碳化法制备二氧化硅粉体工艺研究

本文以硅酸钠溶液作为原料,通过利用碳化工艺开展了一系列的研究,该工艺生成的SiO_(2)产品的性能远远高于其他生产工艺,通过改变硅酸钠溶液浓度、反应温度、添加剂用量、CO_(2)通入速度等影响因素,考察白炭黑合成过程中,溶液中各离子浓度的变化对其形貌的影响。结果表明:硅酸钠溶液浓度对白炭黑性能的影响比较明显,随着硅酸钠浓度的增加,DBP从1.28mL/g升到了3.09mL/g;随着反应温度的提高、PEG6000添加量增加,DBP均出现逐渐升高后又下降的现象,最终选择反应温度为80℃、PEG6000添加量为6g。CO_(2)通入速度增加提高产品性能同时能够缩短反应时间,综合考虑选择通入速度为1.2L/min。

SiO_2纳米孔隔热材料的研究进展

概述了SiO2纳米孔隔热材料的隔热原理、隔热效果以及制备工艺的研究进展,并介绍了其应用前景。气相法SiO2纳米粉末基隔热材料因具有原料简单易得,制备工艺相对简单,可规模化制备等优势,有望替代SiO2气凝胶隔热材料在工业、民用、军工等领域得到应用。

湿法白炭黑超细粉在顺丁橡胶中的应用

在１００份（质量份，下同）顺丁橡胶中加入４０份湿法白炭黑超细粉，于１１０℃，１５ｍｉｎ条件下可制备低成本、高性能的橡胶制品。试验结果表明，加入湿法白炭黑超细粉的试样拉伸强度比添加气相法白炭黑者提高了５４％，扯断伸长率提高了６４％，磨耗量降低了２０％。

氧化硅气凝胶粉体材料力学性能的多尺度模拟

基于氧化硅气凝胶粉体材料内部的微结构特征,建立了能反映其特征结构的多尺度力学模型,利用分子动力学方法模拟了氧化硅气凝胶的纳米多孔结构和拉伸性能,进一步利用离散元方法模拟了粉体材料的模压成形和多轴压缩应力-应变曲线。分子动力学模拟表明,气凝胶密度越低,其分形维数越小。此外,离散元模拟表明,氧化硅气凝胶粉体材料的弹性模量比对应的氧化硅气凝胶弹性模量低,压缩强度比对应气凝胶的拉伸强度高;随着围压的增加,氧化硅气凝胶粉体材料的压缩强度增加。

二氧化硅多孔陶瓷材料的制备与性能

以二氧化硅微粉、二氧化硅气凝胶和石英纤维为原料,水玻璃为结合剂,采用半干法成型,经900℃热处理制备出二氧化硅多孔陶瓷材料。采用X射线衍射(XRD)分析试样物相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)研究试样显微结构。结果表明:900℃热处理后试样显气孔率为38.0%、耐压强度为24.96MPa。试样显气孔率较高,力学性能较好。

硅气凝胶超细粉的室温制备及结构研究

利用溶胶凝胶法经室温超临界干燥（ＳＣＤ）制备出具有ｎｍ结构的硅气凝胶超细粉，研究了硅气凝胶超细粉的化学组成和微观结构．实验结果表明，硅气凝胶超细粉的平均粒径约为４μｍ，而这些微粒则是由直径为１０～１００ｎｍ的ＳｉＯ２原粒子和孔径为１０～９０ｎｍ的气孔构成的．在硅气凝胶中含有一定量的羟基，具有较强的吸附性，比表面积高达５４６ｍ２·ｇ－１．

二氧化硅气凝胶制备建筑保温隔热材料

以国产二氧化硅气凝胶为基体材料,E玻纤为支撑骨架,添加白色硅酸盐水泥为粘结剂,掺少量的矿粉降低水化热,制备出低热导率的建筑保温隔热材料;分别测样品的压缩强度M、常温常压热导率λ和体积电阻率ρ。结果表明:经过600℃处理0.5h的样品,密度D为230kg.m-3,M值为2.00MPa,λ值为0.052Wm-1K-1,ρ值为1.61×1011Ω.cm。本研究对性价比高的二氧化硅气凝胶建筑保温隔热材料产业化具有现实的意义。

