SiO2气凝胶力学性能的影响因素及改善方法.pdf

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焕鯯���气凝胶力学性能的影响因素及改善方法’廖云丹��饣峋�’��≡品�’���浩��毫ρ�阅艿谋碚���九�������籶�制备工艺参数对��F��毫ρ�阅艿挠��.广州大学土木工程学院,广东广州���;��阒荽笱Ч愣�〗ㄖ�谀芗坝τ眉际踔氐闶笛槭遥�愣ü阒����学、声学、光学、电学等领域具有广阔的应用前景,但其强度低和韧性差限制了发展和应用。对��F���力学性能的表征方法进行了概述,综述了制备工艺参数�缛芤核峒疃取⒆榉峙浔取⒎从ξ露燃笆奔洹⒑蟠��工艺、干燥工艺等�許����和�缃峁辜傲ρ��能影响的研究进展,并介绍了材料复合法用于改善��F��毫ρ�阅艿难芯拷�埂���气凝胶;力学性能;制备工艺;材料复文章编号:��������隹疘���一�引言��浩��菏且恢钟山禾辶W踊蚋呔畚锓肿酉�互交联构成的具有空间网络结构的轻质纳米多孑�苑�晶体固态材料,因其孑�堵矢摺⒚芏鹊汀⒈缺砻婊�蟮�独特性质在热学、声学、光学、电学等方面具有很大的应用潜力,然而大多数气凝胶材料的强度低、韧性小、结构不稳定,极大地限制了其发展和应用。因此,改善其��浩��翰牧系牧ρ�阅艹晌4俳���翰牧�发展和应用的重要途径�’�。提高��F��毫ρ��能主要有以下两个途径:��峭ü�刂浦票腹ひ眨��而控制其内部网络结构,改善材料本身的力学性能;��峭ü�牧细春戏ǎ�谄��褐票腹�讨胁羧朐銮�材料,或将制得的凝胶颗粒与增强材料及粘合剂复合,经模压或浇注制成二次成型的复合体,使��气凝胶的力学性能得到改善。鉴于近年来人们通过以上两种途径改善��气凝胶力学性能的研究取得了较多的成果,本文对这些研究成果和进展进行综述和评价。表征��F��翰牧狭ρ�阅艿牟问�饕0��密度、强度、弹性和体积松弛能等。密度从宏观上反映��浩��旱牧ρ�阅埽�话愣�悦芏仍酱蟮钠���抗压强度越大,但对于作为轻质材料的气凝胶材料,其密度的增大对材料在热学、电学等方面的性能是不利的。气凝胶材料的强度参数包括抗拉强度和屈服强气凝胶材料的弹性用弹性模量��硎荆��惚�式中,�籇为气凝胶的宏观密度,标度参量口与制备条件相关。弹性模量越大材料韧性越好。若用三点弯曲梁实验测定,材料弹性模量可由下式计算���式中,�5�杂Ρ淝�呱舷咝圆糠中甭剩琇为跨度;�2牧系陌刖丁�另一个表征气凝胶力学性能的参数是体积松弛能式中,口为气凝胶对水的接触角,九��.��/�为水的表面张力;风是待测凝胶的密度;�遣牧系谋�表面积。体积松弛能表示气凝胶的力学稳定性,体积松弛能越大的材料力学稳定性越好。没经过增强处理响��浩��憾捞氐耐�缃峁辜案呖紫堵适瞧渚�有独特性能的主要原因,也是其脆性大、强度低的主要原因。一方面,孔隙率越高的气凝胶网络骨架承受的应力越大;另一方面,气孑�拙斗植荚讲痪�龋�准涞�时,可能产生将近���的压力差,凝胶结构很容易就变形破裂,从而降低了材料的稳定性和强韧性。因此,气凝胶的骨架强度越高,孑�斗植荚骄�龋�其强韧性越好。而��F��旱目拙斗植己湍诓拷�构受到制备条件�缛芤旱乃峒疃取⒆榉峙浔取⒎从κ�间及温度、后处理工艺、干燥工艺等��的影响。因此,通过控制制备工艺参数来控制��F��旱哪诓拷�在��浩��旱娜芙阂荒�褐票腹�讨校�饕7�生水解和缩聚反应,�值是影响其水解和缩聚反应的摘要:��浩��旱哪擅