气凝胶调研报告1. 目的理解气凝胶的基本信息、研究现状、应用现状以及国内有关厂家的信息，寻找其在功效玻璃上的应用。2. 气凝胶概述2.1 气凝胶的概念凝胶（gel）指的是溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状构造，构造空隙中充满了液体作为分散介质的特殊分散体系[1]。气凝胶（aerogel）指的是当凝胶脱去大部分溶剂，凝胶中液体含量比固体含量少得多，或者凝胶的空间网状构造中充满的介质是气体时，即湿凝胶中液体被气体取代同时保持网络构造，外表呈现固体状的物质称为气凝胶，普通又称为干凝胶（xerogel）[2]。但是从严格的定义上来讲，气凝胶与干凝胶并非同一概念。有文献指出，湿凝胶通过超临界干燥得到的是气凝胶，通过常压干燥得到的是干凝胶；气凝胶是块状构造，而干凝胶普通是粉体或者颗粒[3]。图 1 气凝胶2.2 气凝胶的发展气凝胶最早问世于 1931 年，由美国斯坦福大学的 Samuel Stephens. Kistler[4]运用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术水解水玻璃的办法制备出含有完整网络构造的硅气凝胶，同时研究了硅气凝胶的性质，并预言气凝胶在催化、隔热、玻璃和陶瓷等领域的应用，但是由于受到制备工艺的限制，并未得到人们的足够重视。1966 年，J. B. Peri[5]运用硅脂经一步溶胶凝胶法制备出氧化硅气凝胶，推动了气凝胶的发展。1974 年粒子物理学家 Cantin[6]等初次报道了较 SiO2 气凝胶应用于切伦科夫探测器探测高能粒子。80 年代，Tewari[7]对湿凝胶的干燥工作进行研究，推动了硅气凝胶的商业化过程。国内最早于 1955 年，由同济大学波尔固体物理研究所对气凝胶展开研究。随即，清华大学、东华大学等高校也对气凝胶展开研究。2.3 气凝胶的分类按其组分，气凝胶可分为单组分气凝胶，如 SiO2、Al2O3、TiO2、炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如 SiO2/Al2O3、SiO2/TiO2 等。现在研究最广泛、进一步的气凝胶是单组分的 SiO2 气凝胶和炭气凝胶；其中以 SiO2气凝胶的应用最为广泛[8]；炭气凝胶由于制备工艺复杂、原料昂贵、生产周期长等，产业化困难、市场难以接受[3]。2.4 SiO2 气凝胶的性质气凝胶也含有凝胶的性质，即膨胀作用、触变作用、离浆作用。另外，气凝胶还含有下列性质[9, 10]：1)极高的孔隙率：孔隙率可高达 99.8%，如果将 1 立方厘米的气凝胶拆开，可将一种足球场填满；2)纳米级空隙（~20nm）、三维纳米骨架颗粒（2~5nm）；3)高比表面积，可高达 1000...
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