Al2O3-SiO2氣凝膠隔熱材料的研究進展

邢志祥，汪李金，錢 輝，張淑淑，張 瑩，顧凰琳，張 新

(1.常州大學環境與安全工程學院，江蘇 常州 213164;2.江蘇省特種安全防護產品質量監督檢驗中心中心主任室，江蘇 泰州 225300)

隨著社會的不斷發展，易燃易爆化學品的應用也越來越廣泛，成為人類生活中不可缺少的一部分。但這些化學品在為人類生活、生產帶來方便的同時，也給社會帶來了一定的危險性。化學品儲罐周圍一旦發生火災，在高溫環境的影響下儲罐內介質的溫和壓力會迅速升高，同時儲罐的強度會迅速下降，在一定條件下儲罐會發生破裂和爆炸[1-6]。例如2015年6月12日南京德納化工廠內環氧乙烷裝置起火，導致附近3個1 000 m3的醇類儲罐發生爆炸，造成大量財產損失和環境污染。為了阻隔外部熱量向儲罐內傳遞，保證儲罐內部的安全性，越來越多的人們開始研究將隔熱材料應用在儲罐上。

目前國內在儲罐上使用的隔熱材料主要是一些傳統的隔熱材料如巖棉等，其工藝成熟，有較強的隔熱性能，但其密度和導熱系數較高，已無法滿足當今社會對儲罐高效隔熱的需求。自1931年美國斯坦福大學Kistler[7]首次合成氣凝膠起，氣凝膠因其具有超低密度(可低至0.002 g/cm3)、高孔隙率(可高達99.8%)、高表面積(高達200～1 100 m2/g)、低導熱系數[可低至0.015W/(m·K)]等優異性能，在儲罐隔熱材料領域得到了廣泛的應用。而在眾多氣凝膠產品中，Al2O3-SiO2氣凝膠既可以提高Al2O3氣凝膠的高溫穩定性，又可以彌補SiO2氣凝膠使用溫度低的缺陷，是理想的高溫隔熱材料。因此，本文主要介紹Al2O3-SiO2氣凝膠隔熱材料的制備方法、隔熱機理及其發展趨勢。

1 Al2O3-SiO2氣凝膠隔熱材料的制備方法

目前制備Al2O3-SiO2氣凝膠一般采用的方法是溶膠-凝膠法，主要分為三步：第一步是溶膠凝膠階段，主要通過反應得到溶膠，處理后得到濕凝膠；第二步是濕凝膠的老化；第三步是對所得到的濕凝膠進行干燥。溶膠-凝膠法制備氣凝膠的過程[8-9]，詳見圖1。

圖1 溶膠-凝膠法制備氣凝膠的過程示意圖Fig.1 Schematic diagram of aerogel prepared by sol-gel method

1. 1 Al2O3-SiO2濕凝膠的制備

目前Al2O3-SiO2濕凝膠的制備方法是首先采用有機金屬鹽或無機鹽作為前軀體，經水解和縮聚反應制備Al2O3溶膠和SiO2溶膠，然后將兩者混合，在助凝劑的作用下形成凝膠。

1.1.1 鋁源、硅源的選擇

(1) 鋁源的選擇。制備Al2O3溶膠[10]可選擇的鋁源主要為有機金屬鹽和無機鹽兩大類。有機金屬鹽類有仲丁醇鋁(ASB)和異丙醇鋁(ATB)等，無機鹽類有六水氯化鋁(AlCl3·6H2O)和九水硝酸鋁[Al(NO3)3·9H2O]等。其中，有機金屬鹽類鋁源在制備過程中水解速度快，交聯度高，制備所得的氣凝膠產品性能良好，但是水解速度過快不利于把握凝膠時間，可能會產生沉淀，且價格昂貴；而無機鹽類鋁源的價格便宜，使用簡便，制備工藝條件容易控制，易于實現大規模生產。

