SiO2气凝胶%2f硅酸铝纤维隔热材料制备与性能研究.pdf

独创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:堇垦亟望日期:垫旦:笪:至]学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名):稍靠i辉导师(签名日期山-弓·厂·,)摘要纳米多孔Si02气凝胶隔热复合材料具有低导热系数、低密度以及较好的力学性能等优点,在航空航天、化工、冶金等领域有广阔的应用前景。传统的超临界干燥法制备气凝胶工艺复杂、成本较高,因此研究低成本的常压干燥制备技术非常必要,纯气凝胶的力学性能较差,通过复合纤维制品制得复合材料来提高其力学性能也是绝热材料研究的主要方向。本文以降低成本,缩短生产周期,获得低导热系数和高强度的隔热材料为目的,探讨研究了气凝胶及其复合材料的制备工艺。本文以廉价的硅溶胶为硅源,无水乙醇为溶剂,N,N二甲基甲酰胺为干燥控制化学添加剂,采用乙酸/氨水调节PH,乙醇水溶液进行老化,三甲基氯硅烷/正己烷混合溶液进行表面疏水修饰,在溶胶一凝胶过程后通过常压干燥制备了块状Si02气凝胶。通过单因素实验和四因素三水平正交实验研究了醇硅比、DMF用量、PH值以及搅拌时间对凝胶时间的影响,结果表明醇硅比对凝胶时间影响最大,考虑DMF对凝胶结构均匀性的影响,得出了最佳实验条件为:醇/硅溶胶/DMF的体积比为6:6:,,搅拌时问为15min。此外,研究了常压干燥工艺对气凝胶的影响,得出60℃干燥-d,时80℃干燥一小时为最佳干燥条件。采用硅溶胶为硅源,加入乙醇、水、DMF、尿素、六钛酸钾晶须制备硅溶胶前驱体,尿素用来调节溶液PH,六钛酸钾晶须为红外遮光剂,以硅酸铝纤维纸为基体,采用喷雾浸渍法制得复合材料湿坯,结合常压干燥制备出轻质气凝胶复合材料。~,/(m·K)(300℃)。对气凝胶复合材料进行结构、形貌、力学性能、隔热性能测试分析。当硅溶胶前驱体中醇/硅/水体积比为1:3:2,硅溶胶前驱体/纤维纸的体积比为4:3时,所制备的复合材料具有最优的隔热性能和力学性能,和纯的硅酸铝纤维相比,%,%。研究了六钛酸钾晶须加入对气凝胶复合材料隔热性能的影响,结果表明,六钛酸钾晶须的加入能降低材料的导热系数,提高其隔热性能,同时也使得材料的密度有所增加。关键词:硅溶胶,导热系数,常压干燥,喷雾浸渍,六钛酸钾晶须AbstractNanoporoussilicaaero-positecouldbewidelyusedinaerospace,chemical,metallurgyforitslowthermalconductivity,,SOresearchonthepreparationofsilicaaerogelsviaambientpressuredryingatareasonablecostisverynecessary,andpureaero。gelhaspoormechanicalperformance,positefromaero—,shortenproductioncycle,andobtainthermalinsulationmaterialswithlowthermalconductivityaswellashighstrength,-binedwithambientpressuredryingusinglow-costaerosolassiliconsource,absoluteeth