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气凝胶与纤维毡复合的性能对比分析
2025-04-25       来源:尤特森新材料

随着科技的不断进步,气凝胶作为一种新型的高效隔热材料,在建筑、航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。然而,气凝胶本身存在机械性能差、易碎等缺点,因此常与其他材料复合以增强其性能。纤维毡作为一种常见的增强材料,与气凝胶的复合可以显著提升气凝胶的力学性能和隔热性能。本文将对气凝胶与三种纤维毡复合的性能进行对比分析。


一、复合材料的制备

在制备气凝胶与纤维毡复合材料时,通常采用将气凝胶浆料与纤维毡直接复合的方法。这种方法简化了制备工艺,节约了成本,并且避免了使用水性溶剂溶解气凝胶粉时对气凝胶结构的破坏。通过调整气凝胶与纤维毡的比例、复合工艺等参数,可以获得具有不同性能的复合材料。

气凝胶与纤维毡复合的性能对比分析

二、性能对比

1. 微观形貌与复合程度

- 玻璃纤维毡‌:气凝胶与玻璃纤维复合完好,纤维间的空隙基本被气凝胶填充,这有助于降低导热系数并提高机械性能。

- ‌陶瓷纤维毡‌:陶瓷纤维的纤维直径较小,导致体积收缩率大。气凝胶与陶瓷纤维结合较好,但纤维之间缺少填充。

- ‌玄武岩纤维毡‌:玄武岩纤维的纤维直径最粗,气凝胶在纤维上的复合程度较差,但气凝胶能均匀附着在纤维上。


2. 导热性能

三种气凝胶纤维复合毡在不同温度下都表现出极佳的隔热性能。其中,气凝胶玻璃纤维复合毡的保温隔热性能最优,其次是气凝胶玄武岩纤维复合毡,最后是气凝胶陶瓷纤维复合毡。这主要是由于玻璃纤维毡中的纤维与气凝胶附着完好,纤维间填充了大量气凝胶,形成了更有效的隔热层。

气凝胶与纤维毡复合的性能对比分析

3. 疏水性能

三种气凝胶纤维复合毡都表现出一定的疏水性。静态下,玻纤、陶纤、玄武岩气凝胶毡的疏水角分别为19°、17°和15°。


4. 机械性能

- 在拉伸强度方面,玻璃纤维毡最优,玄武岩纤维毡次之,陶瓷纤维毡最差。气凝胶与纤维毡复合后,机械强度有所提升,这主要是由于气凝胶填充了纤维间的空隙,增加了材料的密实度。

- 在压缩强度方面,玄武岩纤维毡表现出色,尤其是在20%及30%的压缩率下。这表明玄武岩纤维复合毡在承受压力方面具有优势。

气凝胶与纤维毡复合的性能对比分析


综上所述,气凝胶与不同纤维毡复合后,其性能表现出显著差异。在实际应用中,应根据具体需求选择合适的气凝胶复合材料,以获得最佳的性能和经济效益。后续想要了解更多有关气凝胶的资讯,请关注尤特森气凝胶厂家