纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶网络结构生长调控及其自增强机制研究

基本信息
批准号:51702156
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:仲亚
学科分类:
依托单位:南京工业大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:崔升,吴晓栋,邵高峰,张君君,陈颖,景峰
关键词:
自增强隔热气凝胶介孔材料纤维状γ氧化铝
结项摘要

The typical drawbacks of traditional oxide aerogels are poor mechanical property and low thermal resistance. In addition the fiber-reinforced aerogels composites exhibit high apparent density, heterogeneous pore structure and relatively high thermal conductivity. This project focus on the basic research on the control of network formation and self-reinforced mechanism of fibrous γ-alumina/carbon composite (γ-Al2O3/C) aerogels with low density, high strength and high thermal resistance. These composite materials will be prepared by the sol-gel method, supercritical fluid CO2 drying and thermal treatment process. Some key technologies, such as structure design, preparation process optimization,control of physical and chemical properties. The microstructure, mechanical property and thermal insulation performance of γ-Al2O3/C aerogels will be tested and analyzed. The mechanism of the fiberous γ-Al2O3’ formation, thermal insulation and self-reinforced, and the microstructure evolution of the composite aerogels in the preparation will systematically investigated. The target properties of the produced composites to be achieved include the following parameters: apparent density range of 0.15~0.20g/cm3; compressive strength over 5MPa, a Young's modulus over 280MPa;mesoporous specific surface area above 500m2/g; thermal conductivity at room temperature (25℃), 1000℃ and 1500℃ below 0.026, 0.10 and 0.30W/(m∙K), respectively.

传统氧化物气凝胶机械性能和耐温性差,纤维复合气凝胶密度大,孔结构不均匀,热导率偏高。本项目将针对低密度、高强度、耐高温纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶网络结构生长调控及其自增强机制开展基础研究工作。采用溶胶-凝胶法、二氧化碳超临界干燥及热处理技术,研究纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶的结构设计、制备工艺优化、物化性能控制等关键技术。对该复合气凝胶进行微观组织结构、力学性能和隔热性能进行测试分析,并总结出其在制备过程中纤维状γ-氧化铝生长机理、自增强机制、隔热机理及微观组织结构的演变规律。制备出满足如下性能的纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶材料:表观密度在 0.15~0.20g/cm3;压缩强度在≥5MPa,杨氏模量≥280Mpa;介孔比表面积≥500m2/g;室温(25℃)热导率≤0.026W/(m∙K),1000℃热导率≤0.10W/(m∙K),1500℃热导率≤0.30W/(m∙K)。

项目摘要

传统氧化物气凝胶机械性能和耐温性差,纤维复合气凝胶密度大,孔结构不均匀,热导率偏高。本项目针对低密度、高强度、耐高温纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶网络结构生长调控及其自增强机制开展基础研究工作。采用溶胶-凝胶法、二氧化碳超临界干燥及热处理技术,研究了纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶的结构设计、制备工艺优化、物化性能控制等关键技术。对该复合气凝胶进行微观组织结构、力学性能和隔热性能进行了测试分析,并总结了其在制备过程中纤维状γ-氧化铝生长机理、自增强机制、隔热机理及微观组织结构的演变规律。最终制备出的纤维状γ-氧化铝/碳复合气凝胶材料的相关性能如下:表观密度在 0.15~0.20g/cm3;压缩强度在5.0~9.1MPa,杨氏模量在280~475Mpa;介孔比表面积在579~831m2/g;室温(25℃)热导率在0.026~0.049W/(mK),1000℃热导率在0.100~0.140W/(mK),1500℃热导率在0.250~0.280W/(mK)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
5

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019

仲亚的其他基金

相似国自然基金

1

碳化硅气凝胶网络结构生长演变机制及调控研究

批准号:51602151
批准年份:2016
负责人:孔勇
学科分类:E0211
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

氧化铝复合气凝胶的制备与性能表征

批准号:51602018
批准年份:2016
负责人:刘晓光
学科分类:E0202
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

纤维状粘土/二氧化硅双网络气凝胶的增强结构构建与高效隔热机理研究

批准号:51772202
批准年份:2017
负责人:刘洪丽
学科分类:E0205
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
4

疏水型纤维增强气凝胶复合材料及吸附特性

批准号:50802064
批准年份:2008
负责人:张志华
学科分类:E02
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目