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第1章 绪论 1

1.1 硅基气凝胶材料的结构与特点 1

1.1.1 气凝胶的研究现状及进展 1

1.1.2 气凝胶的种类 2

1.1.3 气凝胶的制备及机理 3

1.1.4 有机气凝胶的形成机理 3

1.2 硅基气凝胶材料的制备方法 4

1.2.1 溶胶-凝胶化学 6

1.2.2 干燥方法 8

1.3 硅基气凝胶材料的增强方法 11

1.3.1 气凝胶骨架增强 11

1.3.2 聚合物增强二氧化硅气凝胶 18

1.3.3 纤维增强二氧化硅气凝胶 24

1.3.4 气凝胶材料增强的发展趋势 27

第2章 溶胶-凝胶法制备硅基气凝胶材料 28

2.1 二氧化硅气凝胶 28

2.2 二氧化硅基增强气凝胶材料 30

2.2.1 引言 30

2.2.2 具有静电吸引相界面的聚合物增强气凝胶材料的制备 31

2.2.3 具有静电吸引相界面的聚合物增强气凝胶材料的性能表征 32

2.2.4 具有静电吸引相界面的聚合物增强气凝胶材料的孔结构 42

2.2.5 具有静电吸引相界面的聚合物增强气凝胶材料的热稳定性 47

2.3 埃洛石纤维增强二氧化硅气凝胶材料 55

2.3.1 埃洛石纳米管结构特点 55

2.3.2 温度对凝胶时间的影响 56

2.3.3 样品收缩率测定 57

2.3.4 比表面积及孔径比分析 58

2.3.5 微观形貌分析 59

第3章 前驱体转化法制备硅基气凝胶复合材料 62

3.1 概述 62

3.1.1 前驱体转化法 62

3.1.2 前驱体聚合物 63

3.2 聚硅氧烷陶瓷前驱体气凝胶及Si-C-O陶瓷气凝胶 65

3.2.1 制备原料 65

3.2.2 制备方法 65

3.2.3 交联聚硅氧烷气凝胶的形成和微观形貌 66

3.2.4 交联聚硅氧烷气凝胶的比表面积和孔结构 67

3.2.5 交联聚硅氧烷气凝胶的疏水性 68

3.2.6 交联聚硅氧烷气凝胶的热稳定性 70

3.2.7 不同温度热处理的聚硅氧烷气凝胶的红外谱图 71

3.3 聚硅氮烷陶瓷前驱体气凝胶及Si-C-N陶瓷气凝胶 72

3.3.1 引言 72

3.3.2 制备方法 73

3.3.3 溶剂浓度对聚硅氮烷气凝胶的表观性状和微观形貌的影响 74

3.3.4 交联聚硅氮烷气凝胶的比表面积和孔结构 76

3.3.5 Si-C-N陶瓷气凝胶的吸附性能 79

3.4 聚硼硅氮烷陶瓷前驱体气凝胶及Si-B-C-N陶瓷气凝胶 81

3.4.1 引言 81

3.4.2 制备方法 82

3.4.3 溶剂浓度对聚硼硅氮烷陶瓷前驱体气凝胶的表观性状和微观形貌的影响 83

3.4.4 聚硼硅氮烷陶瓷前驱体气凝胶的比表面积和孔结构 85

3.4.5 聚硼硅氮烷陶瓷前驱体气凝胶陶瓷化转变过程 86

第4章 前驱体转化法制备杂化硅基气凝胶复合材料 91

4.1 概述 91

4.2 含钛聚硅碳烷前驱体气凝胶与SiC-TiO2陶瓷气凝胶 92

4.2.1 引言 92

4.2.2 制备方法 92

4.2.3 超临界干燥温度和压力对气凝胶孔隙性能的影响 94

4.2.4 含钛聚碳硅烷气凝胶的裂解过程 96

4.3 含钛聚硅氮烷前驱体气凝胶与SiCN-TiO2陶瓷气凝胶 100

4.3.1 引言 100

4.3.2 制备方法 101

4.3.3 含钛聚硅氮烷气凝胶的形成过程 103

4.3.4 含钛聚硅氮烷气凝胶的微观形貌 104

4.3.5 含钛聚硅氮烷气凝胶的比表面积和孔结构 105

4.3.6 含钛聚硅氮烷气凝胶陶瓷化转变过程 106

4.4 含锆聚碳硅烷前驱体气凝胶与SiC-ZrO2陶瓷气凝胶 109

4.4.1 引言 109

4.4.2 制备方法 110

4.4.3 含锆聚碳硅烷气凝胶的形成过程 111

4.4.4 含锆聚碳硅烷气凝胶的微观形貌 113

4.4.5 含锆聚碳硅烷气凝胶的比表面积和孔结构 114

4.4.6 含锆聚碳硅烷气凝胶陶瓷化转变过程 115

4.5 含锆聚硅氮烷前驱体气凝胶与Si-C-N-ZrO2陶瓷气凝胶 118

4.5.1 引言 118

4.5.2 制备方法 119

4.5.3 含锆聚硅氮烷气凝胶的形成过程 120

4.5.4 含锆聚硅氮烷气凝胶的微观形貌 121

4.5.5 含锆聚硅氮烷气凝胶的比表面积和孔结构 122

4.5.6 含锆聚硅氮烷气凝胶陶瓷化转变过程 123

第5章 硅基气凝胶复合材料的应用进展 127

5.1 硅基气凝胶在建筑保温隔热方面的应用进展 127

5.1.1 二氧化硅气凝胶玻璃 127

5.1.2 二氧化硅气凝胶隔热涂料 129

5.1.3 二氧化硅气凝胶纤维复合材料 129

5.1.4 二氧化硅气凝胶毡和气凝胶板 130

5.1.5 二氧化硅气凝胶混凝土和砂浆 131

5.1.6 建筑保温体系 132

5.2 硅基气凝胶红外阻隔材料研究进展 133

5.2.1 炭黑／二氧化硅气凝胶 134

5.2.2 TiO2／二氧化硅气凝胶 134

5.2.3 六钛酸钾／二氧化硅气凝胶 135

5.2.4 其他红外遮光剂 136

5.3 硅基气凝胶在航空航天领域的应用进展 137

5.3.1 在空间探索中的应用 137

5.3.2 太空高速粒子防护 138

5.3.3 天体物理研究 139

5.3.4 梯度密度气凝胶在空间探索中的应用 139

参考文献 141