陕西标准 气凝胶

溶胶-凝胶法：通过硅源物质的水解和缩聚获得具有三维网络结构的SiO2凝胶，反应生成以≡Si-O-Si≡为主体的聚合物，再经过老化阶段后，形成网络结构的凝胶。在凝胶形成的过程中，部分水解的有机硅发生缩聚反应，缩聚的硅氧链上未水解的基团可继续水解。通过调节反应溶液的酸碱度，控制水解-缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率，可得到凝胶结构。在酸性条件下（pH=2.0-5.0），水解速率较快，有利于成核反应形成较多的核；在碱性条件下，有利于核的长大及交联，易形成致密的胶体颗粒。强碱性或高温条件下SiO2的溶解度增大，使终凝胶结构形成胶粒聚集体。气凝胶可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。陕西标准 气凝胶

气凝胶诞生于1931年，由Steven.S.Kistler在Nature杂志上发表《共聚扩散气凝胶与果冻》标志着气凝胶的发现，也正是Kistler通过乙醇超临界干燥技术，制备出世界上一块气凝胶-SiO2气凝胶。气凝胶可分为无机气凝胶、有机气凝胶、混合气凝胶和复合气凝胶。常见的气凝胶主要是硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶，新进发展的气凝胶主要是氧化石墨烯气凝胶、富勒烯气凝胶和纤维/二氧化硅气凝胶。由于SiO2气凝胶是目前产业化很成熟的产品，气凝胶的制备技术主要为SiO2气凝胶制备，该类气凝胶的制备包括两种方法：干燥法和溶胶-凝胶法。目前产业化中主要使用的技术是干燥技术。浙江特色气凝胶以客为尊气凝胶材料防火阻燃性能优良，燃烧时无明火无毒性盐雾产生。

气凝胶防爆机理：由于气凝胶基体多孔材料的黏性耗散作用，使得冲击波在多孔材料中会出现衰减和弥散的现象。在产生的高速冲击过程中,气凝胶中的气体在瞬间难以逸出,气体分子之间以及气体分子与孔壁之间发生剧烈的碰撞。由于空气分子的自由程为70nm，气凝胶平均孔径为20nm左右，气凝胶孔壁与孔内空气分子之间的距离要远小于空气分子平均自由程，高比表面积增加了气凝胶基体孔壁与空气分子碰撞的概率，并相应降低了空气分子之间相互碰撞的概率。在冲击波造成的高速压缩过程中,空气分子与气凝胶基体孔壁之间的碰撞要比空气分子之间的高速碰撞更加剧烈。气体与孔壁碰撞引起的流动阻力以及气孔中空气分子之间的碰撞阻力会导致气孔内压力随之增大。材料变形越快,气体分子往外逸出越困难,孔洞内压越高,气凝胶基体消耗的冲击波能量也越多。由于气孔内部各个方向上的应力近似相等,所以气凝胶内的气体将轴向的压应力转化为各个方向上的应力,即气凝胶内的应力状态发生改变，从而起到了良好的防护作用。

纳米多孔材料具有重要应用价值，如利用低于临界密度的多孔靶材料，可望提高电子碰撞激发产生的X光激光的光束质量，节约驱动能，利用微球形节点结构的新型多孔靶，能够实现等离于体三维绝热膨胀的快速冷却，提高电子复合机制产生的x光激光的增益系数，利用极低密度材料吸附核燃料，可构成激光惯性约束聚变的高增益冷冻靶。气凝胶纤细的纳米多孔网络结构、巨大的比表面积、结构介观尺度上可控，成为研制新型低密度靶的很好候选材料。气凝胶中一般80%以上是空气。

同的化合物通过气凝胶的制备过程形成了各种各样的气凝胶，丰富了气凝胶的品种、完善了气凝胶性能、让气凝胶能在更多应用中。目前极常见也是发展极为成熟的气凝胶是二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶属于氧化物气凝胶，除此之外，还有碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、生物质气凝胶、复合气凝胶及其他气凝胶。各个分类中中已经合成了多种化合物气凝胶，结构性质各异。气凝胶的形态多样，包括毡、板、颗粒和涂料等。多样化的产品形式使得气凝胶的应用更加灵活，下游市场需求空间巨大。气凝胶性质优异，应用已经遍布于石化、航天、电池、环保、建筑、交通等各个领域。气凝胶对这些领域中的原始材料有明显优势，因此替代空间巨大。气凝胶布料保温服有效地摆脱了传统保温服饰的厚重，将时尚与实用完美结合。陕西标准 气凝胶

气凝胶材料厚度1-1.5mm的涂层具有10-20mm厚度的保温纤维相似的效果。陕西标准 气凝胶

气凝胶材料可用作涂覆材料，在基体表面添加隔热保护。将气凝胶颗粒以及粘合剂、阻燃剂、发泡剂进行混合制备出气凝胶粘合剂组合物，并在气凝胶涂料表面再涂覆热反射层面，可大幅提升原材料的耐热性能。气凝胶材料也可与阻燃剂协同使用，获得更好的阻燃性的同时也能够提高材料的强度和韧性。有一种Sb2O3-SiO2复合气凝胶无机阻燃剂，具有较大的比表面积，其与塑料，橡胶等高分子聚合物基体产生了牢固的界面粘合力，提高了复合气凝胶阻燃剂在聚合物熔体中的分散性、流动性，提高了阻燃效果，减少了因添加无机类阻燃剂给聚合物基体造成的力学性能的损失。陕西标准 气凝胶