(2) 硅源的選擇。制備SiO2溶膠[11]可選擇的硅源種類多樣，如水玻璃、正硅酸甲酯(TMOS)和正硅酸乙酯(TEOS)等，但目前較常用的是有機金屬鹽類，其具有易溶解和純度高等優點，其中TMOS和TEOS較常用。雖然TMOS作為硅源制備出的氣凝膠性能優越，但TMOS本身具有毒性，出于實驗安全和綠色化學的考慮，目前使用最為廣泛的是TEOS。

1.1.2 水和溶劑對制備工藝的影響

水(H2O)是Al2O3-SiO2濕凝膠制備所需的反應物之一，因此H2O的含量對制備工藝的影響巨大，直接關系到最終氣凝膠的性能。當H2O/TEOS的摩爾比在4～6之間時，最終得到的氣凝膠樣品性能良好；當H2O的量太多或者太少，凝膠在干燥過程中收縮率都會變大，并且氣凝膠的密度也會受到影響[12]。當H2O/Al的摩爾比超出25～100的范圍時，H2O的量太多會導致不能凝膠或者凝膠不完全；H2O的量太少會使得鋁源水解不夠充分，從而導致凝膠骨架結構太狹窄[13]。

溶劑的選擇對于Al2O3-SiO2濕凝膠的制備也很重要[14-15]。當選擇TEOS作為硅源時，會選擇乙醇(EtOH)作為溶劑。當選擇有機鋁鹽作為鋁源時，則會選擇相應的醇作為溶劑，例如選擇異丙醇鋁(ATB)作為鋁源，則選擇異丙醇作為溶劑；如果選擇無機鋁鹽作為鋁源，則選用綠色無毒的乙醇作為溶劑。但是，溶劑的量也不能太多，否則會嚴重影響凝膠過程。

1. 2 Al2O3-SiO2濕凝膠的老化

濕凝膠形成后，其性質和結構仍將繼續發生變化,這個過程稱為老化。老化過程包括縮聚、脫水收縮、晶粒粗化和相轉變四個變化。其中，縮聚增加了凝膠網絡結構的連通性和分形維數，熱處理可增加縮聚的速率,從而加快老化的速度；脫水收縮是凝膠的一種自發收縮，在這個過程中液體從孔內排出；晶粒粗化過程中隨著再溶解和再沉淀的發生，凝膠的比表面積減小；隨著老化過程的進行，受溶劑、溫度等因素影響，凝膠會發生體積相轉變，發生收縮，并在老化過程中，縮聚、脫水收縮、晶粒粗化、相轉變可單獨或者同時進行。老化一般是將濕凝膠浸泡在一定配比的H2O/EtOH、TEOS/EtOH等溶液中進行，老化溫度一般為50～70℃[16]，而老化的時間則從幾十分鐘到幾天不等，但一般不少于24 h。目前關于老化時間的長短對于氣凝膠性能影響的研究報道較少。

1. 3 Al2O3-SiO2濕凝膠的干燥

Al2O3-SiO2氣凝膠是由Al2O3-SiO2濕凝膠干燥而得，Al2O3-SiO2濕凝膠的干燥方法主要有超臨界干燥、常壓干燥等。

1.3.1 Al2O3-SiO2濕凝膠的超臨界干燥

目前較成熟的Al2O3-SiO2濕凝膠干燥方法是超臨界干燥工藝，該工藝旨在通過對壓力、溫度的控制，使溶劑在干燥過程中能達到其自身的臨界點，并在不引起凝膠收縮和骨架結構破壞的前提下，實現濕凝膠向氣凝膠的轉變。目前常用的超臨界干燥介質以CO2、乙醇等為主[17-23]，表1列出了幾種常見干燥介質的臨界溫度和壓力。由于干燥介質不同及其臨界壓力和溫度的差異，會對氣凝膠的微觀結構造成一定的影響，例如以異丙醇和甲基叔丁基醚(MTBE)為干燥介質得到的樣品物相中含有銳鈦礦晶相，而以六氟異丙醇(HFIP)和CO2為干燥介質得到的樣品物相均為非晶態相[24]。

