气相二氧化硅对纤维块体保温性能的影响
石英纤维高温变硬的原因
石英纤维高温变硬的原因石英纤维是一种高温耐火材料，其具有优异的化学稳定性和高温抗性能。
石英纤维在高温环境下常常被用作隔热材料和保温材料，广泛应用于冶金、化工、航天等领域。
然而，我们经常听说石英纤维会在高温下变硬。
那么，石英纤维高温变硬的原因是什么呢？要理解石英纤维高温变硬的原因，首先需要了解石英纤维的结构和性质。
石英纤维的化学成分是SiO2，也就是二氧化硅。
它通常由二氧化硅的高纯度原料通过高纯度气相沉积或湿法纤维化制备而成。
石英纤维的晶型为α-石英，是典型的四方晶系晶体。
其晶胞结构呈现出笼状的结构，硅原子和氧原子通过共价键相连，形成密集的结构。
石英纤维的主要特点是高温稳定性和抗腐蚀性。
原因在于石英纤维中的硅-氧化学键具有非常高的键能，能够在高温下维持结构稳定。
此外，石英纤维的结晶结构使其能够承受较高的机械应力。
然而，在高温环境下，石英纤维会发生一些变化，导致其变硬。
石英纤维高温变硬的原因有以下几个方面：1. 热力学因素：石英纤维在高温下会发生相变。
在室温下，石英纤维属于α相，但在高于573摄氏度时会发生相变，转变为β相。
β相石英纤维比α相更稳定，具有更高的熔点和更高的硬度。
因此，当石英纤维暴露在高温环境下时，会发生相变并变硬。
2. 晶格重排：在高温下，石英纤维的晶格结构可能发生重排。
晶格重排会导致晶胞的尺寸和排布发生变化，从而影响石英纤维的硬度。
石英纤维的晶胞结构变得更加致密，硅-氧化学键的密度增加，从而提高了石英纤维的硬度。
3. 晶体缺陷的形成：在高温下，石英纤维晶体内部可能会形成一些缺陷。
例如，晶格点缺陷、位错和晶界等。
这些缺陷会导致晶格结构的失真和变形，使石英纤维变得更加坚硬。
此外，石英纤维中可能含有一些杂质，这些杂质也会影响石英纤维的硬度。
4. 熔化和再结晶：当石英纤维暴露在极高温度下时，可以发生石英纤维的熔化和再结晶过程。
在这个过程中，原本有序排列的晶胞结构被打乱并重新排列。
石英纤维熔化后再重新结晶，会形成一种更加致密和坚硬的晶体结构。
气相二氧化硅的用途
气相二氧化硅的用途1.光纤制造:气相二氧化硅是光纤制造的关键材料。
通过化学气相沉积(CVD)方法，可以将气相二氧化硅沉积在光纤的芯和包层上，形成光传输的结构。
气相二氧化硅具有良好的光学性能和机械强度，使得光纤能够有效地传输光信号。
光纤广泛用于通信、医疗设备、工业检测等领域。
2.微电子制造:气相二氧化硅是微电子制造过程中常用的绝缘层材料。
通过CVD方法制备的气相二氧化硅可以在半导体芯片上形成绝缘层，用于隔离和保护电子器件。
气相二氧化硅具有优异的绝缘性能和化学稳定性，可以在高温和高压的环境下运行，并提供良好的电子隔离和保护。
3.涂料和陶瓷:气相二氧化硅可用作高温涂料和陶瓷的添加剂。
将气相二氧化硅粉末添加到涂料或陶瓷中，可以提高其耐磨损性、耐高温性和化学稳定性。
气相二氧化硅可以填充涂料和陶瓷的微观孔隙，增强其强度和硬度，同时提供抗腐蚀和防腐能力。
4.光学涂层:气相二氧化硅广泛用于光学涂层的制备。
在太阳能电池、LED灯、激光器等光学设备中，涂层是提高光传输效率和控制光学性能的重要组成部分。
气相二氧化硅可以形成高透明、低反射的涂层，有效地提高光学设备的效率和性能。
5.高温隔热材料:由于气相二氧化硅具有优异的热稳定性和低导热性能，因此被广泛应用于高温隔热材料的制备中。
将气相二氧化硅制备成纤维或薄膜，可以用于炉窑绝缘、高温管道隔热、火箭发动机隔热等高温环境中，有效地减少能量损失和材料熔化的风险。
