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水玻璃为源的超疏水型SiO_2气凝胶块体制备与表征 被引量：16
1
作者 刘光武 周斌 +3 位作者 倪星元 沈军 杜艾 祖国庆 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期160-164,共5页
采用廉价的水玻璃为硅源,通过乙醇溶剂替换及六甲基二硅醚和盐酸混合液对湿凝胶的表面基团改性,常压干燥出疏水介孔的SiO2气凝胶块体。制得的SiO2气凝胶块体具有超疏水性,在0～400℃附近,疏水角约155°～130°,其密度为80～200 ... 采用廉价的水玻璃为硅源,通过乙醇溶剂替换及六甲基二硅醚和盐酸混合液对湿凝胶的表面基团改性,常压干燥出疏水介孔的SiO2气凝胶块体。制得的SiO2气凝胶块体具有超疏水性,在0～400℃附近,疏水角约155°～130°,其密度为80～200 mg/cm3,比表面积为568 m2/g,孔体积为2.9cm3/g,其室温下的热导率为0.026W/(m K)。 展开更多
关键词 二氧化硅气凝胶 水玻璃 超疏水 低热导率
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块体气凝胶的通用制备方法进展 被引量：17
2
作者 杜艾 周斌 +4 位作者 沈军 归佳寅 刘春泽 范广乐 张志华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1006-1013,共8页
传统溶胶凝胶法、环氧化物法和无机分散溶胶凝胶法是3种用于制备氧化物气凝胶的通用方法,在各自适用范围内均有重要意义。对于块体气凝胶的制备,传统溶胶凝胶法的工艺和理论成熟但制备范围较窄,环氧化物法制备范围广却存在着气凝胶的密... 传统溶胶凝胶法、环氧化物法和无机分散溶胶凝胶法是3种用于制备氧化物气凝胶的通用方法,在各自适用范围内均有重要意义。对于块体气凝胶的制备,传统溶胶凝胶法的工艺和理论成熟但制备范围较窄,环氧化物法制备范围广却存在着气凝胶的密度较高、易于收缩、难以成型等缺点,且难以适用于低价态元素氧化物块体气凝胶的制备。无机分散溶胶凝胶法的制备范围则非常广,它采用金属无机盐为前驱体,低分子量聚丙烯酸为分散剂与引导剂,结合传统溶胶凝胶法与环氧化物法,辅以超临界流体干燥和热处理工艺,一步反应即可获得具有密度较低、成型性好、强度较高、杂质易去除等特点的块体气凝胶。该方法可广泛应用于多族多周期块体气凝胶的制备,在气凝胶的制备与应用领域将拥有广阔的前景。 展开更多
关键词 气凝胶 块体 无机分散溶胶凝胶法
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用光纤传感器测量金属丝的杨氏模量 被引量：11
3
作者 叶天明 周颖东 +5 位作者 潘宁 张志华 方恺 赫丽 杜艾 王晓栋 《物理实验》 2015年第12期36-38,42,共4页
对测量金属丝的杨氏模量实验进行改进,采用光纤传感器来代替光杠杆,通过测量发射-接收探头与平面镜之间的距离测量已知加载情况下金属丝的微小伸长,从而得到金属丝的杨氏模量.
