纳米孔隙度对气凝胶力学性能的影响及其在复合材料结构中的应用

新出版的书章-http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-31662-8_4气凝胶是一种具有纳米孔结构的超轻固体，是目前市场上最轻的材料之一。它是一种干凝胶，主要由99.8%的空气组成，重量大约是空气的三倍。1931年，当Kistler (J Phys Chem 36:52-64, 1932)试图从湿凝胶中除去液体时，第一个气凝胶被实现。它开始于一个假设的测试，即果冻中的液体可以被气体取代，以避免湿凝胶的崩溃。他假设可以缓慢膨胀凝胶中的超临界流体，从而获得充满空气的不塌陷凝胶结构。他随后成功地生产了密度在20-100 kg/m3之间的二氧化硅气凝胶，以及氧化铝、钨、铁和锡氧化物的气凝胶。如今，二氧化硅气凝胶因其重量轻和优异的隔热性能而被广泛应用于纳米复合材料中。在本章中，我们记录了一些我们最近开发的二氧化硅气凝胶填充的碳复合材料夹层结构，并通过数值研究了使二氧化硅气凝胶具有极端绝缘性能的潜在机制，特别是孔隙大小如何发挥主要作用。