二氧化硅气凝胶.doc

海南大学课程名称现代材料科学进展题目名称二氧化硅气凝胶学院材料与化工学院专业班级 2010 级材料 2班姓名周俊琛学号 20100413310089 评阅意义评阅成绩评阅老师: 日期:年月日二氧化硅气凝胶周俊琛 20100413310089 摘要: 本文从二氧化硅的研究历史和现状出发,从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展,并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。关键词: 二氧化硅气凝胶,制备,干燥,应用 Current Research and Applications ofSilica Abstract: The article reviewed the latest development and the h istory ofthe research ofsilica aerogel, summarized the progre ssofthe silica aerogel research inthe aspects ofpreparatio nmethods, drying technologies, properties and current applicatio the article also looks forward tothe development prosp ect ofsilica aerogel. Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application 一、气凝胶的简介气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。气凝胶是一种固体,但是 99% 都是由气体构成,外观看起来像云一样。气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶。 SiO2 气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料,其孔隙率高达 80- %,孔洞的典型尺寸为 1-100 nm ,比表面积为 200-1000 m2/g ,而密度可低达 3kg/m3 ,室温导热系数可低达 W/(m?k)。正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。。二、气凝胶发展历史早在 1931 年, 就开始研究气凝胶。他最初采用的方法是用硅酸钠水溶液进行酸性浓缩,用超临界水再溶解二氧化硅,用乙醇交换孔隙中的水后, 利用超临界流体干燥技术制成了最初的真正意义上的气凝胶。这种材料的特点是透明、低密度、高孔隙率。但受当时科研手段的限制,这种材料的研制并没有引起科学界的重视。上世纪七十年代,在法国政府的支持下, Stanislaus Teichner 在寻找一种用于存储氧和火箭燃料的多孔材料的过程中,找到一种新的合成方法,即把溶胶-凝胶化学方法用于二氧化硅气凝胶的制备中。这种方法推动了气凝胶科学的发展。此后,气凝胶科学和技术得到了快速发展。 1983 年Arlon Hunt 在 Berkeley 实验室发现可用更安全、更廉价的二氧化硅气凝胶制作方法。与此同时, 微结构材料研究小组发现可用具有更低临界温度和临界压力的二氧化碳超临界流体取代乙醇作为超临界干燥