关键词 光纤传感器 杨氏模量 光杠杆
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空间探索用梯度密度气凝胶的合成与应用进展 被引量：9
4
作者 杜艾 周斌 +5 位作者 钟艳红 李宇农 归佳寅 沈洋 沈军 吴广明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期961-970,共10页
气凝胶是空间探索领域的关键功能材料。系统介绍了单一密度气凝胶和梯度密度气凝胶材料的分类、合成方法、复合工艺、特殊性能及其在空间探索领域的应用。其中,梯度密度气凝胶材料的合成是国际上的技术难点,笔者结合自身研究将其复合方... 气凝胶是空间探索领域的关键功能材料。系统介绍了单一密度气凝胶和梯度密度气凝胶材料的分类、合成方法、复合工艺、特殊性能及其在空间探索领域的应用。其中,梯度密度气凝胶材料的合成是国际上的技术难点,笔者结合自身研究将其复合方式分为早期方法、分层粘贴法、逐层凝胶法和梯度溶胶共凝胶法,揭示了梯度气凝胶应遵循由单位深度的低差异到高差异、由分层梯度到连续梯度(界面消除)、由低控制精度向高控制精度、由均匀梯度向任意设计梯度的发展规律;并基于梯度密度气凝胶在高速粒子捕获、高效保温隔热与切伦科夫探测等方面的特殊应用,对梯度气凝胶成分和特性(密度、折射率和热导率等)的梯度分布提供了功能化设计。 展开更多
关键词 梯度密度 气凝胶 空间探索 功能材料 合成 应用
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ICF用铜基低密度气凝胶靶材料研制 被引量：9
5
作者 杜艾 李宇农 +5 位作者 周斌 吴越华 肖淑芳 刘春泽 沈军 倪星元 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期794-798,共5页
过渡金属基气凝胶是惯性约束聚变实验中靶的候选材料。以无机铜盐CuCl2的醇溶液为前驱体，采用聚丙烯酸为分散剂，环氧丙烷为凝胶促进剂，通过溶胶-凝胶工艺制备了柱状铜基醇凝胶。铜基醇凝胶经CO2超临界流体干燥后即可得到浅绿色柱状... 过渡金属基气凝胶是惯性约束聚变实验中靶的候选材料。以无机铜盐CuCl2的醇溶液为前驱体，采用聚丙烯酸为分散剂，环氧丙烷为凝胶促进剂，通过溶胶-凝胶工艺制备了柱状铜基醇凝胶。铜基醇凝胶经CO2超临界流体干燥后即可得到浅绿色柱状铜基气凝胶靶材料，材料密度为120～150mg／cm3。由扫描电子显微镜对气凝胶的微结构分析可知，该样品呈现由纳米级球形颗粒均匀堆积而成的网络结构。红外光谱、X射线衍射图谱和X射线荧光光谱的结果表明，样品结晶部分的成分主要为斜方晶Cu2^2＋Cl（OH）3，而无定形部分的成分为水合氢氧化铜。 展开更多
关键词 铜基 气凝胶 环氧丙烷 聚丙烯酸
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基于微波分光计的谢乐公式验证实验 被引量：7
6
作者 庄世豪 顾旻瑜 +2 位作者 杜艾 张志华 方恺 《大学物理》 北大核心 2016年第7期37-41,共5页
利用微波分光计和模型来验证谢乐公式.首先对谢乐公式进行无近似修正,以满足本实验的要求;再使用微波分光计,模仿XRD测量方法,对模型进行测量,对所得结果进行分析后,发现其定性地符合谢乐公式所描述规律;随后利用数据处理软件进行数据处... 利用微波分光计和模型来验证谢乐公式.首先对谢乐公式进行无近似修正,以满足本实验的要求;再使用微波分光计,模仿XRD测量方法,对模型进行测量,对所得结果进行分析后,发现其定性地符合谢乐公式所描述规律;随后利用数据处理软件进行数据处理,计算出所需参数的具体值,代入且定量地验证了谢乐公式的数学表达式,最后对实验中的误差进行分析,得出结论,深入对谢乐公式的理解.本文利用微波和自行构建的模型验证了谢乐公式的正确性以及其模拟Ⅹ射线衍射的可行性,同时丰富了大学物理实验微波分光计项目的教学内容,提高学生构建物理模型的创造性. 展开更多
关键词 微波分光计 谢乐公式 晶粒尺寸 衍射峰宽
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氧化铝气凝胶隔热材料的制备和热学性能 被引量：6
7
作者 隗小庆 倪星元 +3 位作者 沈军 祖国庆 张志华 杜艾 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期261-266,共6页
