Al2O3-SiO2气凝胶及Al2O3-SiO2-ZrO2三元复合气凝胶

成果编号：20002

价格：面议

完成单位：北京化工大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2017年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：新材料

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发布人：陈晓红离线

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气凝胶是一种具有类似于凝胶的骨架结构，其孔隙中为气体的多孔纳米材料，其骨架是由1-100nm左右的颗粒构成的。这种材料孔隙率高，并且其微观结构具有可控制性，具有超高比表面积(~1200m2/g)、超低密度(~30Kg/m3)、超低导热系数(~0.005W/m·K)、低介电常数(κ=1.0-2.0)、高声阻抗等非常优越的性能。本项目选取制备工艺简便，价格低廉的原料，采取了溶胶凝胶的方法，使用无水AlCl3和正硅酸乙酯作为原料，在制备的过程中加入了环氧丙烷（PO），通过实验来考察出不同原料，原料的不同比例等制备时的参数对于制备出的 Al2O3-SiO2 气凝胶的性能有何种影响，后期采用超临界干燥制备块状Al2O3-SiO2气凝胶。该气凝胶密度约为0.04g/cm3左右，线收缩率大概在8%，样品经过1200℃焙烧后，失重为19.39%，且样品仍然具有高达173m2/g的比表面积。研究出一种新的制备 Al2O3-SiO2 气凝胶的工艺，找到一种新型的，操作方法较为简便的，而同时需要较低成本的制备工艺，来获得密度更低，且具有较高比表面积同时耐高温性能良好的 Al2O3-SiO2块体气凝胶。以AlCl3、ZrOCl2?8H2O和TEOS为前驱体，在乙醇和水的溶剂中，利用PO作凝胶网络诱导剂，并用溶胶-凝胶的方法和乙醇为介质的超临界干燥技术制备出块状的Al2O3-SiO2-ZrO2三元复合气凝胶。制备的气凝胶的密度为0.041g?cm-3，比表面积507m2?g-1，1000℃处理后比表面积降为338 m2?g-1，失重为18%。该三元气凝胶中二氧化硅和二氧化锆会消除γ- Al2O3表面的羟基从而阻止高温时γ- Al2O3进一步的晶化，因此通过Al2O3与二氧化硅的和二氧化锆复合，会使氧化铝气凝胶的高温隔热性能得到提升。然而气凝胶在1000℃以上时，热辐射也将成为一种不可忽视的传热，但ZrO2是一种很好的消光剂材料，因此，ZrO2的加入会使复合气凝胶的热稳定性进一步升高，在耐高温领域有很大的用途。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：

合作方式：技术开发

参与活动：

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

主要技术指标

Al2O3-SiO2气凝胶：该气凝胶密度约为0.04g/cm3左右，线收缩率大概在8%，样品经过1200℃焙烧后，失重为19.39%，且样品仍然具有高达173m2/g的比表面积。 Al2O3-SiO2-ZrO2三元复合气凝胶：该气凝胶密度约为0.041g?cm-3，比表面积507 m2?g-1，1000℃处理后比表面积降为338 m2?g-1，失重为18%。

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