表1 幾種干燥介質的臨界溫度和壓力Table 1 Critical temperature and pressure of several drying medium

Osaki等[25]以異丙醇鋁和TEOS為主要原料，采用超臨界干燥方法制備得到的Al2O3-SiO2氣凝膠具有較好的高溫穩定性能，該氣凝膠經1 200℃熱處理后，其比表面積仍能維持在47 m2/g。

Horiuchi等[26]以催化劑載體為背景，選用異丙醇鋁和四乙氧基硅烷為前軀體，采用超臨界干燥方法制備出Al2O3-SiO2氣凝膠，該氣凝膠經1 200℃高溫處理后，其比表面積為150 m2/g，而在1 400℃高溫下，其比表面積仍保持在30 m2/g。

Aravind等[27]以TEOS和勃姆石為主要原料，采用超臨界干燥方法制備出氧化鋁含量分別為15%、25%的Al2O3-SiO2氣凝膠，該氣凝膠經1 200℃煅燒后，其比表面積分別達88 m2/g、70 m2/g。

馮堅等[28]以仲丁醇鋁(ASB)和TEOS為前軀體，在不同的Al/Si摩爾比情況下，以甲醇(MeOH)、冰醋酸和水為催化劑，結合超臨界干燥技術制備出Al2O3-SiO2氣凝膠。經試驗結果表明：當硅含量為6.1wt%～13.1wt%時，抑制了Al2O3-SiO2氣凝膠的相變，其耐溫性能明顯優于純Al2O3氣凝膠，該氣凝膠在1 000℃高溫下，其比表面積為339～445 m2/g，在1 200℃高溫下，其比表面積為97～116 m2/g，但對氣凝膠在更高溫度(超過1 200℃)下的耐溫性能并未進行表述。

劉旭華[15]以AlCl3·6H2O和TEOS為前軀體，在不同的Al/Si摩爾比情況下，經過超臨界干燥技術(干燥介質為CO2)制備出Al2O3-SiO2氣凝膠。經試驗結果表明：超臨界干燥法制備得到的Al2O3-SiO2氣凝膠的最佳的工藝條件為n(Al)∶n(Si)=3∶1、n(EtOH)∶n(H2O)∶n(TEOS)=16∶16∶1、n(PO)∶n(TEOS)=11∶1，凝膠時間為32 min;該氣凝膠為收縮率為8.1%和密度為0.015 g/cm的白色柱狀固體；其比表面積為848 m2/g，平均孔徑為14.4 nm；常溫下熱導率為0.010 5 W/(m·K)；而經過800℃熱處理后，其比表面積為332 m2/g，熱導率為0.141 W/(m·K)。

吳曉棟等[29-30]以TEOS和AlCl3·6H2O為原料，經超臨界干燥制備的Al2O3-SiO2氣凝膠在1 200℃煅燒后的比表面積最低可保持在43 m2/g，最高達120 m2/g。

巢雄宇等[31]以仲丁醇鋁和TEOS為原料，硝酸為催化劑，經超臨界干燥方法(干燥介質為乙醇，壓強為7.0 MPa，溫度為270℃)制備出Al2O3-SiO2氣凝膠。經試驗結果表明：超臨界干燥法制備得到的Al2O3-SiO2氣凝膠呈現白色不透明塊狀，無裂紋；隨著硅含量的增加，氣凝膠的熱穩定性會先升后降，當Al/Si比為8∶1時，熱穩定性最好；經1 200℃熱處理后仍有很多θ-Al2O3相，而1 300℃處理后氣凝膠能保持完整，無裂紋產生，比表面積仍能保持在55 m2/g。

雖然超臨界干燥方法能制備出性能優良、穩定性好的Al2O3-SiO2氣凝膠，但由于該方法所需設備價格昂貴、工藝控制條件極其嚴苛,且具有一定的危險性，因此不利于氣凝膠的規模化生產。