以仲丁醇铝为前驱体,以硝酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在室温条件下制备出半透明且无明显裂纹的块体氧化铝气凝胶,密度为120 kg/m^3。用场发射扫描电镜、HotDisk热分析仪、孔径分布仪、X射线衍射仪以及FT-IR红外光谱仪表征了氧化铝气凝... 以仲丁醇铝为前驱体,以硝酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在室温条件下制备出半透明且无明显裂纹的块体氧化铝气凝胶,密度为120 kg/m^3。用场发射扫描电镜、HotDisk热分析仪、孔径分布仪、X射线衍射仪以及FT-IR红外光谱仪表征了氧化铝气凝胶的结构和热学性能,并根据气凝胶的微结构解释了传热机制。结果表明:所制备的气凝胶是一种多晶勃姆石相明显的纳米多孔材料,具有由球状颗粒组成的多级孔洞纳米网络结构。这种多级结构极大降低了气凝胶的热传导,其常温热导率低至0.020 W/m·K。 展开更多
关键词 无机非金属材料 氧化铝气凝胶 溶胶-凝胶 低热导率 多级孔洞结构
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无机分散溶胶-凝胶法制备块状锂基气凝胶 被引量：6
8
作者 肖淑芳 周斌 +6 位作者 万慧军 杜艾 徐翔 杨小云 沈军 吴广明 张志华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期21-25,共5页
以无机锂盐(LiCl)的醇溶液为前驱体,聚丙烯酸(PAA)既作为分散剂又为凝胶引导剂,环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶工艺制备了块状锂基醇凝胶,经CO2超临界流体干燥工艺,得到白色锂基气凝胶块体样品,其密度约为150 g/m3。用透射电镜(TEM... 以无机锂盐(LiCl)的醇溶液为前驱体,聚丙烯酸(PAA)既作为分散剂又为凝胶引导剂,环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶工艺制备了块状锂基醇凝胶,经CO2超临界流体干燥工艺,得到白色锂基气凝胶块体样品,其密度约为150 g/m3。用透射电镜(TEM)对气凝胶的微观结构进行分析表明,气凝胶样品由线性骨架构成网络结构。结合红外光谱分析及XPS测试结果分析可知,样品中主要含有锂、碳元素。由BET测试结果可知,样品比表面积达18.9 m2/g。 展开更多
关键词 聚丙烯酸 环氧丙烷 锂基气凝胶
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微尺寸碳气凝胶的制备及其机械性能研究 被引量：5
9
作者 徐翔 周斌 +5 位作者 杜艾 刘春泽 沈军 吴广明 倪星元 张志华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期26-30,共5页
以间苯二酚和甲醛为源,碳酸钠作催化剂,采用溶胶-凝胶技术和原位成型工艺制得有机气凝胶微柱、薄片。经常压下丙酮替换和后续精确温控的高温碳化工艺制备相应的微尺寸碳气凝胶。研究表明,通过控制前期反应参数,可实现碳气凝胶密度在300-... 以间苯二酚和甲醛为源,碳酸钠作催化剂,采用溶胶-凝胶技术和原位成型工艺制得有机气凝胶微柱、薄片。经常压下丙酮替换和后续精确温控的高温碳化工艺制备相应的微尺寸碳气凝胶。研究表明,通过控制前期反应参数,可实现碳气凝胶密度在300-1 000 mg/cm^3可控、比表面积高达1 521 m^2/g、具有不同内部微观结构和良好的低温力学稳定性能。所制备的微尺寸碳气凝胶是一种优秀的惯性约束聚变实验用多孔泡沫材料。 展开更多
关键词 常压 碳气凝胶 微尺寸 低温 力学性能
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快速制备高掺杂CuO/SiO_2复合气凝胶 被引量：5
10
作者 许维维 杜艾 +5 位作者 唐俊 陈珂 邹丽萍 张志华 沈军 周斌 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2958-2964,共7页