此外，气相二氧化硅还可用于制备陶瓷纤维、防火材料、催化剂载体等。
随着科学技术的进步和应用需求的增加，气相二氧化硅的用途还在不断扩展和创新。
二氧化硅纳米纤维气凝胶 冷冻干燥
二氧化硅纳米纤维气凝胶冷冻干燥二氧化硅纳米纤维气凝胶（Silica Nanofiber Aerogel）是一种具有极高孔隙率和低密度的材料，具有出色的保温性能和吸附能力。
冷冻干燥是一种常用的制备气凝胶的方法，可以在保持材料结构完整性的同时去除水分，使其具备良好的保温性能。
冷冻干燥是一种将高水分含量的材料在低温下迅速冷冻，并通过低压下的升华过程去除水分的方法。
在制备二氧化硅纳米纤维气凝胶时，首先需要通过电纺丝技术制备出纳米纤维的网络结构。
然后，将纳米纤维样品放入冷冻机中进行快速冷冻，使纳米纤维在瞬间形成具有网状结构的冰晶。
接下来，将冷冻样品置于真空环境中，通过升华的方式将冰晶转变为水蒸气，从而去除纳米纤维中的水分。
最后，得到的二氧化硅纳米纤维气凝胶样品可以进行热处理以增强其结构稳定性和保温性能。
二氧化硅纳米纤维气凝胶由于其特殊的结构和化学性质，在许多领域都有着广泛的应用。
首先，由于其极高的表面积和孔隙率，二氧化硅纳米纤维气凝胶可以用于吸附剂和催化剂的载体材料。
其大量的微孔和介孔结构可以提供更多的吸附位点，使其在吸附和分离领域具有潜在的应用前景。
其次，由于其低密度和良好的保温性能，二氧化硅纳米纤维气凝胶可以用作建筑和航天领域的保温材料。
其独特的孔隙结构可以阻止热传导，有效降低能量损失。
此外，二氧化硅纳米纤维气凝胶还可以用于声学、光学和电子领域，如声学吸声材料、光学传感器和柔性电子器件的基底材料等。
冷冻干燥法制备的二氧化硅纳米纤维气凝胶具有许多优点。
首先，冷冻干燥过程中的快速冷冻可以防止水分在纳米纤维中形成大的冰晶，从而保持纳米纤维的结构完整性。
其次，冷冻干燥过程中的升华可以使纳米纤维中的水分以气体形式去除，从而避免了传统干燥方法中可能引起的纳米纤维收缩或变形。
此外，冷冻干燥法还可以制备出具有均匀孔隙结构和较大比表面积的二氧化硅纳米纤维气凝胶，从而提高其吸附和保温性能。
然而，冷冻干燥法也存在一定的局限性。
气相二氧化硅的应用
气相二氧化硅的应用气相二氧化硅是一种具有广泛应用前景的材料，可以用于多个领域的技术发展和工业生产。
本文将介绍气相二氧化硅的制备方法、物性特点以及其在电子、能源、医疗和环境领域的应用。
首先，气相二氧化硅的制备方法主要包括化学气相沉积(CVD)、热氧化法和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
其中，CVD法是最常用的制备方法之一，通过在高温下将硅前体化合物和氧气反应生成气相二氧化硅，并在基底上进行沉积。
PECVD法具有比CVD法更高的沉积速率和更低的工艺温度，适用于一些对温度敏感的衬底材料。
气相二氧化硅具有一系列优异的物性特点，包括高比表面积、较好的热稳定性和化学稳定性、可调控的孔隙结构以及良好的机械性能。
这些特点使得气相二氧化硅在多个领域都有广泛的应用。
在电子领域，气相二氧化硅可用于制备微电子器件中的绝缘层和电隔离层。
其高介电常数和低介电损耗使其成为一种理想的绝缘材料，用于提高绝缘层的性能和减小绝缘板的尺寸。
此外，气相二氧化硅还可应用于光学薄膜、光纤通信和微纳加工等领域。
在能源领域，气相二氧化硅可以用于制备高效的太阳能电池。
其高比表面积和调控的孔隙结构可以提供更大的活性表面面积和更好的吸收光线能力，从而增强光电转换效率。
此外，气相二氧化硅还可用于电池隔膜的制备和储能设备的改进。
