納米氣凝膠氈的制備工藝有哪些？

　　氣凝膠氈是以納米二氧化硅或金屬氣凝膠為主要材料，通過特殊工藝與碳纖維或陶瓷玻璃纖維棉或預(yù)氧化纖維氈復(fù)合而成的一種柔性隔熱氈。那么，納米氣凝膠氈的制備工藝有哪些呢?

　　納米氣凝膠氈的制備工藝有哪些？

　　1、溶膠凝膠法

　　溶膠法使用正硅酸乙酯、硅溶膠、水玻璃等。作為硅源材料。一、催化劑(如鹽酸、硫酸等。)加入到這些溶膠中，然后用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)凝膠時(shí)間，形成具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)的SiO 2凝膠。老化后，凝膠中的SiO 2顆粒形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的空隙被液體，即水或溶劑占據(jù)。如果在干燥過程中，最初被液體占據(jù)的空隙可以被空氣取代，那么產(chǎn)生的含有大量空氣的SiO 2材料就被稱為二氧化硅氣凝膠。這一過程中的關(guān)鍵技術(shù)是凝膠在干燥過程中將由于孔隙的毛細(xì)表面張力而收縮。并使納米孔結(jié)構(gòu)坍塌。這將使本體材料破裂，并最終形成低孔隙率的干凝膠。因此，早期的研究是采用超臨界干燥法。即在超臨界狀態(tài)下，氣體和液體之間沒有界面，而是變成了氣體和液體之間有界的均勻流體，這種流體逐漸從凝膠中排出。所以很難進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。目前，美國宇航局只使用這種方法為航天飛機(jī)制造多級陶瓷纖維隔熱磚。還有的只停留在實(shí)驗(yàn)室研究，沒有商業(yè)化的產(chǎn)品。現(xiàn)在，一種流行的研究方法是通過表面改性來降低其表面張力。通常，三甲基氯硅烷和聚二甲基硅氧烷(PDMS)用于凝膠表面的甲硅烷基化。這降低了毛細(xì)管表面張力，因此，可以減少干燥過程中凝膠的收縮和破裂，從而可以在常壓下進(jìn)行干燥。此外，加入粘合劑以增加其骨架的強(qiáng)度。但是，使用這些方法會降低這種材料的一些隔熱效果。溶膠-凝膠法3354制成的納米氣凝膠氈可以使壁薄、孔隙均勻，形成理想的納米孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此性能優(yōu)越，但成本相對較高。

　　2、成型燒結(jié)方法

　　納米氣凝膠氈的另一種方法是以鏈狀梅花狀的超細(xì)SiO 2粉末為主要原料，壓制成一定的形狀。這種SiO 2粉末的鏈狀結(jié)構(gòu)的原始顆粒尺寸在納米范圍內(nèi)。所以它形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的孔隙主要在納米級范圍。這種方法的關(guān)鍵是用納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將這些納米級的超細(xì)二氧化硅粉末連接成一個(gè)整體，更好的方法是通過燒結(jié)使二氧化硅顆粒相互反應(yīng)形成塊體。由于二氧化硅顆粒處于納米級范圍，因此，控制燒結(jié)溫度是該方法的關(guān)鍵。此外，還需要在原料中添加纖維增加強(qiáng)度，添加防曬霜有效切斷高溫下的輻射傳熱。一般這種方法制得的產(chǎn)品性能比溶膠-凝膠法制得的整體產(chǎn)品稍差。因?yàn)樵谶@種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，SiO 2壁殼比溶膠-凝膠法制備的更厚(可達(dá)20 nm)，從而增加了固相的傳熱。而且這些粉末之間還有一些微米級的縫隙，也增加了空氣的熱對流。然而，目前的納米氣凝膠氈產(chǎn)品主要是通過這種方法制成的。