SiO2凝胶/铝硅纤维复合材料的高温损坏机理研究

本文采用浸渍法制备了SiO2凝胶/铝硅纤维复合材料,通过分析材料的热失重-差示扫描热、微观形貌、物相组成及热传导等特性,得出了复合材料高温损坏机理。研究结果表明,SiO2凝胶/铝硅纤维复合材料相对于硅铝纤维,析晶温度可提高200℃;随着热处理温度由900℃升至1200℃,复合材料的气孔率由55%升至75%,体积密度由0.85 g/cm3降至0.45g/cm3,导热系数由0.0767W/(m·K)增至0.0908W/(m·K),压缩回弹率由90%降至43%;当热处理温度达到1200℃,复合材料的力学性能损坏,主要原因是莫来石和方石英的析晶,以及硅凝胶与纤维之间的粘结失效。

丝素/纳米SiO_2凝胶共混膜的制备及性能测试

为了改善丝素膜作为医用材料的物理性能,以丝素和纳米SiO2为基材,乙醇为溶剂,制备不同质量比的丝素/纳米SiO2凝胶共混膜。对丝素/纳米SiO2凝胶共混膜的微观形态与结构进行表征:共混膜表面呈凹凸状,横截面为多层次的网络状结构,丝素蛋白分子主要为β-折叠结构。对不同质量比丝素/纳米SiO2凝胶共混膜的物理性能进行测试:当丝素与纳米SiO2共混质量比为80∶5时,共混膜的断裂强度最大,为94.86 MPa;当共混质量比为80∶3时,共混膜的断裂伸长率最大,为55.20%;共混膜的溶胀度和热水溶失率与纳米SiO2含量成反比,而透气性随着纳米SiO2含量的增加呈先上升后下降的趋势。测试结果表明,在天然高分子材料丝素溶液中加入具有补强增韧功能的纳米SiO2制备的共混膜,更接近优良人工皮肤材料的物理性能特征,丝素与纳米SiO2的共混质量比以80∶3和80∶5为宜。

溶胶-凝胶法制备掺Eu^(3+))的SiO_2玻璃的结构及发光性能

利用溶胶 凝胶技术制备了掺不同量Eu3+ 和不同退火温度下的SiO2 凝胶和玻璃 ,通过在不同退火温度下样品的激发光谱、发射光谱、红外光谱和差热 热重曲线 ,研究了掺Eu3+ 的SiO2 玻璃材料的结构和发光性能。结果显示 :当Eu3+ 的掺杂量大于 1 86% (质量分数 ) ,Eu3+ 的发光强度趋于稳定 ,当样品的退火温度大于 3 0 0℃时 ,SiO2 凝胶玻璃中吸附的水已基本除净 ,此时显示出Eu3+ 的特征发射光谱 ,谱带位置分别是 614 ,5 96,5 88,5 77nm ,分别归属于5 D0 -7F2 ,5 D0 -7F1 ,5 D0 -7F0 跃迁 ,对应的激发光谱显示 6个峰 ,位置分别是 3 18,3 62 ,3 80 ,3 93 ,412 ,462nm ,说明 3 0 0～ 5 0 0℃是凝胶向玻璃转变的关键温度 ,而水对Eu3+

Sol-Gel法制备木材功能性改良用SiO_2凝胶

以正硅酸乙酯（TEOS）原料，HCl／HF混合酸为水解催化剂，研究应用于木材功能性改良的SiO2凝胶的制备工艺条件。所配制3种反应溶液的TEOS／EtOH／H2O比例分别为FU1=1．00：15．35：7．45，FU2=1．00：5．43：10．10，FU3=1．00：5．47：5．77，HCl／HF摩尔比分别为0．02／0．01、0．02／0．04和0．02／0．06，可在120min左右得到醇凝胶。将醇凝胶在-21℃条件下陈化1～3d后，在12h内自然升温至室温，24h内置于超临界流体中进行干燥单元操作，可以得到适合木材功能性改良用并具有纳米结构的SiO2气凝胶。

SiO_2凝胶体系中M型锶铁氧体的制备及其磁性能

利用溶胶-凝胶法在SiO2凝胶体系中制备了纳米级的锶铁氧体磁性微粒,该磁性微粒组成为30%SrFe12O19和70%SiO2(质量百分含量)。对该微粒进行了XRD分析,利用VSM对样品进行了磁性能研究。研究表明,相对于共沉淀法制备的纯锶铁氧体微粒,在SiO2凝胶体系中制备的SrM微粒仍保持为六方磁铅石型结构,但是粒径明显降低,850℃烧结样品的粒径约为31nm;且内禀矫顽力Hc有了显著的提高,850oC烧结样品的内禀矫顽力达到518.4kA/m,而比饱和磁化强度则有所下降。并对其磁性能变化的原因进行了分析。

