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火星车低密度纳米气凝胶隔热材料制备及性能研究 被引量：10
1
作者 艾素芬 向艳超 +5 位作者 雷尧飞 薛淑艳 沈宇新 殷雷 刘佳 陈维强 《深空探测学报（中英文）》 2020年第5期466-473,共8页
火星存在平均压力约600 Pa的CO2气体环境,以及最低温度约–123℃的温度环境,超轻质、高效隔热材料是火星车热控系统的关键性材料,保证内部电子元器件正常工作。气凝胶材料是目前大气环境下导热系数最低的固体材料,是火星车最佳的保温隔... 火星存在平均压力约600 Pa的CO2气体环境,以及最低温度约–123℃的温度环境,超轻质、高效隔热材料是火星车热控系统的关键性材料,保证内部电子元器件正常工作。气凝胶材料是目前大气环境下导热系数最低的固体材料,是火星车最佳的保温隔热材料方案。针对我国火星车应用需求,研制了密度小于30 kg/m3的低密度纳米气凝胶隔热材料,研究了低密度气凝胶的制备、复合材料的制备、超临界CO2干燥以及低密度气凝胶复合材料机加等制备过程,并表征了材料的热物理性能、真空挥发性以及热循环、热真空等空间热环境下的性能,表明低密度纳米气凝胶隔热材料在火星环境下具有良好的结构稳定性和隔热性能稳定性,可满足空间探测的应用需求。该材料具有良好的机加性能和优异的隔热性能,它的火星大气下室温导热系数为0.0066 W/(m·K),实现了在我国火星车上的工程应用。 展开更多
关键词 火星 低密度 气凝胶 性能 隔热材料
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低密度气凝胶复合材料的火星环境适应性研究 被引量：8
2
作者 雷尧飞 韩妙玲 +2 位作者 艾素芬 沈宇新 宫顼 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期86-90,共5页
针对航天器的使用要求,研制了密度≤30 kg/m3轻质高效的二氧化硅气凝胶复合材料。针对深空探测的应用环境,对低密度气凝胶复合材料在不同条件下的热导率、热循环、热真空和电离总剂量等环境试验进行测试。结果表明,低密度气凝胶复合材... 针对航天器的使用要求,研制了密度≤30 kg/m3轻质高效的二氧化硅气凝胶复合材料。针对深空探测的应用环境,对低密度气凝胶复合材料在不同条件下的热导率、热循环、热真空和电离总剂量等环境试验进行测试。结果表明,低密度气凝胶复合材料服役温度可达到-145~85℃,在1 kPa CO2气氛下热导率可达到6.6 mW/(m·K)。获得了不同气氛和不同温度条件下以及同种气氛、不同压力条件下低密度气凝胶复合材料的热导率变化规律,并测试批次性材料热导率,结果表明批次热导率稳定性良好。热循环、热真空和电离辐照试验前后热导率和尺寸收缩率均未变化,表明低密度气凝胶复合材料在深空环境下保持良好的结构和稳定的隔热性能。 展开更多
关键词 低密度气凝胶复合材料 深空探测 航天器 环境适应性
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低密度气凝胶的高温结构变化及其耐温性研究 被引量：7
3
作者 艾素芬 孙言 +2 位作者 雷尧飞 沈宇新 宫顼 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期63-68,共6页
以正硅酸乙酯为原料,采用二步法制备了密度为30 kg/m^3的二氧化硅低密度气凝胶块体材料。将低密度气凝胶分别在100、400、600、700、800、900、1 000℃下处理后,使用扫描电子显微镜(SEM)、氮吸附等手段表征高温下低密度气凝胶微观结构... 以正硅酸乙酯为原料,采用二步法制备了密度为30 kg/m^3的二氧化硅低密度气凝胶块体材料。将低密度气凝胶分别在100、400、600、700、800、900、1 000℃下处理后,使用扫描电子显微镜(SEM)、氮吸附等手段表征高温下低密度气凝胶微观结构变化趋势,并与同等条件下处理的密度为100 kg/m^3气凝胶的比表面积进行对比。结果表明:在处理温度超过700℃后,低密度气凝胶比表面积出现明显下降,纳米多孔结构出现收缩和坍塌,因此其高温耐受温度为700℃。虽然密度为30 kg/m^3的二氧化硅气凝胶材料具有更为纤细的网络结构和更高表面活性的纳米组成颗粒,但是由于高温下纳米颗粒反应收缩程度大于纳米颗粒尺寸效应,其表现出与100 kg/m^3密度的气凝胶材料相同的耐温性。 展开更多
关键词 气凝胶 溶胶-凝胶 耐高温性能
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低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征 被引量：7
4
作者 孙言 艾素芬 +2 位作者 雷尧飞 沈宇新 宫顼 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期43-48,共6页