1.3.2 Al2O3-SiO2濕凝膠的常壓干燥

出于費用、設備和安全等方面考慮,一些研究者認為常壓干燥是實現氣凝膠工業化生產的探索方向。

常壓干燥是將經水解和縮聚形成的Al2O3-SiO2濕凝膠，通過溶劑替換，即利用表面張力小的有機溶劑替換醇凝膠中表面張力相對大的水,能夠減小濕凝膠孔隙中的毛細壓力(表2介紹了幾種常用溶劑20℃時的表面張力值[16])，然后將其浸泡在表面改性劑所配制的溶液中，如二甲基二氯硅烷(DMDCS)、甲氧基三甲基硅烷(TMMS)、三甲基氯硅烷(TMCS)等，從而完成疏水—R基團取代凝膠中的羥基(—OH)基團[32-34]。經過表面改性后的濕凝膠，可以在常壓下用普通烘干設備進行干燥，避免了使用高溫(高壓)等昂貴設備，使得氣凝膠材料的規模化生產成為可能。

表2 幾種常用溶劑在20℃時的表面張力值Table 2 Surface tension of several common solvents at 20℃

Aravind等[35]采用常壓干燥法制備出Al2O3-SiO2氣凝膠，并研究了Al/Si比和pH值對凝膠時間和凝膠結構的影響。

郭亞琴[36]以AlCl3·6H2O和TEOS為原料，經水解、縮聚和PO助凝后，形成凝膠，經過異丙醇置換和三甲基氯硅烷表面改性后，分別在60℃、80℃、100℃下逐級升溫干燥，制備出Al2O3-SiO2氣凝膠。經試驗結果表明：當Al/Si摩爾比為3∶1時，該氣凝膠的比表面積達到最大值703.51 m2/g，孔體積達到最大值2.685 cc/g，顆粒尺寸均勻分布，孔徑分布范圍相對較窄，熱導率達到0.039 W/(m·K)，經過1 200℃熱處理后，其網絡結構依然完整。

Ji等[37]以Al(NO3)3·9H2O和TEOS為前軀體，經水解、縮聚和PO助凝以及在干燥控制劑甲酰胺作用下，常壓制備出塊狀Al2O3-SiO2氣凝膠。試驗結果表明：該氣凝膠的比表面積為233.12～481.79 m2/g，密度為0.35～0.5 g/cm3,經過1 000℃熱處理30 min后，其比表面積仍為226.89～360.01 m2/g。

由于常壓干燥所采用的溶劑、表面處理方法等不同，得到的氣凝膠樣品會在孔體積、孔隙結構、比表面積等方面存在差異。常壓干燥與超臨界干燥得到的氣凝膠樣品的性質也會有所不同[38]，但不影響其在高溫下的性能。而常壓干燥方法所需時間較長，如何在不影響其使用性能的情況下通過改進其工藝條件，縮短其制備時間，是當前研究者對Al2O3-SiO2氣凝膠常壓制備的熱門研究方向之一。

2 Al2O3-SiO2氣凝膠的隔熱機理

Al2O3-SiO2氣凝膠的熱量傳遞主要由固相傳熱、氣相傳熱以及輻射熱傳導3種方式共同完成(不考慮固相傳熱與氣相傳熱之間的耦合效應)[39-40]，可以通過下式表示：

λ=λ1+λ2+λ3

(1)

式中：λ、λ1、λ2、λ3分別表示氣凝膠的總熱導率[W/(m·K)]、固相熱導率[W/(m·K)]、氣相熱導率[W/(m·K)]、輻射熱導率[W/(m·K)]。

2. 1 固相傳熱

固相傳熱主要取決于氣凝膠骨架結構和化學組成， 其傳熱過程可看成是聲子在氣凝膠骨架中的傳播。基于聲子擴散模型，固相熱導率λ1與氣凝膠的密度和聲速有關，其表達式為[41]

(2)

式中：λs為氣凝膠骨架熱導率[W/(m·K)]；ρ、ρs分別為氣凝膠的實際密度和骨架密度(g/cm3);v、vs分別為氣凝膠的實際密度和骨架密度所對應的縱向聲速(m/s)。