用粉煤灰制备SiO_2凝胶及超细粉研究

对 以粉 煤灰 为硅 源 制备 SiO2凝胶 及超 细 粉进 行研 究,确定 了制 备 工艺 条件 ,用 FT-IR 、激 光粒 度 仪 和 XRD对 制 备 的 SiO 2凝 胶 及 超 细 粉 进 行 了 表 征 。 结 果 表 明 ,由 粉 煤 灰 制 得 水 玻 璃 后 ,用 H SO 作 为 催 化 剂 制 备 硅 凝 胶 ,然 后 2 4用 乙 醇 浸 泡 ,环 境 干 燥 效 果 好 ,可 以 获 得 透 明 度 较 高 的 单 块 干 凝 胶 ;在 适 当 的 H SO 4催 化 剂 浓 度 、pH 值 下 ,得 到 的 凝 胶 2经 无 水 乙 醇 浸 泡 、干 燥 后 ,可 得 到 粒 度 较 小 的 SiO 超 细 粉 体 ,所 得 SiO 粉 体 平 均 粒 径 为 50～70nm ;用 H Cl作 为 催 化2 2剂 ,容 易 直 接 得 到 SiO 沉 淀 ,平 均 粒 径 为 700～900nm 。

SiO_2凝胶玻璃中联吡啶S_2→S_0辐射跃迁

联吡啶以分子水平掺入SiO2凝胶玻璃中,显示出独特的光谱性质。其发射光谱除了正常的S1→S0跃迁产生的中心位于400nm的发射峰外,还出现了中心位于454nm的激基缔合物发射峰。经200℃处理后,联吡啶分子受Si—O网络刚性约束,激基缔合发射峰消失,出现了基于S2→S0辐射跃迁产生的325nm高能级发射峰。至550℃处理后,因联吡啶分子基本进入Si—O三维网络的间隙,发射光谱中只剩下振动结构明显的高能级荧光峰。上述结果为表征有机/无机复合材料微结构演变提供了荧光探针工具。

SiO_2凝胶玻璃中铕(铽)-邻甲基苯甲酸-邻菲罗啉配合物的热稳定性及发光性能

用溶胶 -凝胶法以掺杂方式制备了含有铕 (铽 ) -邻甲基苯甲酸 -邻菲罗啉配合物的 Si O2 凝胶玻璃复合发光体 ,研究了该复合发光体的荧光和热稳定性。与配合物固体粉末相比较 ,结果表明将配合物引入凝胶玻璃中 ,其热稳定性明显提高 。

血红蛋白和SiO_2凝胶层层组装膜在碳纳米管/金纳米粒子修饰电极界面上的直接电化学及电催化研究

以SiO2凝胶膜和蛋白质交互组装法固定血红蛋白(Hb),对其进行了电化学和电催化研究.首先制备碳纳米管/金纳米粒子复合材料修饰的MWNTs-Au/GC电极,为防止蛋白质在电极表面流失,将Hb和自制的SiO2凝胶膜交替滴涂到电极表面,得到SiO2/Hb层层组装膜修饰电极,即{SiO2/Hb}n/MWNTs-Au/GC电极,n=2为优化层数.Hb在{SiO2/Hb}2/MWNTs-Au/GC电极上仍能保持其特有的生物活性,并能与电极进行稳定快速的电子直接转移,同时表现出过氧化物酶特性,对H2O2具有良好的生物电催化还原能力.

若丹明B掺杂的SiO_2凝胶的荧光光谱研究

以正硅酸乙酯 (TEOS)和有机染料若丹明B(RhodamineB)为原料 ,采用溶胶 凝胶方法 (thesol gelmethod)制备了若丹明B掺杂的SiO2 凝胶 ,研究了SiO2 凝胶的荧光光谱。报道了若丹明B在SiO2 凝胶中的荧光光谱比在水中的荧光光谱发生红移 ,尤其在制备过程中的不同阶段 ,若丹明B掺杂SiO2 凝胶的荧光光谱的峰位发生的一系列变化 ,从而得到了若丹明B在水中及若丹明B在SiO2 凝胶制备过程之中 ,直至SiO2 凝胶制备完毕的荧光光谱发生变化的全过程。还报道了在反应中的磁力搅拌阶段 ,采用回流过程和不采用回流过程两种方法时 ,对所得若丹明B掺杂SiO2

具有电介质内核的平板状SiO_2凝胶的微波冷冻干燥实验研究

以平板状S iO2凝胶为实验物料,进行了有、无电介质内核的微波冷冻干燥的对比实验研究。电介质内核采用铁氧体胶板类吸波材料。实验结果表明,具有电介质内核的微波冷冻干燥可以大大缩短干燥时间,有效降低干燥过程的能耗。

溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶/石英纤维增强石英复合材料及其性能探析

为合理研究增强石英纤维复合材料性能的方法,为SiO2气凝胶制备提供合理的参考,本文以正硅酸乙醋等作为主要原料,对石英纤维进行一系列的真空浸渍固化处理,通过有效的手段,增强石英复合材料的性能,提升SiO2气凝胶的应用效果。研究表明,在石英纤维复合材料中应用SiO2气凝胶可持续优化材料的使用性能,有效降低复合材料显气孔率和吸水率,提高了材料的憎水性能,改善材料的吸湿性。同时,提高了复合材料的体积密度、力学强度,但又对石英纤维复合材料的介电常数几乎不会产生影响,对损耗角正切的降低也有一定帮助,从而满足实际应用需求。