在医疗领域，气相二氧化硅可用于制备生物医用材料和药物递送系统。
其生物相容性和可调控的孔隙结构可以实现对细胞生长的促进和药物的控制释放。
此外，气相二氧化硅还可以用于生物传感器、组织工程和生物成像等应用。
在环境领域，气相二氧化硅可用于制备高效的吸附材料和过滤器。
其高比表面积和较好的化学稳定性可以提供更大的接触面积和更好的吸附性能，从而用于水处理、气体分离和空气净化等应用。
此外，气相二氧化硅还可以用于污染物检测和环境监测。
综上所述，气相二氧化硅是一种应用潜力巨大的材料，具有丰富的物性特点和多样的应用领域。
随着技术的不断发展和改进，相信气相二氧化硅在未来会有更广阔的应用前景。
sio2 气凝胶隔热保温涂料的研究及保温结构优化设计
sio2 气凝胶隔热保温涂料的研究及保温结构优化设计sio2 气凝胶隔热保温涂料的研究及保温结构优化设计【导言】SIO2 气凝胶是一种具有优异隔热性能的高新材料，广泛应用于建筑、航天、电子等领域。
本文将对 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的研究进展进行深入探讨，并提出相应的保温结构优化设计。
一、SIO2 气凝胶隔热保温涂料的研究进展1. SIO2 气凝胶的基本性质SIO2 气凝胶是由二氧化硅微粒形成的多孔隔热材料，具有低热导率、高抗压强度和良好的化学稳定性。
这些特性使其成为一种理想的隔热材料。
2. SIO2 气凝胶隔热保温涂料的制备方法目前，制备 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的方法主要包括溶胶凝胶法、超临界干燥法和表面改性法。
其中，溶胶凝胶法是常用的制备方法，通过控制溶胶凝胶反应过程中的条件（如温度、浓度等），可以调节气凝胶的结构和性能。
3. SIO2 气凝胶隔热保温涂料的应用领域SIO2 气凝胶隔热保温涂料广泛应用于建筑、航天、电子等领域。
在建筑领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以提高建筑物的隔热性能，减少能源消耗。
在航天领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以保护航天器免受高温和低温的影响。
在电子领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以提高电子产品的稳定性和可靠性。
二、保温结构优化设计1. 多层结构设计针对不同的使用环境和要求，可以采用多层结构设计来优化 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的性能。
通过添加不同材料的层次，可以提高隔热性能，并增加涂层的稳定性和耐久性。
2. 涂层厚度优化涂层的厚度对隔热性能有着重要影响。
通过精确控制涂层的厚度，可以在保证隔热效果的同时减少材料浪费。
3. 界面处理优化涂层与被涂物的界面处理对隔热性能也有一定影响。
通过选择适当的界面处理方法，可以提高涂层的附着力和隔热效果。
三、对 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的观点和理解SIO2 气凝胶隔热保温涂料作为一种具有优良隔热性能的新材料，对于提高建筑、航天、电子等领域的能效和节能具有重要意义。
气相二氧化硅性能介绍
气相二氧化硅，分子式:SiO2.白色蓬松粉沫，多孔性，无毒无味无污染，耐高温。
同时它具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性，橡胶改良后强度提高数十倍。