利用白炭黑与活性炭微波合成粉体碳化硅的研究

碳化硅是一种重要材料,可应用于功能陶瓷、耐火材料、磨料和冶金原料等领域。本文开展了利用白炭黑和活性炭微波合成粉体碳化硅的研究。主要优化了碳硅比、保温时间和温度等对碳化硅合成有潜在影响的工艺条件。实验结果表明,在最佳工艺条件下,二氧化硅转变为碳化硅的硅转化率为52.61%。此外还用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成的碳化硅进行了表征,结果表明通过微波合成的碳化硅为β相碳化硅晶须。由此表明,微波法合成碳化硅与传统合成法相比,有着产物纯度高、合成时间短、合成温度低等优势。

隔热填料对硅橡胶性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶为基体(MVQ),二氧化硅气凝胶(Aerogels)、云母粉(Mica)和空心玻璃微珠(HGB)为隔热填料,制备了MVQ/Aerogels、MVQ/Mica、MVQ/HGB3种硅橡胶复合材料,并研究了隔热填料对硅橡胶性能的影响。结果表明,复合材料的隔热效果为MVQ-Mica<MVQ<MVQ-Aerogels<MVQ-HGB,其中MVQ/HGB的隔热性能最好,且导热系数和密度随着HGB用量的增加而减小,但随着HGB用量的增加,胶料力学性能下降明显;当HGB用量为5~10份时,力学性能优异,同时隔热性能也较为优异。

飞行器用氧化硅气凝胶及其复合材料的防掉粉性能进展

氧化硅气凝胶作为气凝胶中最成熟的耐高温高效隔热材料,广泛应用于航空航天、国防军工等领域,但由于其脆性、柔韧性能严重不足的本征特点,导致材料在冲击振动载荷下,往往会产生不同程度的掉粉掉渣现象,甚至直接破碎进而完全失去功能,极大地劣化了氧化硅气凝胶的隔热性能,并严重限制了材料的实际应用。因此,如何改善氧化硅气凝胶防掉粉性能已经成为目前的热点问题。文章介绍了提升氧化硅气凝胶柔韧性的国内外最新研究进展,系统阐述了近年来提升防掉粉性能即提高氧化硅气凝胶柔韧性能的主要可行策略,以期解决该材料长久以来存在掉粉掉渣等缺陷问题。最后,根据各主流改性方法的优势,展望了提升氧化硅气凝胶防掉粉性能的发展趋势。

三相轻质复合泡沫浮力材料的制备及性能研究

采用滚球法制备了二氧化硅气凝胶超细粉体(SAR)强化的厘米级轻质环氧树脂空心球(SAR-EHS),利用真空搅拌-模压成型法将SAR-EHS、空心玻璃微珠(HGMS)与环氧树脂(EP)复合制备了EP/SAR-EHS/HGMS三相复合轻质浮力材料,并对其密度、压缩强度以及微观结构等性能进行了表征。结果表明:SAR-EHS和HGMS能够在EP中混合使用,并使得基体与微球结合更加紧密,极大地减小了浮力材料密度。制备得到的超低密度复合浮力材料的密度≤0.40 g/cm^3,压缩强度为7～15 MPa,适用于深度为700～1 500 m海域内的较大载荷作业。

二氧化硅气凝胶粉体热导率分析

以二氧化硅气凝胶粉体为研究对象,基于其微观结构研究了内部纳米骨架及纳米孔洞的气固耦合热导率。在考虑二氧化硅气凝胶颗粒堆积的情况下,建立了微米孔径分布的气固耦合传热模型。结合单个二氧化硅气凝胶颗粒的热导率,并考虑了辐射传热对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,推导出了计算二氧化硅气凝胶粉体纳米孔与微米孔并存的双孔径分布情况的等效热导率表达式。把模型计算结果与实验数据进行了比较,分析了粒径和环境压力对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,结果显示,实验测量结果和模型计算结果有着相同的趋势,但模型计算值要略低于实验测量值。