λ1=C·ρα

(3)

式中：α為標度系數，其值一般大于1，可由試驗測得;C為常數，其值可由試驗測得。

2. 2 氣相傳熱

氣凝膠材料中氣相傳熱包括氣相熱傳導和氣相熱對流。由于氣凝膠的孔徑大部分小于空氣分子的平均自由程(約為70 nm),因此對流傳熱效應可忽略不計，氣相傳熱僅需考慮氣體分子之間的熱傳導。氣凝膠中氣相傳熱可采用Kaganer等提出的公式來計算[41]：

(4)

式中：π為氣凝膠孔隙率(%)，其值可由試驗測得;λg為自由空間內的氣體熱導率[W/(m·K)]，其值可由試驗測得；β為與氣體種類和溫度相關的常數，約為2；Kn為Knudsen數，表示氣孔內氣體流態的物理量，一般由下式計算：

(5)

其中：lg為氣體分子平均自由程(nm)，約為70 nm；D為氣凝膠的孔徑(nm)，可由試驗測得。

2. 3 輻射傳熱

輻射傳熱是一種非接觸式的傳熱方式。在溫度較低時， 輻射傳熱不明顯，可忽略不計； 但是當外界溫度高于600℃時，輻射傳熱將在總的熱導率中占主導。Al2O3-SiO2氣凝膠的輻射熱傳導可按下式計算[44]：

(6)

式中：n為氣凝膠的有效折射系數，約等于1;Tm為平均溫度(℃)；δ為Stefan-Boltzmann常數，其值為5.67×10-8W/(m2·K4);e*為氣凝膠紅外消光系數(m2/kg)，其值由試驗測得；ρ為氣凝膠的密度(g/cm3)。

3 Al2O3-SiO2氣凝膠的發展趨勢

3. 1 降低Al2O3-SiO2氣凝膠的熱導率

由Al2O3-SiO2氣凝膠的隔熱機理可知，如降低Al2O3-SiO2氣凝膠熱導率需從固相、氣相以及輻射熱導率三個方面進行。

因氣凝膠固相熱導率與其密度相關，因此可以通過降低氣凝膠材料的密度來實現降低其固相熱導率的目的。但降低氣凝膠的密度也會導致其骨架強度的降低，因此在實際生產中，可通過調整原料配比及制備工藝，選擇適宜的密度，使氣凝膠固相熱導率與骨架強度之間達到平衡。

根據氣相傳熱機理可知，降低氣凝膠的孔隙率或縮小孔徑能降低其氣相熱導率，但孔隙率降低的同時，也會導致氣凝膠固相熱導率的增加。目前常利用減小自由分子之間碰撞的幾率來達到降低氣凝膠氣相熱導率的目的。

當處于高溫環境時，輻射熱導率在總的熱導率中占主導，因此減小輻射熱導率是降低Al2O3-SiO2氣凝膠熱導率的有效途徑。根據輻射傳熱機理可知，增加氣凝膠的消光系數是最有效的降低氣凝膠的輻射熱導率的方法之一。目前最常用的方法是在氣凝膠中引入遮光劑，如SiC、炭黑、TiO2、FeTiO3、Fe3O4等，以提高氣凝膠的消光系數，進而降低氣凝膠的熱導率[44～49]。如Xu等[50]以聚碳硅烷(PCS)、二甲苯(DMB)、莫來石纖維氈制備SiC纖維，并將其加入到Al2O3-SiO2溶膠中，經超臨界干燥(介質乙醇，溫度260℃，壓強10 MPa)方法制備出SiC/Al2O3-SiO2復合氣凝膠。經試驗結果表明：當二甲苯溶液中聚碳硅烷含量為10%時，制備的SiC纖維消光系數最高為56 m2/kg，且在1 000℃高溫下，SiC/Al2O3-SiO2復合氣凝膠的熱導系數為0.049 W/(m·K)，小于未添加SiC纖維的氣凝膠的熱導系數0.062 W/(m·K)，表明SiC纖維能增強Al2O3-SiO2氣凝膠的高溫隔熱性能。