通过环氧丙烷预反应法,以乙腈为溶剂快速制备了高掺杂的氧化铜/二氧化硅复合气凝胶.在典型的合成过程中,将正硅酸甲酯(TMOS)、乙腈、去离子水和环氧丙烷混合进行预反应,然后将该溶液与氯化铜的乙腈-水溶液混合并添加环氧丙烷,在35°... 通过环氧丙烷预反应法,以乙腈为溶剂快速制备了高掺杂的氧化铜/二氧化硅复合气凝胶.在典型的合成过程中,将正硅酸甲酯(TMOS)、乙腈、去离子水和环氧丙烷混合进行预反应,然后将该溶液与氯化铜的乙腈-水溶液混合并添加环氧丙烷,在35°C烘箱中静置0.5h后转化为湿凝胶,再经过CO2超临界流体干燥和热处理即可获得黑色块状CuO/SiO2复合气凝胶.最终气凝胶样品密度约为180mg·cm-3,比表面积高达625m2·g-1,平均掺杂比为19.91%±2.42%(Cu:Si摩尔比),压缩模量为1.639MPa,具有成型性好、分散均匀等优点,是良好的背光源靶材料.本论文还通过对比实验对凝胶化过程的机理进行分析,结果表明,通过改变溶剂和采用环氧丙烷预催化均衡了两种不同前驱体的反应速率,实现了共凝胶的目的.此外,该方法还有望为其它金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶的制备提供新思路. 展开更多
关键词 预反应 高掺杂 氧化铜 复合气凝胶 环氧丙烷 共凝胶
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块状纯氧化铜气凝胶的制备研究 被引量：5
11
作者 杜艾 周斌 +3 位作者 吴越华 刘春泽 叶君健 沈军 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A06期2150-2154,共5页
以无机铜盐CuCl2的醇溶液为前驱体，采用聚丙烯酸（PAA）为分散剂，环氧丙烷为凝胶促进剂，通过溶胶-凝胶工艺（sol-gel process）制备了铜基醇凝胶，再经CO2超临界流体干燥工艺得到浅绿色块状初始铜基气凝胶，最后经过热处理获得黑色... 以无机铜盐CuCl2的醇溶液为前驱体，采用聚丙烯酸（PAA）为分散剂，环氧丙烷为凝胶促进剂，通过溶胶-凝胶工艺（sol-gel process）制备了铜基醇凝胶，再经CO2超临界流体干燥工艺得到浅绿色块状初始铜基气凝胶，最后经过热处理获得黑色块状纯氧化铜气凝胶样品，其平均密度约为300mg／cm^3。用扫描电子显微镜（SEM）对气凝胶的微结构进行分析可知，最终获得的气凝胶样品主要由百纳米级的矩体颗粒堆砌而成。X射线衍射（XRD）分析表明初始样品具有典型的无定形结构，其主要的结晶成份为斜方晶Cu^2＋ 2 Cl（OH）3，而X射线荧光光谱（XRF）测试结果表明其Cu与Cl的元素比为3．55：1，高于Cu^2 ＋2 Cl（OH）3中两元素的化学计量比，结合化学原理分析可知，其未结晶成分主要为水合氢氧化铜。而XRD的测试结果表明，经过500℃热处理后的样品成分主要为单斜晶氧化铜。 展开更多
关键词 气凝胶 氧化铜 环氧丙烷 聚丙烯酸
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异氰酸酯增强二氧化硅气凝胶的力学性能 被引量：4
12
作者 闫彭 周斌 +1 位作者 杜艾 李聪航 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1100-1105,共6页
采用有机无机复合的方式,制得异氰酸酯增强的SiO2气凝胶。将硅酸甲酯(TMOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)配成混合硅源,经水解缩聚后形成凝胶,老化后浸泡在含六亚甲基二异氰酸酯单体(HDI)的乙腈溶液中,最后经... 采用有机无机复合的方式,制得异氰酸酯增强的SiO2气凝胶。将硅酸甲酯(TMOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)配成混合硅源,经水解缩聚后形成凝胶,老化后浸泡在含六亚甲基二异氰酸酯单体(HDI)的乙腈溶液中,最后经CO2超临界干燥,获得了具有良好机械性能的SiO2气凝胶。制备过程中引入的MTMS增加了凝胶与有机物间的浸润性,与使用有机物低聚体相比,使用单体可使有机物更易进入凝胶网络,反应更充分,形成纳米尺度更均匀的复合气凝胶。复合后的气凝胶密度为330mg/cm3、比表面积为446.3m2/g、热导率为0.068W·m-1·K-1,该气凝胶良好的力学性能(压缩强度为19.96MPa、压缩模量为82.37MPa)使气凝胶的机械加工成为可能。 展开更多
关键词 二氧化硅气凝胶 纳米结构 力学性能 异氰酸酯
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ICF分解实验用双介质调制靶的研制 被引量：4
13
作者 朱秀榕 周斌 +1 位作者 杜艾 李晓芬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期118-123,共6页
