Al_2O_3气凝胶复合材料的非超临界干燥法制备及表征.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JuneActaehXs．一Chim．Sin．，2010，26(6)：1717-17211717【Article】WWW．whxb．pku．edu．ell块状石英纤维，Al203气凝胶复合材料的非超临界干燥法制备及表征吴丽娜黄玉东王志江刘丽(哈尔滨工业大学化工学院，哈尔滨150001)摘要：采用溶胶凝胶法和常压干燥法以N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)作为干燥控制化学添加剂制备了低密度石英纤维增强A1[)3气凝胶复合材料．通过氮气吸附．晚附实验比较研究了石英纤维对氧化

2、铝气凝胶孔结构参数的影响；采用x射线衍射技术表征了在升温过程中石英纤维／AI20。气凝胶复合材料的相结构变化；利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了20。气凝胶基体及其石英纤维复合材料的微观形貌；初步探讨了DMF对All20。气凝胶形貌和密度的影响．研究结果表明石英纤维／A120。气凝胶复合材料成块性好，纤维与气凝胶基体结合紧密，石英纤维提高了Al2()。相转变温度，适量的DMF有利于形成均匀凝胶网络结构，减小干燥收缩压力．关键词：复合材料；石英纤~JAI203气凝胶：非超临界干燥；干燥控制化学添加剂中图分类号

3、：0648PreparationandCharacterizationofMonolithicSilicaFiber／Al203AerogelCompositesbyNon·SupercriticalDryingWULi—NaHUANGYu—DongWANGZhi—JiangLIULi(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001，P．R．China)Abstract：Low-densityalu

4、minaaerogel／silicafibercompositeswerepreparedbysol-·geltechnologyandanatmosphericpressuredryingmethodwithⅣ，Ⅳ一dimethylformamide(DMF)asadryingcontrolchemicaladditive．Thevariationofporestructureandspecificsurfaceareawerecomparedwimaluminaaerogelwithoutaddingsili

5、cafiberbasedOilthenitrogenadsorption—desorptionmethod．ThechangesinphasestructureduringtheheatingprocesswerecharacterizedbyX—raydifraction．Themicro—morphologyofthealuminaaerogelanditscompositeswerestudiedindetailbyscanningelectronmicroscopyandtransmissionelect

6、ronmicroscopy．TheinfluenceofDMFontheaemgelmatrixisdiscussed．Wefoundthatthefabricatedbulkcompositesareaclosecombinationbetweenaluminaaerogelandsilicafiber．Thesilicafiberimprovesthephasetransitiontemperatureofthealuminaaeroge1．AnappropriateamountofDMFishelpfulf

7、ortheformationofauniformgelnetwork，thusdecreasingthedryingshrinkagepressure．KeyWords：Composite；Silicafiber／aluminaaerogel；Non—supercriticaldrying；Dryingcontrolchemicaladditive气凝胶材料具有纳米级孔径尺寸，高孔隙率结石英纤维(SiO质量分数超过99．5％)具有电导率低、构，微孔分布均匀等独特的物理化学性质使其在热热膨胀系数小、介电损耗低、耐热

8、性好等优良特性，学、光学、电学等众多领域有着广泛的和巨大的应用已广泛应用于电子制造、原子能反应堆、火箭、光电价值．气凝胶材料作为超级隔热材料、隔音材料、通讯等领域l8】．石英纤维复合气凝胶材料可以使气凝药物载体、催化剂及其载体、核废物存储介质、宇宙胶热稳定性和骨架强度进一步提高，块状复合材料尘埃粒子收集器等解决了许多科学和实际问题7I．还可以克服气凝胶粉体回收困难和无法单