复合建筑材料SiO2气凝胶在土木工程应用

SiO2气凝胶是可控的纳米多孔非晶材料,SiO2气凝胶由于其独特三维网结构、高孔隙率透光率等优点,在建筑工业隔热保温、声学催化等诸多方面具有广阔应用前景。气凝胶纳米材料由于疏水性差,导致使用寿命降低,因其力学性能差导致易受到外力作用破坏。SiO2气凝胶由于较长的生产周期等限制其广泛推广应用,降低二氧化硅气凝胶生产成本改善力学特性对其发展具有重要意义。研究介绍SiO2气凝胶材料特性,阐述复合建筑材料SiO2气凝胶在土木工程中的应用。

SiO_2凝胶及超细粉的制备与性能表征

以不同产地的粉煤灰为硅源制备SiO2凝胶及超细粉,确定制备的工艺条件。利用FT-IR激光粒度仪和XRD对制备的SiO2凝胶及超细粉进行分析与表征。实验结果表明:以粉煤灰为硅源制备的SiO2凝胶,表观效果:无裂纹,无气泡,胶体均匀。粉煤灰A和B制备的超细粉平均粒径分别达到93nm和59nm。

不同炭化温度制备的C/0.5Al_2O_3-0.5P_2O_5-100SiO_2凝胶玻璃的光学性质

通过醇盐不完全水解制备了含有有机基团(O-C_2H_5)的0.5Al_2O_3-0.5P_2O_5-100SiO_2凝胶,在氮气中加热到300～700℃使其中的有机基团炭化,得到镶嵌在凝胶玻璃中不同尺寸的碳纳米颗粒.利用高分辨电镜、X射线衍射和喇曼光谱研究了碳纳米颗粒的结构,发现凝胶玻璃中的碳颗粒为非晶碳纳米颗粒.测试了它们的吸收光谱,发现了由于量子限域效应引起的吸收边的移动.在532um Nd:YAG激光的激发下镶嵌有碳纳米颗粒的凝胶玻璃有一强的室温发光,发光峰在586um左右.发光峰几乎不随碳纳米颗粒尺寸的变化而变化.这种发光产生于碳纳米颗粒的表面或碳颗粒和凝胶网络的界面.

Si粉对SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料性能的影响

采用浸渍法制备SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料。研究Si粉质量分数为0%,0.2%,0.4%,0.6%和0.8%时,SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料的微观形貌、体积密度、回弹率和物相组成。结果表明:Si粉质量分数低于0.6%时,其氧化产生的体积膨胀填补了纤维与凝胶间的裂纹,体积密度由0.468g/cm^3增大到0.723g/cm^3,回弹率由43.1%升高为59.6%,并且Si粉高温下的结晶化抑制了纤维析晶和促进了辉石的生成,这是材料的力学性能提高及高温损坏程度降低的重要原因;Si粉质量分数为0.8%时,高温下的Si粉产生了过分的体积膨胀,导致复合材料内部出现较大裂纹,压缩回弹率降低为44.5%。

盐酸和甲酰胺对sol-gel法制备SiO_2凝胶性能的影响

为制备透明度高和防裂性能优良的SiO2凝胶,本文以正硅酸乙酯为硅源,乙醇和水的混合物为溶剂,采用sol-gel法制备SiO2凝胶。侧重研究了HCl和甲酰胺对生成的SiO2凝胶性能影响,利用X射线衍射仪、扫描电镜、原子能谱仪对凝胶微观结构、化学键、相结构、纯度进行测试并分析。

SiO_2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

SiO_2气凝胶材料的制备、性能及其低温保温隔热应用

由于SiO2气凝胶独特的纳米多孔结构,使其具有诸多其他材料所不能比拟的优异性能,比如极高的孔隙率和比表面积、极低的热导率及密度等特性。这些优异的性能使得SiO2气凝胶在高效保温隔热、隔声等领域具有极大的应用潜力。本文阐述了SiO2气凝胶的溶胶-凝胶制备过程及其机理,分别对SiO2气凝胶的热学、力学、光学和疏水性能的研究进展进行了概述,同时分析了气凝胶的微观结构与上述性能之间的关系,并介绍了SiO2气凝胶在低温保温隔热领域的应用现状和前景。

纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备及其性能

将无机陶瓷纤维与SiO2溶胶混合,经超临界干燥制备了SiO2气凝胶隔热复合材料。SiO2气凝胶纤细的骨架颗粒减少了固态热传导,纳米级孔减少了气体热传导和对流传热,同时无机陶瓷纤维减少了辐射传热。SiO2气凝胶复合材料具有良好的隔热性能,其200℃和800℃的热导率分别为0.017W/m.K和0.042W/m.K。纤维的加入提供了力学支撑,高温处理增强了气凝胶骨架强度,材料在常温和高温下均具有良好的力学性能,其常温的拉伸、弯曲和抗压强度分别为1.44MPa、1.31MPa和0.98MPa(10%应变),800℃的拉伸、弯曲和抗压强度分别为1.95MPa、1.80MPa和1.42MPa(10%应变)。