3. 2 增強Al2O3- SiO2氣凝膠的力學強度和柔韌性

Al2O3-SiO2氣凝膠在具備諸多優點的同時，有些致命的缺陷限制了其廣泛應用，即機械強度低、力學性能差、脆性較大。為了擴大氣凝膠的使用范圍，越來越多的研究者開始著手關于增強Al2O3-SiO2氣凝膠力學強度和柔韌性方面的研究。

目前研究中主要通過在氣凝膠中添加纖維、碳顆粒或碳納米管以及硬硅酸鈣等來改善氣凝膠的力學性能。如劉旭華等[51]分別以碳納米管(CNTs)、莫來石纖維氈作為增強體，制備出Al2O3-SiO2氣凝膠復合材料。經試驗結果表明：純Al2O3-SiO2氣凝膠的壓縮強度為0.76 MPa，而在CNTs添加量為1.5%時，其壓縮強度提高了10.5倍，達到8.59MPa，可見CNTs能顯著提高Al2O3-SiO2氣凝膠的力學強度；莫來石纖維氈能增強Al2O3-SiO2氣凝膠的柔韌性，其彎曲強度為0.98 MPa、彎曲模量為114.9 MPa，同時莫來石纖維氈還能降低Al2O3-SiO2氣凝膠的高溫熱導率，當環境溫度為1 050℃時，其熱導率僅為0.098 W/(m·K)，而純Al2O3-SiO2氣凝膠的熱導率在800℃時就已達到0.141 W/(m·K)。

4 結 語

Al2O3-SiO2氣凝膠具有高孔隙率、高比表面積、低導熱系數等優良性能，在儲罐等高溫隔熱行業將會具有廣泛的應用前景。但目前關于Al2O3-SiO2氣凝膠隔熱材料的研究大多都是針對其制備工藝，尤其是超臨界干燥法，而對其常壓干燥方法制備、高溫隔熱性能、增強增韌工藝以及實際應用方面的研究相對較少。就目前的研究結果來看，改變制備工藝或摻雜添加劑改性等方法對簡化其常壓制備時間、提高其高溫隔熱性能以及增強增柔的效果仍不十分理想。Al2O3-SiO2氣凝膠如何進一步簡化制備工藝和提高其高溫隔熱性能及力學強度，并擴大其使用范圍，已成為其未來應用研究的方向之一，具有十分重要的實際意義。

參考文獻：

[1] 郭文杰,何笑冬.LPG儲罐復雜火災環境下熱響應模擬[J].廣州化工,2017,45(13):150-152.

[2] 趙金龍,黃弘,屈克思,等.基于數值模擬的大型原油儲罐熱輻射響應研究[J].中南大學學報(自然科學版),2017,48(6):1651-1658.

[3] 姚壽廣,閆興武,葉勇,等.某型船用LNG儲罐熱響應仿真研究[J].江蘇科技大學學報(自然科學版),2016,30(2):136-141.

[4] 宗輝.罐區儲罐群失效概率及風險評價研究[D].南京：東南大學,2016.

[5] 邢志祥,楊乃軍,趙壘.噴射火災環境下LPG儲罐熱響應規律模擬研究[J].工業安全與環保,2015,41(10):42-45.

[6] 邢志祥,趙壘,歐紅香,等.火災中液化氣儲罐熱響應CFD模擬的UDF程序設計[J].安全與環境學報,2015,15(4):113-117.

[7] Kistler S S.Coherent expanded aerogels and jellies[J].Nature,1931,127:741．

[8] 李俊寧,胡子君,李增耀,等.納米超級隔熱材料的設計與制備[J].宇航材料工藝,2013,43(2):26-30.

[9] Du A,Zhou B,Zhang Z,et al.A special material or a new state of matter:A review and reconsideration of the aerogel[J].Materials,2013,6(3):941-968.

