(本网讯)近日,南京工业大学崔升教授团队制备了一种新型的莫来石气凝胶,并详细研究了样品的高温演变过程,相关研究成果发表于Journal of the European Ceramic Society。研究团队通过溶胶-凝胶法结合CO2超临界干燥技术制备了RF/Al2O3-SiO2有机/无机前驱体气凝胶,在氩气气氛中,经1400℃高温热处理5 h,在Al2O3和SiO2中进行莫来石化,得到莫来石气凝胶。所得莫来石气凝胶呈现出“珍珠项链”型三维多孔网络,BET比表面积为481 m2 /g,抗压强度高达15.5 MPa,具有优良的保温性能,经1300℃丁烷喷枪考核10 min,质量损失为2.5%,在空气条件下具有优良的抗氧化性能。
Al2O3-SiO2气凝胶导热系数在0.027~0.049 W/(m·K)之间,但其力学性能差、易脆断,高温下易开裂、体积收缩从而丧失保温性能的缺点限制了其在航空航天、新能源汽车等前沿领域的应用。该研究引入的RF溶胶与Al/Si溶胶形成高交联链状多孔结构,在热处理过程中,RF聚合物链衍生的多孔碳为二元Al2O3-SiO2气凝胶提供了支撑,提高了莫来石的形成温度,使形成的莫来石气凝胶保持了与二元Al2O3-SiO2气凝胶相似的结构,从而增强了陶瓷气凝胶的热稳定性。经过1400℃的热处理,氧化铝发生与游离二氧化硅反应形成莫来石,减小了颗粒直径,提高了气凝胶的致密度,使形成的莫来石气凝胶具有较高的机械强度。