低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究

ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚（R）和甲醛（F）作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度（<50mg/cm³）碳气凝胶,最低密度为36mg/cm³。利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1217m²/g;在-120～200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m•K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。     

块体气凝胶的通用制备方法进展

传统溶胶凝胶法、环氧化物法和无机分散溶胶凝胶法是3种用于制备氧化物气凝胶的通用方法,在各自适用范围内均有重要意义。对于块体气凝胶的制备,传统溶胶凝胶法的工艺和理论成熟但制备范围较窄,环氧化物法制备范围广却存在着气凝胶的密度较高、易于收缩、难以成型等缺点,且难以适用于低价态元素氧化物块体气凝胶的制备。无机分散溶胶凝胶法的制备范围则非常广,它采用金属无机盐为前驱体,低分子量聚丙烯酸为分散剂与引导剂,结合传统溶胶凝胶法与环氧化物法,辅以超临界流体干燥和热处理工艺,一步反应即可获得具有密度较低、成型性好、强度较高、杂质易去除等特点的块体气凝胶。该方法可广泛应用于多族多周期块体气凝胶的制备,在气凝胶的制备与应用领域将拥有广阔的前景。     

逐层凝胶法制备密度渐变SiO_2气凝胶及界面研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为有机硅源,配制不同密度的溶胶,经逐层凝胶工艺结合CO2超临界干燥技术,获得50～200mg/cm3的密度渐变SiO2气凝胶。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线相衬成像等手段对制备获得的SiO2气凝胶进行了测试表征。重点研究了不同密度层间界面的情况,发现相邻两层SiO2气凝胶颗粒堆积的紧密程度不同,在界面处存在一定的互扩散。进一步对连续密度梯度SiO2气凝胶的制备提出了展望。     

风力机翼型尾缘锯齿降噪风洞实验研究

随着风能产业的发展,风力机降噪成为行业发展的必然,尾缘锯齿是降低叶片自噪声的有效手段。多年来,国内外许多学者通过数值模拟、风洞实验和整机测量等手段开展了风力机尾缘锯齿降噪研究。在西北工业大学NF-3风洞的二元试验段开展翼型尾缘锯齿降噪实验研究,提出了通过尾迹来甄选噪声测量传感器的方法,并采用A计权以及1/8倍频程的方法进行噪声频谱分析。结果表明,通过尾迹甄选出的传感器可作为噪声分析数据来源;在风力机翼型后缘安装尾缘锯齿来降低噪声是可行的,降噪的频率为翼型自噪声的中高频段;使用A计权、1/8倍频程的方法表示噪声频谱能很好地进行噪声源分析。