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陶瓷气凝胶有望成航空新材

2019-02-22TBS信息中心

    近日,哈尔滨工业大学、兰州大学、美国加州大学洛杉矶?#20013;!?#21152;州大学伯克利?#20013;?#31561;高校研究人员共同合成出米层状结构的双曲线结构陶瓷气凝胶,该材料可以极大增强传统陶瓷气凝胶材料的各项性能,为解决陶瓷超轻结构的脆性问题,以及受热析晶问题提供了研?#20811;?#36335;,促进了陶瓷气凝胶在隔热、催化、能源、环境治理、航空航天等领域的应用。

  陶瓷气凝胶因其超轻、耐火、耐腐蚀、耐高温等特性,非常适合?#31859;?#33322;空航天领域的隔热材料,但其脆性、高温析晶、?#26085;?#22349;缩等问题严重制约了相关研究和应用。此次取得的研究成果基于5年的石墨烯气凝胶基础研究,并历时2年完成。据项目负责人、哈尔滨工业大学副教授徐翔介绍,项目前期的基础研究完成了石墨烯气凝胶的超弹性、负?#27492;殺取?#36229;轻、导电、流体行为、耗能行为等研究工作。在此基础上,研究团队采用在石墨烯气凝胶模板原?#24576;?#31215;陶瓷的CVD技术,并通过加热刻蚀模板的方法,使制备的陶瓷气凝胶不但具有负?#27492;?#27604;特性,并通过孔壁的“双壁”亚结构,同时实现了陶瓷气凝胶的负热膨胀特性,从而增强了陶瓷气凝胶的力学及热学等性能。

  徐翔表示,陶瓷气凝胶CVD的制备是研究的关键。为赋予陶瓷气凝胶柔韧性,控制孔壁壁厚,提高陶瓷气凝胶结晶性,并实现结构设计,研究人员历经了近千次的反复实验。此外,陶瓷气凝胶具有的超轻特性使得商用测量系统无法测试其导热系数,为此,研究团队搭建了专门的测?#21487;?#22791;,并进行了可靠性论证工作。

  研究人员表示,该项研究仅是一个开始,研究团队将继续研制更柔韧、能适应更高工作温?#21462;?#20855;有更低导热系数的陶瓷气凝胶超轻结构,以进一步促进陶瓷气凝胶在多领域的广泛应用。


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