液体系统、粘合剂、聚合物等的流变性与触变性控制、用作防沉、增稠、防流挂的助剂、HCR与RTV-2K硅酮橡胶的补强、可用来调节自由流动和作为抗结块剂来改善粉末性质等等。
目录介绍制备特性应用介绍制备特性应用展开英文名：Silicon Dioxide国外同类商品名：Airosilk气相二氧化硅（气相白碳黑）是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。
并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。
制备化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。
反应式为：SiCl4＋ 2H2＋ O2—>SiO2＋4HCl。
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
气相法二氧化硅在胶衣树脂中的性能研究
气相法二氧化硅在胶衣树脂中的性能研究通过气相法二氧化硅在胶衣树脂中的应用实验，重点研究影响不饱和树脂触变性和黏度的因素。
同时测定树脂浇铸体的各项力学性能并讨论了影响该性能的因素。
此外，将国产的气相法二氧化硅与国外的同类产品进行比较。
标签：气相法二氧化硅；胶衣树脂；触变性据中国UPR（不饱和树脂）行业协会对全国120多家树脂企业的统计，全国UPR产量达到115万吨。
目前，胶衣树脂的应用十分广泛，当制造大型的玻璃钢制品例如大型船舶、大型冷却塔、大型管道时，触变树脂是最佳选择。
需要指出的是，国外的树脂一般都具有良好的触变性，而国内的树脂一般触变性很差，所以国内一些要求较高的企业选择了进口树脂以达到自己的要求。
国内树脂出现这种现象主要的问题一是材料的选择。
随着树脂产品的开发，例如乙烯基树脂、环氧改性树脂、透明胶衣等的开发，单一的亲水性气相法二氧化硅（比表面积为200m2/g）已不能满足用户的需要，所以必须向用户推荐更适合的产品。
一般而言，气相法二氧化硅有亲水性和疏水性两大类。
对于通用的邻苯型和间苯型不饱和树脂而言，一般使用亲水性的产品。
而对于极性树脂而言，建议使用疏水性产品。
此外，气相法二氧化硅的比表面积、树脂中苯乙烯含量、助剂、钴盐以及透明要求、添加顺序等对气相法二氧化硅的使用也有相当大的影响。
在此希望用户在使用气相法二氧化硅时，多询问供应商，以便选用更合适的材料和工艺。
二是分散。
确保气相法二氧化硅在树脂中获得适当的分散是让其有效发挥作用的关键，分散设计越好，则有效性越好。
资料表明，胶衣树脂可使用亲水型气相法二氧化硅，它具有极小颗粒粒径（原生颗粒粒径7－45nm）和极大比表面积（200-380m2/g）。
针对这一现状，本文主要介绍气相法二氧化硅在树脂中的应用实验，研究影响不饱和树脂触变性和黏度的因素。
同时测定树脂浇铸体的各项力学性能并讨论了影响该性能的因素。
1 试验部分（1）实验用原材料及配方。
196不饱和聚酯树脂、德国气相法二氧化硅N20及沈阳化工股份有限公司气相法二氧化硅AS—200及AS—380、乙二醇（AR）、有机硅氧烷分散剂、消泡剂、过氧化甲乙酮和环烷酸钴。
气相二氧化硅隔热板特点
气相二氧化硅隔热板特点研究了这么久气相二氧化硅隔热板的特点，总算发现了一些门道。
首先呢，这气相二氧化硅隔热板的隔热性能那是相当厉害。
就好比你在大夏天的时候，外面太阳暴晒，地面都烫脚了，但是你要是有一个用这种隔热板隔起来的小空间，就像在那里面撑起了一把超级厉害的隔热伞，里面的温度要比外面低得多呢。
