介孔二氧化硅气凝胶热导率模型研究开题报告

全文总字数：4154字

1. 研究目的与意义（文献综述）

sio₂气凝胶是一种大比表面积、高孔隙率且具有三维网络结构的纳米级多孔材料，由于其较低的热导率（常温下低至0.013 wm^-1k^-1）,其微观结构以及材料制备方法被广泛研：一方面，通过sem、光学发接触角/界面张力仪等对sio₂气凝胶的微观结构模型认识不断深入；另一方面，材料的制备手段也不断革新，硅源从早期的硅酸钠到正硅酸乙酯（teos），再到水玻璃；制备技术从超临界干燥法到溶胶-凝胶化学法，以及常压干燥等。随着制备材料与技术的改良，材料性能不断提高，为了优化sio₂气凝胶结构设计，越来越多的研究侧重于热导率模型的建立。基于理论模型，更为直观地分析sio₂气凝胶热导率的影响因素，并通过参数调节优化结构设计，提高sio₂气凝胶性能。

气凝胶的传热方式包括固相传热、气相传热以及辐射传热：

（1）sio₂气凝胶固相传热：固相分子的晶格振动受尺寸效应影响显著削弱；三维空间网络结构导致固相热流量传输路径复杂化；固态组分整体占比较少，不足10 %。

2. 研究的基本内容与方案

（1） 基本内容：

采用水玻璃为原材料制备疏水性二氧化硅气凝胶，了解该材料的微观结构等特性，以此为基础建立合理的二氧化硅气凝胶微观结模型。通过气相、固相及辐射传热的原理，结合微观结构模型构建适用于介孔二氧化硅气凝胶的有效热导率模型，并通过实验测量数据对模型进行修正。

（2） 目标：

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

1.he, s., h. yang, x. chen,facile synthesis of highly porous silica aerogel granules and its burningbehavior under radiation. journal of sol-gel science and technology, 2017.82(2): p. 407-416.

2.he, s., g. sun, x. cheng, h.dai, x. chen, nanoporous sio2 grafted aramid fibers with low thermalconductivity. composites science and technology, 2017. 146: p. 91-98.