以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11 kg/m^3的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25 kg/m^3和38 kg/m^3的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM... 以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11 kg/m^3的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25 kg/m^3和38 kg/m^3的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明:相比于密度更大的气凝胶材料,11 kg/m^3低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40 kg/m^3的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。 展开更多
关键词 低密度 气凝胶 微观结构 隔热性能
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A级酚醛防火保温板的导热系数影响因素研究 被引量：4
5
作者 孟博 刘洪新 +1 位作者 雷尧飞 陈维强 《新型建筑材料》 北大核心 2019年第7期102-104,共3页
采用玻璃纤维针刺毡和水溶性酚醛树脂制备了A级酚醛防火保温板,考察了玻璃纤维针刺毡密度、保温板树脂含量和保温板密度对其导热系数的影响。结果表明,保温板导热系数随针刺毡密度增大而降低,随树脂含量和保温板密度增大呈先降低后增大... 采用玻璃纤维针刺毡和水溶性酚醛树脂制备了A级酚醛防火保温板,考察了玻璃纤维针刺毡密度、保温板树脂含量和保温板密度对其导热系数的影响。结果表明,保温板导热系数随针刺毡密度增大而降低,随树脂含量和保温板密度增大呈先降低后增大的趋势。 展开更多
关键词 酚醛树脂 玻璃纤维针刺毡 防火保温板 导热系数
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聚酰亚胺气凝胶及其薄型复合材料的制备和性能研究 被引量：1
6
作者 雷尧飞 沈宇新 +4 位作者 艾素芬 董薇 陈浩 张鹏飞 刘佳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期165-168,共4页
航天器和尖端武器等领域对热导率低且柔性可弯曲的高性能隔热材料需求迫切。典型的二氧化硅基、氧化铝基和碳基等无机质气凝胶隔热材料因力学性能差、脆性大且不可弯曲等缺点无法满足狭窄空间及弯曲型面的隔热需求。相比无机气凝胶,聚... 航天器和尖端武器等领域对热导率低且柔性可弯曲的高性能隔热材料需求迫切。典型的二氧化硅基、氧化铝基和碳基等无机质气凝胶隔热材料因力学性能差、脆性大且不可弯曲等缺点无法满足狭窄空间及弯曲型面的隔热需求。相比无机气凝胶,聚酰亚胺(PI)气凝胶具有良好的力学性能和柔韧性能,同时具有低热导率特性,使其在柔性隔热材料方面具有广阔的应用前景。本工作采用溶胶-凝胶法,利用超临界干燥技术研制了聚酰亚胺气凝胶及其复合材料。研究表明:PI气凝胶的密度低至0.032 g/cm^(3),热稳定性能优异,热导率为0.0258 W/(m·K);PI气凝胶薄型复合材料的热导率为0.0230 W/(m·K),与无机气凝胶复合材料隔热性能相当,并表现出良好的柔性特点。本研究还首次报道了薄型柔性PI气凝胶复合材料。 展开更多
关键词 聚酰亚胺气凝胶 隔热材料 复合材料
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碳纳米管掺杂对柔性气凝胶性能的影响 被引量：2
7
作者 雷尧飞 陈晓红 +2 位作者 王美月 胡子君 宋怀河 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第2期33-36,共4页
以甲基三乙氧基硅烷作为前驱体,碳纳米管为添加物,采用溶胶-凝胶法和常压干燥制备碳纳米管掺杂改性的柔性SiO_2气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热仪(TGDSC)及机械测试对制备的气凝胶进行... 以甲基三乙氧基硅烷作为前驱体,碳纳米管为添加物,采用溶胶-凝胶法和常压干燥制备碳纳米管掺杂改性的柔性SiO_2气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热仪(TGDSC)及机械测试对制备的气凝胶进行表征,研究碳纳米管对柔性SiO_2气凝胶性能的影响。结果表明:碳纳米管的添加有效地增加了柔性SiO_2气凝胶的强度,柔性气凝胶的热稳定性从455℃提高到563℃,并提高了气凝胶的使用性能。 展开更多
关键词 柔性气凝胶 碳纳米管 力学强度 热稳定性
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