而且它隔热不是说只有一点点效果，是能够很大程度上隔绝热量传递的。
我就想啊，这要是用在房屋建造上，那空调电费都能省不少呢。
还有啊，它的结构好像很特别。
我就琢磨着它里面的二氧化硅颗粒啊，是不是就像一个个小小的卫兵，排列得密密麻麻的，把热量严严实实地给挡住了呢。
这个我不是特别确定，但是从肉眼看着它，就感觉它的结构肯定有什么奥秘在里面。
气相二氧化硅隔热板还很轻便。
你拿在手里感觉轻飘飘的，不像有些传统的隔热材料，又重又笨。
这要是在一些需要随时组装和移动的场合就很方便了啊。
比如说那种临时的活动板房之类的，要是用上这个隔热板，在运输过程中就轻松多了，也不需要太大的力气去安装。
另外啊，这东西好像还很耐用。
我看有的地方用了好长一段时间，也没见它有什么损坏之类的。
就像那种很坚韧的布料似的，风吹雨打都不怕。
不过我也有点疑惑，这种耐用性到底能持续多久呢是不是几十年都不会坏啊这得再观察观察。
我之前还以为这气相二氧化硅隔热板会很容易受潮或者发霉呢，后来才发现自己错得离谱。
好像它不怕潮湿的环境，完全没有那种受潮发霉的迹象。
就好比在南方那种梅雨季节，它就像个处变不惊的硬汉，湿气根本影响不了它。
哦对了，它的防火性能似乎也不错。
虽然我没有亲眼看到它在火灾里的表现，但是根据一些资料和周围人的说法，就像在火海里它能起到一定的防护作用似的。
就跟在危险面前竖起了一道保护墙一样。
总之啊，气相二氧化硅隔热板这些特点真的很让我吃惊，当然还有很多其他特性等着我去发现呢。
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２０１７ ｆｌ ４ 第４２卷第２期 耐火与石灰 ・５９・
气相二氧化硅对纤维块体保温性能的影响 摘 要：牲予性能对采用气相二氧化硅制备的先进保温板材料的性能产生舣大影响 ．本史 要研充了康水或疏 水 粒 对保黼板导热 ｔＯ－．ｚ ， １２．和抗折强度的影响，采用亲水性粒ｆ 制备的保温材料具有较高热导率相强 ，而采用疏 水柑子制衙的保温材料拥有低热导率，热导率在０．０２Ｗ・（ｍＫ） 以下，其热导率的鼍别中要取决 同桕柑１＇。热导 牢降低和抗弯强度增大与保温板中粒子之间的结合条件有关．． 关键词：短合材料；热导率；绝缘体；纤维；气相二氧化硅 中图分类号：ＴＱ１７５．７ｌ１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—７７９２（２０１７）０２—００５９—０４
ｌ 引言 随着 能减排等问题的口益突出，迫切需要一 种高性能的保温绝热材料。通过超临界干燥法制备 的二氧化硅气凝胶拥有纳米级气孔结构，具有极低 的热导牢，被视为最有前景的保温材料。然而二氧 化碓气凝胶绝热材料存在脆性大和高温环境下保温 能力降低等一系列严重缺陷。 近年来，气相二氧化硅被应用于保温绝热板材 料 ｛１，气卡ｆ】二氧化硅块体热导率接近于二氧化硅气 凝胶保温材料的热导率，气相二氧化硅块体具有高 ＇Ｌ－ｆＬ牢和纳米级空隙结构。为了提高块体的机械性 能．将玻璃纤维引入到块体中。科研人员研究开发 ｒ一种纤维增强气相二氧化硅块体的干燥方法。首 先， 玻璃纤维表面包覆纳米二氧化硅颗粒，形成二 氧化硅／纤维复合材料，然后将混合物压实制备绝热 保温板。通过采刚合理的机械处理工艺，纳米级气 孔被保馏下来。这种气相二氧化硅包覆纤维的方 法．实现ｒ纤维与纤维结合的最小化，块体内部形成 Ｊ 高度均匀分散的玻璃纤维． 为ｒ控制材料在高温 环境下的热导率，ＳｉＣ颗粒被引入到块体中，来减少 块体的热辐射牢，而颗粒性能对保温材料性能的影 响还小明确 ． 企文使，｝ｆｊ亲水和疏水性气相二氧化硅，并对其 进行表ｆｌ ，研究其表面特性对保温绝热板热导率和 强度的影响
