结TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷的结构研究

以ZrB2作为掺加剂，通过热压烧结制备了TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷。采用X射线衍射分析对材料的相组成，晶格常数和晶体结构进行了分析，材料的显微结构分别由EPMA，SEM和TEM测定。研究结果表明，随着ZrB2掺入量的增大，固溶产物的晶格常数会相应增加，当ZrB2的掺加量为8％（摩尔分数）时，产物的晶格常数出现极大值；ZrB2可以与TiB2形成部分固溶的固溶体，在复合材料中存在富Ti和富Zr的两种硼化物；由于固溶反应在界面上进行，有效地降低了烧结过程中的晶界移动速度，从而使材料的大晶粒细化。