为了研究惯性约束聚变(ICF)实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长,设计并制备了聚苯乙烯(CH)/碳气凝胶(CRF),CRF/硅气凝胶(SiO2)和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800mg/cm3的CRF气凝胶薄片;... 为了研究惯性约束聚变(ICF)实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长,设计并制备了聚苯乙烯(CH)/碳气凝胶(CRF),CRF/硅气凝胶(SiO2)和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800mg/cm3的CRF气凝胶薄片;采用激光微加工工艺分别在两种不同密度的CRF薄片和工业用纯Al箔上引入调制图形;采用旋涂工艺在Al箔和CRF薄片(250mg/cm3)的调制表面制备一层CH薄膜,得到CH/Al和CH/CRF双介质调制靶,采用溶胶-凝胶工艺在CRF薄片(800mg/cm3)表面制备一层低密度SiO2气凝胶,得到CRF/SiO2双介质调制靶。采用电子天平、扫描电子显微镜、工具显微镜和台阶仪对所制备的CH/CRF,CRF/SiO2和CH/Al三种双介质调制靶进行靶参数测量。结果表明:三种双介质调制靶层与层之间结合紧密,界面清晰,调制图形为正弦,靶参数测量准确。 展开更多
关键词 惯性约束聚变 双介质调制靶 流体力学不稳定性 碳气凝胶 旋涂工艺 激光微加工
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空间高速粒子捕获用密度梯度气凝胶的热学与力学特性 被引量：4
14
作者 杜艾 周斌 +5 位作者 归佳寅 刘光武 李宇农 吴广明 沈军 张志华 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1189-1196,共8页
采用正硅酸四乙酯(TEOS)的乙醇-水溶液为前驱体,氢氟酸为催化剂,结合溶胶-凝胶过程与CO2超临界流体干燥工艺,一步反应获得了密度为40-175mg·cm-3的单元气凝胶.以上述工艺为基础,通过逐层凝胶法、溶胶共凝法和梯度溶胶共凝胶法分别... 采用正硅酸四乙酯(TEOS)的乙醇-水溶液为前驱体,氢氟酸为催化剂,结合溶胶-凝胶过程与CO2超临界流体干燥工艺,一步反应获得了密度为40-175mg·cm-3的单元气凝胶.以上述工艺为基础,通过逐层凝胶法、溶胶共凝法和梯度溶胶共凝胶法分别制备了三种密度梯度气凝胶样品,并研究了其功能梯度特性.结果表明:不同密度的气凝胶均具有粒径约为40-90nm球形颗粒构成的三维骨架结构,密度越低,骨架越疏松,峰值孔径越大,孔径分布也更为分散;三种方法制备的样品均具有明显的密度梯度,梯度特性由不连续到连续.动态热机械性能测试表明,随着密度的降低,气凝胶在低温(-100℃)和常温(25℃)下杨氏模量均有减小的趋势,其范围分别约为4.6×105-1.9×105Pa和5.0×105-2.1×105Pa.热学测试表明,随着密度的降低,气凝胶的热扩散系数增高,单位体积热容降低,而热导率则不成单调变化. 展开更多
关键词 梯度 气凝胶 热学 力学 热导率 模量 低温
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低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究 被引量：4
15
作者 钟艳红 周斌 +5 位作者 归佳寅 李宇农 杜艾 沈军 吴广明 张志华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1170-1176,共7页
ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚(R)和甲醛(F)作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度(<50mg/cm3)碳气凝胶,最低密度为36... ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚(R)和甲醛(F)作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度(<50mg/cm3)碳气凝胶,最低密度为36mg/cm3。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1 217m2/g;在-120～200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m.K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。 展开更多
