氧化硅和氧化铝气凝胶隔热复合材料：制备新方法及性能

氧化硅和氧化铝气凝胶是当前高温有氧环境下综合性能最好的气凝胶隔热材料之一，是目前气凝胶隔热复合材料技术和应用研究的热点。随着社会和经济的发展，多样化的应用场景对氧化硅和氧化铝气凝胶隔热材料提出了更高性能和更低成本的使用要求。本书综述了氧化硅和氧化铝气凝胶隔热材料的制备方法及发展趋势，系统介绍了作者团队十余年以来创新气凝胶隔热材料制备方法，在更低热导率、更高强度、耐水湿环境、更高耐温疏水、更低成本等方面系列化气凝胶隔热复合材料的制备工艺、结构和性能表征等。

目录
“空天前沿技术丛书” 序一
“空天前沿技术丛书” 序二
前言
第1章 氧化硅和氧化铝气凝胶隔热材料的制备方法及发展趋势 1
1.1 氧化硅和氧化铝气凝胶隔热材料的制备方法研究进展 2
1.1.1 气凝胶隔热材料的红外遮光改性方法 2
1.1.2 气凝胶隔热材料的力学增强方法 7
1.1.3 气凝胶隔热材料的快速成型方法 12
1.2 氧化硅和氧化铝气凝胶隔热材料的制备方法发展趋势 15
1.2.1 基于工艺创新的高性能气凝胶隔热材料制备方法 15
1.2.2 基于简化工艺流程的低成本气凝胶隔热材料制备方法 16
1.2.3 基于非有机溶剂的气凝胶隔热材料制备方法 16
参考文献 17
第2章 基于溶胶红外遮光改性方法制备低热导气凝胶隔热复合材料 28
2.1 实验方法 28
2.2 SiO2-Fe2O3气凝胶隔热复合材料 28
2.2.1 SiO2-Fe2O3溶胶-凝胶的反应过程 28
2.2.2 SiO2-Fe2O3气凝胶的结构与性能 30
2.2.3 SiO2-Fe2O3气凝胶隔热复合材料的热导率 36
2.2.4 SiO2-Fe2O3气凝胶隔热复合材料的力学性能 37
2.3 Al2O3-SiO2-Cr2O3气凝胶隔热复合材料 40
2.3.1 Al2O3-SiO2-Cr2O3溶胶-凝胶的反应过程 40
2.3.2 Al2O3-SiO2-Cr2O3气凝胶的结构与性能 41
2.3.3 Al2O3-SiO2-Cr2O3气凝胶隔热复合材料的热导率 51
2.3.4 Al2O3-SiO2-Cr2O3气凝胶隔热复合材料的力学性能 52
2.3.5 Al2O3-SiO2-Cr2O3气凝胶隔热复合材料的耐温性能 54
参考文献 60
第3章 基于基体网络骨架强化方法制备高强度气凝胶隔热复合材料 63
3.1 实验方法 63
3.2 高强度SiO2气凝胶隔热复合材料 64
3.2.1 SiO2多孔陶瓷基高强度隔热复合材料 64
3.2.2 纳米网络骨架强化SiO2多孔陶瓷基隔热复合材料 77
3.3 高强度Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料 81
3.3.1 Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料的结构与性能调控 82
3.3.2 纳米网络骨架强化Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料 90
参考文献 96
第4章 基于水热辅助干燥方法制备耐水湿气凝胶隔热复合材料 98
4.1 实验方法 98
4.2 耐水湿SiO2气凝胶隔热复合材料 98
4.2.1 SiO2气凝胶隔热复合材料的耐水湿微纳结构构筑 98
4.2.2 耐水湿SiO2气凝胶隔热复合材料的制备工艺 101
4.2.3 SiO2气凝胶隔热复合材料的耐温和耐水湿性能 113
4.3 耐水湿Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料 129
4.3.1 Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料的耐水湿微纳结构构筑 129
4.3.2 耐水湿Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料的制备工艺 133
4.3.3 Al2O3-SiO2气凝胶隔热复合材料的耐温和耐水湿性能 149
参考文献 163
第5章 基于气相反应和涂层方法制备耐高温疏水气凝胶隔热复合材料 165
5.1 实验方法 165
5.2 SiO2气凝胶复合材料的气相反应疏水改性 166
5.2.1 HMDS气相反应疏水改性 166
5.2.2 PTES气相反应疏水改性 169
5.3 SiO2气凝胶复合材料的涂层疏水改性 177
5.3.1 刷涂和喷涂疏水改性 177
5.3.2 浸渍疏水改性 184
参考文献 189
第6章 基于常压浇筑成型方法制备低成本纳米隔热复合材料 191
6.1 实验方法 191
6.2 气相氧化硅基隔热复合材料 192
6.2.1 纤维种类对材料结构与性能的影响 192
6.2.2 纤维含量对材料结构与性能的影响 194
6.2.3 羟乙基纤维素含量对材料结构与性能的影响 194
6.2.4 白水泥含量对材料结构与性能的影响 196
6.3 氧化硅气凝胶基隔热复合材料 201
6.3.1 白水泥含量对材料结构与性能的影响 202
6.3.2 纤维含量对材料结构与性能的影响 207
6.3.3 去离子水含量对材料结构与性能的影响 209
6.4 气相氧化铝基隔热复合材料 214
6.4.1 去离子水含量对材料结构与性能的影响 214
6.4.2 铝酸盐水泥含量对材料结构与性能的影响 220
6.4.3 纤维含量对材料结构与性能的影响 224
参考文献 228
第7章 基于MTMS的常压干燥方法制备低成本气凝胶隔热复合材料 229
7.1 实验方法 229
7.2 水溶剂MTMS基SiO2气凝胶及其隔热复合材料 230
7.2.1 水溶剂MTMS基SiO2气凝胶 230
7.2.2 水溶剂MTMS基SiO2气凝胶隔热复合材料 238
7.3 乙醇-水溶剂MTMS基SiO2气凝胶及其隔热复合材料 248
7.3.1 乙醇-水溶剂MTMS基SiO2气凝胶 248
7.3.2 乙醇-水溶剂MTMS基SiO2气凝胶隔热复合材料 259
参考文献 266