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随着现代生产和生活的日益丰富,对于材料的要求越来越高。在保温领域,保温隔热材料是其研究的一个重要方向。SiO2气凝胶是一种具有连续三维网状结构的多孔非晶材料,SiO2气凝胶具有极低的密度、高的吸附能力、良好的透明性、高孔隙率、低的导热系数等优异的性能,是一种新型保温隔热材料。但是SiO2气凝胶存在力学性能差、难成型易开裂等问题。本文采用添加纤维增强体的手段来增强SiO2气凝胶的力学性能从而抑制其开裂性,同时进行纤维定向排布的隔热性能模拟分析,优化纤维在气凝胶中的分布。本文以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,添加玻璃纤维为气凝胶的增强体,采用两步溶胶-凝胶工艺,在Si02溶胶还未凝胶之前加入纤维增强体,经两步催化法制备凝胶,在无水乙醇/三甲基氯硅烷/正己烷(EtOH/TMCS/N-hexane)的混合溶液中进行表面改性,正己烷(N-hexane)清洗,经过常压干燥后得到疏水性纤维复合块状Si02气凝胶。本实验探讨了凝胶时间和纤维添加量对Si02气凝胶的成块性和物理性能的影响,并运用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、BET吸附法等多种测试手段对Si02气凝胶的物相分析、微观形貌、表面化学基团及孔结构等进行表征。结果表明:以正硅酸乙酯:乙醇:水:N,N-二甲基甲酰胺=1:7:2:0.25(TEOS:EtOH:H20:DMF=1:7:2:0.25)为配比,调节PH=8.5,制备出Si02气凝胶,对玻璃纤维进行表面修饰,在此基础上添加纤维,在纤维添加量为0.4%(质量分数)时,得到力学性能好,导热系数低的玻璃纤维复合气凝胶材料;同时制作玻璃纤维毡复合气凝胶保温材料;通过对热流密度、热梯度、温度场等模拟研究发现平行排布纤维增加了热量传导路径,热流分布均匀,减少纤维相互搭接的热量损失,降低整体导热系数,优化了纤维在气凝胶中的分布。