关键词 低密度 碳气凝胶 力学性能 热导率
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一种以二氧化硅为主要成分的均匀金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶的简易制备方法（英文） 被引量：4
16
作者 许维维 杜艾 +3 位作者 周斌 张志华 沈军 吴广明 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期530-535,共6页
采用环氧丙烷预反应法合成均匀金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶,其中二氧化硅为凝胶主要组分,不同的胶体颗粒相互交联形成均匀的共凝胶网络。通过预反应和不同溶剂体系的选择,2种不同前驱体的水解和缩聚速率得到有效平衡,从而这种均匀的... 采用环氧丙烷预反应法合成均匀金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶,其中二氧化硅为凝胶主要组分,不同的胶体颗粒相互交联形成均匀的共凝胶网络。通过预反应和不同溶剂体系的选择,2种不同前驱体的水解和缩聚速率得到有效平衡,从而这种均匀的凝胶网络经过超临界干燥后收缩相对较小,且凝胶网络中金属和硅摩尔比n(M):n(Si)在一定范围内能够准确控制。这种合成的气凝胶通过一系列物理方法用来表征,例如,扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积分析(BET)。最终不同样品的密度分布在100mg·cm-3到600mg·cm-3范围内,并且比表面积大部分大于300m2·g-1,甚至高达1000m2·g-1。金属氧化物在凝胶网络中才掺杂量与理论值相比相对准确尽管有少量的偏差,这使得这种新型材料在许多特殊量化实验研究中有潜在的应用,如作为一种背光源靶用于X射线转换实验。更重要的是,这种合成凝胶方法尤其适合于低价金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶的制备。 展开更多
关键词 复合气凝胶 预反应 共凝胶网络 背光源靶
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微纳复合SiO_2气凝胶超级绝热建筑外墙保温材料 被引量：4
17
作者 沈军 吴宇 +5 位作者 张志华 杜艾 高国华 赵科仁 姚献东 董淼军 《新型建筑材料》 北大核心 2015年第4期17-21,共5页
我国建筑能耗巨大并处于高速增长期,而现有的建筑外墙保温材料各有缺点,如保温性能差,耐候性差等,因而保温效果极好、阻燃、耐候的纳米多孔气凝胶基外墙保温材料日益受到人们的青睐。基于Si O2气凝胶的超级保温隔热特性,针对成本、使用... 我国建筑能耗巨大并处于高速增长期,而现有的建筑外墙保温材料各有缺点,如保温性能差,耐候性差等,因而保温效果极好、阻燃、耐候的纳米多孔气凝胶基外墙保温材料日益受到人们的青睐。基于Si O2气凝胶的超级保温隔热特性,针对成本、使用寿命和燃烧性等建筑材料最关注的问题,通过微纳复合技术,提出了有效的解决方案并形成了规模化生产。通过仿真模拟计算发现,使用气凝胶复合保温板的建筑耗能将明显降低。 展开更多
关键词 外墙保温 SIO2气凝胶 微纳复合 仿真
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溶胶共凝法制备准连续密度梯度SiO_2气凝胶 被引量：3
18
作者 归佳寅 周斌 +2 位作者 钟艳红 杜艾 沈军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期941-947,共7页
