学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

柔韧性二氧化硅气凝胶的制备与性能研究

作　者: 熊刚
导　师: 陈晓红
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 二氧化硅气凝胶 柔韧性 超临界干燥 热处理
分类号: TQ127.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 184次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


柔韧性二氧化硅气凝胶是在普通二氧化硅气凝胶的基础上通过改进原料、制备工艺发展起来的,其制备出来的样品具有优良的柔韧性和一定的强度,包括化学衍生法制备得到的柔韧性气凝胶和聚合物交联法得到的柔韧性气凝胶。由于普通的二氧化硅气凝胶机械性能较差,极易磨损和破碎,限制了其大规模应用。因此,研究具有优良柔韧性的二氧化硅气凝胶是推动气凝胶工业化应用的关键,具有十分重要的意义。本论文主要研究内容包括：研究了柔韧性二氧化硅气凝胶的制备；考察了不同溶剂,前驱体、催化剂浓度对其性能和结构的影响；并考察了热处理对气凝胶微观结构的影响。本论文的主要结论如下：以甲基三乙氧基硅烷(MTES)作为前驱体,甲醇作为溶剂,草酸和氨水分别作为催化剂,采用酸、碱催化两步法结合超临界干燥制备得到了块状、无裂纹的柔性二氧化硅气凝胶。前驱体与溶剂的最佳配比为1：19.5,0.001 M的草酸,10 M的氨水溶液是比较适宜的催化剂。所得样品的热稳定温度为533℃,样品的密度为60 kg/m3,杨氏模量为4.82×104 N/m2,样品的比表面积395 m2/g,孔体积为0.966 cm3/g,平均孔径为9.78 nm,具有典型的纳米结构。以甲基三乙氧基硅烷(MTES)作为前驱体,乙醇作为溶剂,草酸和氨水分别作为催化剂,制备得到了块状、无裂纹的柔性二氧化硅气凝胶。前驱体与溶剂的最佳配比为1：35,最适宜的老化溶液是体积分数为60%的TEOS/EtOH的混合溶液。所得样品的密度为0.1g/cm3以下,空隙率在90%以上,样品的热稳定温度为470℃。柔韧性二氧化硅气凝胶经过热处理后,粒子链有一定程度的断裂,粒子簇之间的联结作用减弱,材料力学性能变差,脆性增加。

全文目录


学位论文数据集  3-4
摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章 绪论  13-31
  1.1 引言  13
  1.2 二氧化硅气凝胶的制备  13-15
  1.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的制备  15-21
  1.4 柔韧性二氧化硅气凝胶的结构与性能  21-26
  1.5 柔韧性二氧化硅气凝胶的应用  26-29
  1.6 本课题的目的及研究意义  29-30
  1.7 本课题的研究内容  30
  1.8 本课题的创新之处  30-31
第二章 实验及表征手段  31-37
  2.1 实验原料及仪器设备  31
    2.1.1 实验原料及试剂  31
    2.1.2 主要实验设备  31
  2.2 实验内容  31-34
    2.2.1 甲醇为溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  32-33
    2.2.2 乙醇为溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  33
    2.2.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的热处理  33-34
  2.3 表征、测试方法及仪器装置  34-37
    2.3.1 微观形貌和结构表征  34
    2.3.2 化学成分分析  34
    2.3.3 孔结构表征  34
    2.3.4 热稳定性表征  34
    2.3.5 表观密度与孔隙率测量  34-35
    2.3.6 力学性能测试  35
    2.3.7 样品的结晶形态分析  35-37
第三章 结果与讨论  37-61
  3.1 甲醇溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  37-50
    3.1.1 工艺条件对柔韧性气凝胶微观形貌的影响研究  37-41
    3.1.2 柔韧性二氧化硅气凝胶的化学组成分析  41-43
    3.1.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的耐热性能分析  43-45
    3.1.4 柔韧性二氧化硅气凝胶的力学性能测试  45-46
    3.1.5 柔韧性二氧化硅气凝胶的孔结构分析  46-49
    3.1.6 小结  49-50
  3.2 乙醇溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  50-57
    3.2.1 工艺条件对柔韧性气凝胶微观形貌的影响研究  50-53
    3.2.2 柔韧性二氧化硅气凝胶的耐热性能分析  53-55
    3.2.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的化学组成分析  55-56
    3.2.4 柔韧性二氧化硅气凝胶的晶型分析  56-57
    3.2.5 小结  57
  3.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的热处理  57-61
    3.3.1 热处理对柔韧性二氧化硅气凝胶的化学成分的影响  58-59
    3.3.2 热处理对柔韧性二氧化硅气凝胶的微观形貌的影响  59-60
    3.3.3 小结  60-61
第四章 结论  61-63
  4.1 结论  61-62
    4.1.1 甲醇为溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  61
    4.1.2 乙醇为溶剂制备柔韧性二氧化硅气凝胶  61-62
    4.1.3 柔韧性二氧化硅气凝胶的热处理  62
  4.2 展望  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-69
研究成果及发表的学术论文  69-71
作者及导师简介  71-73

相似论文

  1. 蝴蝶兰（Phalaenopsis）脱毒快繁关键技术及其生理基础的研究,S682.31
  2. 水蜜桃采后生理及贮藏保鲜技术研究,S662.1
  3. 硅藻土的硅烷化改性及其对铜离子吸附性能的研究,O647.32
  4. 结晶器铬锆铜板表面等离子喷涂镍铬—碳化铬涂层的研究,TG174.442
  5. 履带式推土机的等温球铁材料支重轮硬化层裂纹扩展的研究,TG156.3
  6. 钢丝热处理明火炉控制系统的设计与实现,TP273
  7. Al2O3/C杂化气凝胶和Al2O3气凝胶的制备及表征研究,O648.17
  8. 台车式热处理炉控制系统的设计与研究,TG155.92
  9. 船用大型锻件余热热处理工艺方法研究及参数优化,TG316
  10. 半芳香聚酰胺的可纺性能研究,TQ340.1
  11. LiFePO4正极材料的制备与改性研究,TM912
  12. 纯钛表面基于微弧氧化技术的仿生陶瓷膜的制备、表征及性能研究,R318.08
  13. 316LN奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀开裂研究,TG407
  14. 细晶粒Super304H钢管焊接工艺及弯头热处理工艺研究,TG457.6
  15. 热处理对一种含Re镍基单晶合金组织的影响研究,TG166
  16. 复杂制造系统中机加—热处理综合调度方法,TH186
  17. 热处理对铸造Al-Cu-Ti-（La）合金微观组织及力学性能的影响,TG166.3
  18. 液态模锻过共晶铝硅合金组织及性能,TG319
  19. 半固态/热挤压过共晶Al-Fe合金热处理机理研究,TG166.3
  20. 热挤压Mg-Zn-Zr-Gd合金的显微组织及力学性能,TG379
  21. GH4169G合金的组织结构与蠕变行为,TG146

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 非金属元素及其无机化合物化学工业 > 第Ⅳ族非金属元素及其无机化合物 > 硅及其无机化合物
© 2012 www.xueweilunwen.com