SiO2气凝胶增强碳泡沫复合材料的制备工艺及性能

摘要：

碳泡沫复合材料因其特有的多孔结构,在隔热、储能、吸附等领域具有广阔的应用前景.为进一步改善其力学、隔热性能,本工作以锆改性酚醛树脂、酚醛空心微球为原料,SiO2气凝胶为增强相,通过模压成型-碳化工艺制得SiO2气凝胶改性碳泡沫复合材料.采用扫描电子显微镜、万能试验机、比表面积及孔径分布测试仪等研究了SiO2气凝胶含量对碳泡沫复合材料的微观结构、压缩强度及抗氧化性能的影响;采用热常数仪研究了改性前后碳泡沫复合材料的热导率,分析其高温传热行为.结果表明:SiO2气凝胶弥散分布在碳泡沫韧带和微球表面处,并未改变碳泡沫的泡孔结构;当SiO2气凝胶的含量为2％(质量分数)时,压缩强度和比压缩强度达到最大值,分别为19.39 MPa和42.17 MPa·cm3/g,较改性前分别提高了106.7％和79.8％.引入适量SiO2气凝胶,可阻碍热量传播路径,限制辐射传热;当其含量为5％时,碳泡沫复合材料的隔热性能与抗氧化性能最佳,800℃的热导率仅为0.447 W/(m·K),较改性前降低了38.9％;700℃等温氧化30 min,碳泡沫质量损失为18％.

关键词：碳泡沫、二氧化硅气凝胶、热性能、压缩强度

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分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;教育部国家留学基金;陕西省科技厅重点研发计划项目;陕西省教育厅重点科学研究计划协同创新中心项目

在线出版日期：2022-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1316-1324