针对气凝胶在航空航天领域的应用需求,为了进一步拓展单一密度气凝胶的应用范围,对密度梯度SiO2气凝胶的制备进行了研究。采用自建密度梯度制备成型装置,以正硅酸乙酯为有机硅源,经溶胶共凝工艺,结合CO2超临界干燥技术,获得密度范围在60... 针对气凝胶在航空航天领域的应用需求,为了进一步拓展单一密度气凝胶的应用范围,对密度梯度SiO2气凝胶的制备进行了研究。采用自建密度梯度制备成型装置,以正硅酸乙酯为有机硅源,经溶胶共凝工艺,结合CO2超临界干燥技术,获得密度范围在60～160mg/cm3的准连续密度梯度SiO2气凝胶。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线相衬成像等手段对制备获得的SiO2气凝胶进行测试表征。通过与逐层凝胶法制备的密度渐变SiO2气凝胶进行对比发现,溶胶共凝工艺消除了层间界面处所产生的致密层和密度突变,有利于相邻两层间的互扩散,使密度变化更趋于连续。采用该法制备的密度梯度气凝胶拓展了常规气凝胶的应用范围,在声阻抗匹配和空间粒子捕获等领域有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 溶胶共凝 准连续气凝胶 密度梯度 逐层凝胶 互扩散
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室温条件下乙腈为溶剂炭气凝胶的制备与机理分析 被引量：3
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作者 吴培弟 周斌 +3 位作者 杜艾 张志华 吴广明 沈军 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期462-468,共7页
与传统炭气凝胶制备不同,在室温条件下以乙腈为溶剂,间苯二酚和甲醛为前驱体,盐酸为催化剂,采用溶胶-凝胶、超临界干燥结合高温炭化工艺制备炭气凝胶(密度低至约50 mg.cm-3)。红外光谱、比表面积和孔径分布、扫描电子显微镜(SEM)和X射... 与传统炭气凝胶制备不同,在室温条件下以乙腈为溶剂,间苯二酚和甲醛为前驱体,盐酸为催化剂,采用溶胶-凝胶、超临界干燥结合高温炭化工艺制备炭气凝胶(密度低至约50 mg.cm-3)。红外光谱、比表面积和孔径分布、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射等测试表明,所制炭气凝胶是一种类石墨结构的非晶态材料,具有纳米骨架网络结构,比表面积达1 300 m2.g-1。对比不同配比气凝胶的SEM发现,气凝胶的颗粒尺寸为40 nm～70 nm。分析溶胶-凝胶过程中的温度变化和乙腈在凝胶化中作用得知,由于盐酸的催化和反应放热共同作用,实现了室温下间苯二酚和甲醛的加成和缩聚反应,并最终形成凝胶;乙腈在反应中起着一种分散剂的作用。 展开更多
关键词 炭气凝胶 室温 乙腈 反应热
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块体氧化钽基气凝胶成型过程中的分散/络合效应研究(英文) 被引量：3
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作者 杜艾 周斌 +6 位作者 陈珂 李宇农 高国华 张志华 沈军 吴广明 倪星元 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S3期447-450,共4页
采用无机分散溶胶凝胶法(DIS法),以TaCl_5乙醇-水混合溶液、聚丙烯酸(PAA)和环氧丙烷为反应物,一步反应制备了块体氧化钽基凝胶和相应的气凝胶。并采用环氧化物添加法(EA法,不添加PAA)合成了氧化钽基气凝胶作为参比样品。对2种方法制备... 采用无机分散溶胶凝胶法(DIS法),以TaCl_5乙醇-水混合溶液、聚丙烯酸(PAA)和环氧丙烷为反应物,一步反应制备了块体氧化钽基凝胶和相应的气凝胶。并采用环氧化物添加法(EA法,不添加PAA)合成了氧化钽基气凝胶作为参比样品。对2种方法制备气凝胶的实验现象、外观、密度、收缩率、微结构和化学成分进行表征和比较。结果表明,DIS法合成的气凝胶相比EA法合成的气凝胶具有更低的密度、更佳的成型性、更小的收缩率、更疏松的结构和更多的胶体成分。EA气凝胶的密度约为720 mg/cc,合成过程中收缩和开裂严重;而DIS气凝胶的密度约为390 mg/cc,成型性较好。EA法制备的氧化钽基溶胶的粒径在几纳米到几十纳米之间变化,而DIS法制备的溶胶粒径则集中分布在儿纳米。DIS气凝胶的主要成分为氧化钽基化合物和PAA的衍生物,而EA气凝胶的主要成分为氧化钽基化合物。此外,采用高分辨透射电子显微镜和傅立叶变换红外分光光度计研究了凝胶化机制。发现PAA在形成块体氧化钽基气凝胶的过程中表现出分散/络合的协同效应。 展开更多
关键词 氧化钽 气凝胶 块体 无机分散溶胶凝胶法 聚丙烯酸
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