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摘要：气凝胶有着很好的隔热保温性能，现在已经将气凝胶应用于航天飞行器、军事、生活用品、节能材料及建筑材料中，但因为气凝胶容易开裂，所以需要韧性好的石英纤文来增强气凝胶，达到减少开裂的可能性。
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本文是利用溶胶-凝胶的方法制备了石英纤文气凝胶，采用X射线衍射、扫描电子显微镜、差示扫描量热法以及傅立叶红外光谱对石英纤文气凝胶表征，最后利用差热扫描原理和模拟振荡环境来测试石英纤文气凝胶的隔热保温和防裂抗震的性能。24196
毕业论文关键词：石英纤文；溶胶-凝胶法；SiO2气凝胶
Preparation and characterization of novel fiber reinforced aerogel
Abstract：Aerogel has good insulation properties, now the aerogel is used in aerospace、 military、 articles for daily, energy-saving materials and building materials, but the aerogel is easy to crack, so we need good toughness of quartz fiber to reinforc aerogel, and reduce the possibility of cracking
This paper using the sol-gel method. In this paper, by using X ray diffraction、scanning electron microscopy、differential scanning calorimetry and infrared spectrum of quartz fiber Fu Liye aerogel characterization. At last , using the thermal differential scanning principle and simulation of oscillation environment to test the performance of quartz fiber aerogel insulation and anti cracking resistance.
Keywords: Quartz fiber; Sol-gel method; SiO2 aerogels
目 录
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究目的与意义 1
2 文献综述 2
2.1 石英纤文概述 2
2.1.1 石英纤文 2
2.2气凝胶发展历史 2
2.3气凝胶的制备 3
2.3.1 反应机理 4
2.3.2 老化 6
2.3.3 干燥 7
2.4 气凝胶的表征 7
2.5 气凝胶的应用 8
3 实验及表征 9
3.1 实验原料及试剂 9
3.2 实验仪器设备 9
3.3 石英纤文气凝胶的制备原理及前驱物的选择 10
3.3.1 SiO2气凝胶的制备原理 10
3.3.2 石英纤文气凝胶的制备原理 10
3.4 表征方法 12
3.4.1 X射线衍射 12
3.4.2 扫描电子显微镜 12
3.4.3 差示扫描量热法 13
3.4.4 傅立叶红外光谱 14
3.5 隔热与防裂抗震性能测试 14
3.5.1 保温性能测试方法 14
3.5.2 防裂抗震性能测试方法 15
4 石英纤文气凝胶的结果及表征 15
4.1 引言 15
4.2 石英纤文气凝胶的制备结果 16
4.3 石英纤文气凝胶电子扫描分析 17
4.4石英纤文气凝胶XRD分析 20
4.5 石英纤文气凝胶红外光谱分析 21
4.6 石英纤文气凝胶热重-差示扫描量热分析 22
4.8 石英纤文气凝胶防裂性能测试及分析 24
4.9小结 24
4.10 实验结果与讨论 25
5 结论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 引言
1.1 课题背景
气凝胶属于纳米材料的一种，纳米尺度定义在范围为1~100 nm这个的尺度之间，这个范围，物质与宏观物质以及微观粒子有很大的差别就在于这个尺度的不同，纳米材料具备了一些特殊的性质，这些性质使得纳米材料在热学和光学等方面应用广泛。目前纳米材料已在陶瓷材料、冶金、超导材料、化工、航空航天、医药和生物工程等领域得到了广泛的应用[1]。气凝胶在性能上相比其它材料占有很大的优势，比如说：密度、热导率、声速的传播，因而是21世纪研究的重点，由于复合型气凝胶能够表现出独特的性能并且弥补气凝胶在性能上的不足，因而复合气凝胶研究的覆盖面越来越广[2]。