[10]吳宇,沈軍,祖國慶,等.耐高溫Al2O3基氣凝膠的制備和特性研究[J].南京工業大學學報(自然科學版),2016,38(2):15-19.

[11]王妮,任洪波.不同硅源制備二氧化硅氣凝膠的研究進展[J].材料導報,2014,28(1):42-45,58.

[12]Karmakar B,De G,Ganguli D.Dense silica microspheres from organic and inorganic acid hydrolysis of TEOS[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2000,272(2/3):119-126.

[13]Dumeignil F,Sato K,Imamura M,et al.Modification of structural and acidic properties of sol-gel-prepared alumina powders by changing the hydrolysis ratio[J].AppliedCatalysisAGeneral,2003,241(1/2):319-329.

[14]Bhagat S D,Hirashima H,Rao A V.Low density TEOS based silica aerogels using methanol solvent[J].JournalofMaterialsScience,2007,42(9):3207-3214.

[15]劉旭華.Al2O3-SiO2氣凝膠及其高溫隔熱復合材料的制備與性能研究[D].上海：華東理工大學,2016.

[16]孫豐云,林金輝,任科法.常壓制備SiO2氣凝膠的研究進展[J].材料科學與工程學報,2016,34(4):661-666.

[17]連婭,沈軍,祖國慶,等.ZrO2-Al2O3復合氣凝膠的制備與表征[J].硅酸鹽學報,2015,43(11):1656-1662.

[18]高慶福，馮堅，張長瑞，等.陶瓷纖維增強氧化硅氣凝膠隔熱復合材料的力學性能[J].硅酸鹽學報，2009,37(1):1-5.

[19]Yang H L,Ni W,Liang T,et al.Preparation and characterization of nanoporous super insulation materials reinforced with aluminum silicate fiber[J].JournalofMaterialsEngineering,2007,25(7):63-66.

[20]郭玉超,馬寅魏,石多奇,等.莫來石纖維增強SiO2氣凝膠復合材料的力學性能試驗[J].復合材料學報,2016,33(6):1297-1304.

[21]He J,Li X,Su D,et al.High-strength mullite fibers reinforced ZrO2-SiO2,aerogels fabricated by rapid gel method[J].JournalofMaterialsScience,2015,50(22):7488-7494.

[22]Parmenter K E,Milstein F.Mechanical properties of silica aerogels[J].JournalofNon-CrystallineSolids,1998,223(3):179-189.

[23]Nelson R T.EffectsofPressure,TemperatureandGelThicknessontheKineticsofSupercriticalCO2DryingofSilicaAlcogel[D].USA:Tufts University,2014.

[24]陳德平,侯柯屹,王立佳,等.超級絕熱型防火材料的研究進展及其在城市地下空間的應用展望[J].工程科學學報,2017(6):811-822.

[25]Osaki T,Nagashima K,Watari K,et al.Silica-doped alumina cryogels with high thermal stability [J].JournalofNon-CrystallineSolids,2007,353 (24):2436-2442.

[26]Horiuchi T,Osaki T,Sugiyama T,et al.Maintenance of large surface area of alumina heated at elevated temperatures above 1300 °C by preparing silica-containing pseudoboehmite aerogel[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2001,291(3):187-198.

[27]Aravind P R,Mukundan P,Pillai P K,et al.Mesoporous silica-alumina aerogels with high thermal pore stability through hybrid sol-gel route followed by subcritical drying[J].Microporous&MesoporousMaterials,2006,96(1/2/3):14-20.

[28]馮堅,高慶福,武緯,等.硅含量對Al2O3-SiO2氣凝膠結構和性能的影響[J].無機化學學報,2009,25(10):1758-1763.

[29]吳曉棟,邵高峰,吳君,等.無機鋁鹽法制備Al2O3-SiO2復合氣凝膠隔熱材料[J].南京工業大學學報(自然科學版),2016(2):7-14.

