Si-O-C耐高溫氣凝膠的制備.pdf

1、SiO2氣凝膠屬于非晶態(tài)多孔納米材料，并以其低密度，低熱導(dǎo)率，高孔隙率，超高比表面積而聞名于世。廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事、電子、醫(yī)藥、催化領(lǐng)域。目前SiO2氣凝膠主要存在有三個(gè)方面的問(wèn)題，耐高溫性能提升，機(jī)械性能的提高，疏水性能的獲得，本文志在對(duì)SiO2氣凝膠的熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究，從而為其在航天航空、軍事、工業(yè)等需要耐溫性和絕熱性領(lǐng)域提供理論實(shí)踐基礎(chǔ)。
　　 本文以正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷為原料，結(jié)合溶膠凝

2、膠法運(yùn)用超臨界干燥過(guò)程制備了SiO2氣凝膠，并運(yùn)用類(lèi)似于氣相沉積的方法，于惰性氣氛高溫?zé)峤鈿饽z，從而獲得硅骨架結(jié)構(gòu)上附著自由碳的氣凝膠材料。最后對(duì)其進(jìn)行高溫煅燒處理。在此基礎(chǔ)上分析探討了，原料比、醇量、水量、酸堿量、甲酰胺量等對(duì)于溶膠凝膠過(guò)程的影響，凝膠形成的機(jī)理等。并提出了一些理論觀(guān)點(diǎn)以解決溶膠凝膠過(guò)程遇到的問(wèn)題，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)得到骨架結(jié)構(gòu)更加完善的氣凝膠。隨后根據(jù)熱失重曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，N2吸脫附曲線(xiàn)數(shù)據(jù)分析探討氣凝膠的耐溫性能。
　　

3、 上述方法制備的SiO2氣凝膠密度在50mg/cm3-250mg/cm3之間，平均孔徑10nm，孔徑分布主要集中在1-50nm，孔徑分布較為均勻，孔分布較窄，存在微孔、介孔、以及大孔。1000℃熱失重曲線(xiàn)最高殘留物質(zhì)量分?jǐn)?shù)92.51％，說(shuō)明溶膠凝膠過(guò)程水解縮合過(guò)程進(jìn)行較完全。
　　 樣品惰性氣氛下熱處理后密度增加，顏色均變?yōu)楹谏?200℃熱處理時(shí)所有樣品密度均大于1 g/cm3。1000℃熱處理后密度最低為86.4mg/cm3

4、，樣品比表面積仍然有228m2/g，平均線(xiàn)收縮率為8％。再于空氣氣氛1000℃煅燒時(shí)，樣品顏色由黑變白，變硬，且密度增大。比表面積降為72m2/g
　　 氣凝膠分別于空氣氣氛下常溫，800℃，1000℃熱處理時(shí)，比表面積分別為906.8m2/g，557.3m2/g，257.8m2/g平均孔徑分別為10nm11nm19nm，孔容分別為2.7cm3/g1.4cm3/g1.2cm3/g，常溫樣品與800℃煅燒樣品孔徑分布基本相同，孔分