２ 实验 本实验使用的原料为亲水性气相二氧化硅粉 末、疏水性气相二氧化硅粉末、玻璃纤维和ＳｉＣ粉 木 亲水性和疏水性气相二氧化硅的比表面积使用 ＢＥＴ方法测试，其值分别为３００ｍ ・ｇ 和２５０ｍ ・ｇ一， 粒径分别为ｌ０ｎｍ和ｌ２ｒｉｍ。本实验使用的气相二 氧化硅表现出三维纳米级链状聚合结构，具有几十 纳米的间隙空间。采用碱含量小于１％的硼硅酸铝 玻璃纤维增强保温板材料，其直径和长度分别为 １０ Ｈ１和３ｍｉｌｌ，如图１所示。使用ＳｉＣ颗粒减少块 体的热辐射，其平均粒径３．３Ｉｘｍ（激光粒度分析）， 颗粒形貌如图２所示。 图１ 玻璃纤维的纤维结构 图２碳化硅颗粒的纤维 实验混合粉末的化学组成如表１所爪。混合粉 末（１００ｇ）的质量比为气相二氰化硅（亲水性或疏水 性）：玻璃纤维：ＳｉＣ粉末＝６０：２０：２０，采用细磨机对 物料进行机械混合，混合时间为１０ｍｉｎ。细磨机中 转子与膛壁之间有一定间隙。尽管没有研磨介质， 当转子旋转时，物料可以通过压力和剪切力被挤压 进入空隙中。转子与膛壁之间有间隙为３ｍｍ，转子 转速１ ０００ｒ・ｍｉｎ～。机械加工后，得到气相二氧化 ・６Ｏ・ ＲＥＦＲＡＣＴＯＲＩＥＳ＆Ｉ ＩＭＥ Ａｐｒ．２（）１ ７ ＶＯｌ ４２ ＮＯ ２
硅／玻璃纤维细粉混合物。使用红外光谱仪榆测干ｕ 表征物料机械混合前后的红外透射率，用于湃价混 合物的表面特征。
表１绝热板化学组成
室温下对物料进行 轴加压成型，成型压力为 ２ＭＰａ，试样规格１００Ｉｎ１３１×１５０ｒａｍ ｘ １Ｏｍｍ。物料住 机械加工和成型过程中的温度和湿度分别约为 ２５℃和５０％。通过扫描电镜观察试样的显微结构。 通过测量试样的体积和质量计算试样的表观密度和 气孑Ｌ率，每个组成测试３个试样。另外，为¨ｒ检测表 面疏水基团对制品性能的影响，对采用疏水二氧化 硅制备的试样进行４００￣（２保温１２ｈ热处理，热处理 后使用红外光谱分析疏水二氧化硅表面的ＣＨ 基团 是否会在４００￣Ｃ下分解。 在室温下使用万能试验机测试试样的三点抗折 强度，试样规格１０ｒａｍ Ｘ ３０ｒａｍ ｘ ｌＯＯｍｍ，压头的行进 速度为１ｍｍ・ｒａｉｎ一，跨距为８０ｍｍ，强度试验每组测 试３个试样。保温板的热扩散系数使用循环加热法 测试，使用冷却法测试比热容。１００～６００￣（２的热导 率可以通过热扩散系数、比热容和密度计算，每块保 温板重复测量３次，分别在常压条件下和真窄条件 下计算绝热板的热导率。常压条件下利用公式（１） 计算具有纳米结构块体的热导率。 Ａ＝Ａｐ＋ＢＴ ／ｐ＋Ａ （１） 式中：Ｐ为试样的体积密度，单位ｋｇ・ｉｎ一；Ｔ为绝对 温度，单位Ｋ；Ａ 为气体热导率，单位Ｗ・（ｍＫ）；Ｂ 为辐射系数。真空条件下绝热板的热导率利用公式 （２）计算。 Ａ ＝Ａｐ＋日 ／ｐ （２） 通过绝对温度三次方和真空条件下热导率可画 出曲线，曲线的截距为＿４ｐ，斜率为日／ｐ，其中Ａ和曰 可通过实验方法得出。由于在真 条件下和常压条 件下块体的热导率不同，块体中纳米级气孔中的气 体决定了块体的热导率。
３ 结果 图３示 了机械加工后亲水性和疏水性气相二
氧化硅包覆玻璃纤维的电镜图片。由 ¨ 知， ＿｝１ 二氧化硅粒子很好的包覆于玻璃纤维农 ，使用亲 水性二氧化硅的包覆层厚度要大于使用疏水性 氧 化硅的包覆层厚度． 宗水性二氧化硅首先包役于玻 璃纤维表面，然后在机械加１ 过 Ｉｆ】，其他二氧化硅 附着在先前的包覆层 使得包覆层厚度较大 对使用疏水性二氧化硅而言，机械加 处理后ｊＪ ｒ 在很薄的一层包覆于玻璃纤维农而