[30]Wu X D,Shao G F,Cui S,et al.Synthesis of a novel Al2O3-SiO2,composite aerogel with high specific surface area at elevated temperatures using inexpensive inorganic salt of aluminum[J].CeramicsInternational,2016,42(1):874-882.

[31]巢雄宇,袁武華,石清云,等.SiO2摻雜Al2O3氣凝膠改性研究[J].現代技術陶瓷,2017,38(2):114-121.

[32]Rao A V,Pajonk G M,Bhagat S D,et al.Comparative studies on the surface chemical modification of silica aerogels based on various organosilane compounds of the type RnSiX4-n[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2004,350:216-223.

[33]Land V D,Harris T M,Teeters D C.Processing of low-density silica gel by critical point drying or ambient pressure drying[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2001,283(1/2/3):11-17.

[34]何飛，郁萬軍，方旻翰，等.基于雙硅氧烷先驅體制備的氧化硅基氣凝膠研究進展[J].無機材料學報，2015,30(12):1243-1253.

[35]Aravind P R,Shajesh P,Smitha S,et al.Nonsupercritically dried silica-alumina aerogels—effect of gelation pH[J].JournaloftheAmericanCeramicSociety,2008,91(4):1326-1328.

[36]郭亞琴.Al2O3氣凝膠及復合材料的制備與性能研究[D].廣州：華南理工大學,2016.

[37]Ji X F,Zhou Q B,Qiu G,et al.Synthesis of an alumina enriched Al2O3-SiO2aerogel:Reinforcement and ambient pressure drying[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2017,471:160-168.

[38]Land V D,Harris T M,Teeters D C.Processing of low-density silica gel by critical point drying or ambient pressure drying[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2001,283(1/2/3):11-17.

[39]吳曉棟,崔升,王嶺,等.耐高溫氣凝膠隔熱材料的研究進展[J].材料導報,2015,29(9):102-108.

[40]徐廣平,何江榮,宋一華.Al2O3纖維增強SiO2氣凝膠復合材料的制備及其隔熱機理[J].材料導報,2013,27(2):112-115,120.

[41]Lee O J,Lee K H,Yim T J,et al.Determination of mesopore size of aerogels from thermal conductivity measurements[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2002,298(2/3):287-292.

[42]Wang J.Monolithic silica aerogel insulation doped with TiO2powder and ceramic fibers[J].JournalofNon-CrystallineSolids,1995,186(2):296-300.

[43]Fricke J,Tillotson T.Aerogels:Production,characterization,and applications[J].ThinSolidFilms,1997,297(1/2):212-223.

[44]Kuhn J,Gleissner T,Arduini-Schuster M C,et al.Integration of mineral powders into SiO2aerogels[J].JournalofNon-CrystallineSolids,1995,186(2):291-295.

[45]方文振,張虎,屈肖迪,等.遮光劑對氣凝膠復合材料隔熱性能的影響[J].化工學報,2014(S1):168-174.

[46]趙俊杰,段遠源,王曉東,等.紅外遮光劑顆粒的光學和輻射特性分析[J].熱科學與技術,2012(4):283-288.

[47]Wang X D,Sun D,Duan Y Y,et al.Radiative characteristics of opacifier-loaded silica aerogel composites[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2013,375(3):31-39.

[48]Feng J.Nano silica porous thermal insulating material with SiC as infrared opacifier[J].AerospaceMaterials&Technology,2009,39(1):38-41.

[49]Dou B J,Li J J,Wang Y F,et al.Adsorption and desorption performance of benzene over hierarchically structured carbon-silica aerogel composites[J].JournalofHazardousMaterials,2011,196:194-200.

[50]Xu L,Jiang Y,Feng J,et al.Infrared-opacified Al2O3-SiO2aerogel composites reinforced by SiC-coated mullite fibers for thermal insulations[J].CeramicsInternational,2015,41(1):437-442.

[51]劉旭華,賈獻峰,王際童,等.碳納米管增強Al2O3-SiO2氣凝膠制備及性能研究[J].化工新型材料,2017,45(5):244-246.