毕业论文课题相关文献综述

一．二氧化硅气凝胶材料的特性及应用

SiO₂气凝胶是一种由胶体粒子或高聚物分子相互交联构成的具有空间网络结构的 轻质纳米多孔性非晶体固态材料^[1]。独特的纳米多孔结构使其在力学、声学、光学、热学等方面的性能明显不同于相应的宏观玻璃态材料，如高孔隙率(80%～99.8%)、高比表面积（1000m² /g）、低密度(0.003～0.15g/cm³)、低折射率、低弹性模量、低声阻抗、低热导率（常温下为0.01～0.03W/mK)、强吸附性能、典型的分形结构等^[2]。

随着研究的不断深入，其潜在应用价值正不断得到体现。尤其广泛应用于

石油管道、化工反应装置、建筑节能及航空航天等领域，可用作超低导电系数

的绝缘层、折射涂层和反折射涂层、隔声板、声阻抗耦合材料、催化剂和催化

剂载体、气体过滤材料、高效隔热材料、高效可充电池、无害高效杀虫剂等^[3-

^5]。

1931年Kistler首次使用超临界干燥技术制得SiO₂气凝胶。以其优异的性能，受到了各界的广泛关注。但由于气凝胶的高孔隙率使其骨架强度低、韧性差、结构不稳定，而且其需要昂贵的硅源和超临界干燥设备等造成的高昂的制备成本极大地限制了气凝胶的实际应用。因此改善气凝胶的力学性能，并降低其制备成本，成为促进气凝胶发展和应用的关键^[6]。

二．纤维增强二氧化硅气凝胶的目的及特性

引入纤维增强体是改善其性能的主要途径。其途径有两种，一种是在溶胶过程中添加纤维增强体，然后进行凝胶，在凝胶过程中形成复合材料；另一种是凝胶制成后，先制成纳米孔气凝胶颗粒或粉料，再与增强纤维和粘结剂混合，经模压或浇注成型制成二次成型复合体^[7-8]。

1．纤维增强二氧化硅气凝胶力学性能研究

1.1 SiO₂气凝胶力学性能的表征

表征SiO₂气凝胶材料力学性能的参数主要包括密度、强度、弹性和体积松

弛能等。密度从宏观上反映SiO₂气凝胶的力学性能， 一般而言密度越大的气