ａ）亲水性¨二氧化硅 【Ｉ¨疏水性 钮化胩 图３ 纤维／二氧化硅复合材料的显微结构
表２示出了纤维气相二氧化硅块体的表观衔俊 和气孔率。由表可知，所有试样的丧观密度大约 ４００ｋｇ・ｍ～，而相对心的气孔率则大于８５％。书研 究开发了这种高气孔率轻质块体的制备技术．
表２ 气相二氧化硅纤维材料的密度和抗折强度 表观密度／（ｓ ＦＩ）） 气扎率 抗折强度 ／（ｋｇ・『ｆＪ ） ／（Ｓｑ、Ｄ）／％ ／（Ｓ＇Ｉ’Ｄ）／Ｍｆ’
亲水性二氧化硅块体４０５／（４ ０）８５ ５／（０ Ｉ ５）（）３０／（０ ００７） 疏水性■氧化硅块体３９５／（３．６）８５ ９／【０ Ｉ ２）（）０３／（（１ ００Ｉ）
ｓ ｓ ８６．３／（０，２１ 注：ＳＴＤ代表标准偏差
罔４（ａ）和（１ ）示 ｊ－不同温度下 卡Ｈ 氧化碓 块体在真空下和常爪条件下的热导 …ｌ冬１ ４（ａ）ｒｌｌ‘ 知，所有试样的热导率均低ｊ ０．０３ ｌ Ｗ・（ＩＩ１Ｋ）‘，常 压条件下随着温度的升高（１００～６００ ），热导苹仔 在微小的变化，该热导率与二氧化硅气凝胶的热导 率数值相近。使用疏水性气卞｝ｊ二氧化砖制备的块体 在３００。（＝以下的热导率极小，为０．０ｌ ８Ｗ・（１１１Ｋ） 尽管当温度增ＪＪｎ到４【）（】 时块体的热导牢略仃增 ２０１７年４月 第４２卷第２期 耐火与石灰 ・６１・
加，但是其热导率仍然低于使用亲水性气相二氧化 硅制备块体的热导率。由图４（ｂ）可知，试样在真空 条件下的热导率要小于在常压条件的热导率。 图４不同环境气相二氧化硅材料的热导率 由表２可知，亲水性气相二氧化硅块体的抗折 强度达到０．３ＭＰａ，与传统的气相二氧化硅块体相 比，亲水性气相二氧化硅试样的强度可以满足机械 工程要求。然而，疏水性气相二氧化硅块体的抗折 强度只有０．０３ＭＰａ，远远低于亲水性气相二氧化硅 块体的强度，在４００￣Ｃ保温１２ｈ后其强度增加到 ０．０８ＭＰａ。这意味着气相二氧化硅表面的官能团对 块体强度具有重要影响。 图５示出了亲水性二氧化硅块体机械加工前后 的红外投射比。机械加工后试样中存在更多的ｓｉ— Ｏ键。早期研究表明，若实现氧原子与单晶硅片结 合成Ｓｉ—Ｏ键需要在７００℃以上的氧化气氛下完成。 然而本研究在室温就形成了Ｓｉ—Ｏ键。机械加工过 程中机械力可能在颗粒间产生局部高温。也有研究 表明机械加工过程中的局部高压力有助于相转变。 因此，局部高温和局部高压会对颗粒产生影响，并形 成Ｓｉ—Ｏ间的化学结合。然而在疏水性气相二氧化 硅混合物中不存在这种情况。
圈５含有亲水性二氧化硅机械加工前后的红外投射比 ４ 讨论 为了分析使用亲水性和疏水性气相二氧化硅制 备块体的热导率，需要了解以下３个部分内容：固体 传热、热辐射影响和气体传热。图６示出了真空条 件下绝对温度的三次方（Ｋ ）与块体的热导率之间关 系曲线。由图可知，二者呈线性关系。根据公式（２） 可知，曲线的截距为Ａｐ，斜率为Ｂ／ｐ，由密度可以得到 Ａ和Ｂ值，表３所示为块体Ａ、Ａｐ和Ｂ的系数。
薹 妻 ＊ 羹
图６真空条件下绝对温度（ ）的三次方与气相二氧化硅 纤维块体热导率之间的关系
表３块体Ａ和曰系数
注：ＳＴＤ代表标准偏差。 由表３可知，使用亲水性二氧化硅制备块体的 “Ａ”系数要远大于使用疏水性二氧化硅制备块体的 “Ａ”系数， 值大约是使用疏水性二氧化硅制备块 体的两倍。固相热导率会影响二者试样的热导率。 然而，Ｂ系数与辐射传热有关，图７为 与检测 温度之间的关系图。由图可知，在３００￣Ｃ以下
三 ＩⅢ 毒】，碍蹄豢 ［Ｉ－（ Ⅲ）毒】，醉蹄赣