导热系数W/(m·K) 0。043 0。052-0。07 0。05-0。075 0。040-0。045

与大多数多孔材料的热传导方式不同，除了气相传热和对流传热无法进行外，固相传热和热辐射也因SiO2气凝胶的结构性能被限制。

SiO2气凝胶具有孔隙率高和固含量低的特点，因此，其密度较低，也具有很低的故乡热导率。SiO2气凝胶与传统绝热材料相比，最大的优势就是在满足相同隔热需求的情况下，它能同时具有轻质、体积小等特点。静止空气在常温常压下的热导率为0。026 W/(m·K)，而SiO2气凝胶的热导率更低，通常小于0。013 W/(m·K)，因此它也是现今发现的热导率最小的固体材料。纳米介孔SiO2气凝胶是现在一种新型隔热环保材料，其使用温度高达1000℃，在高温下稳定不会产生有害物质，将会给汽车、建筑、家电等领域带来一场新的变革。

1。2。2 SiO2气凝胶的在建筑及工业上的应用情况

在建筑领域，极佳的绝热性能和优良的透光度给块状SiO2气凝胶的发展带来了更多的可能性，在建筑玻璃上的应用就是其典型实例。欧洲瑞典的 Airglass 公司生产出了尺寸为 55cm×55cm×2cm 的SiO2气凝胶透明玻璃面板[27]，为气凝胶在该领域的实际应用开创了先例，建筑能耗也大大降低。SiO2气凝胶颗粒的优势在于其保温隔热性能很好，而且价格低廉，这有效弥补了其在透光性方面的劣势。所以应用于建筑屋顶及墙体也同样大幅度降低建筑能耗，为建筑围护结构采用的隔热保温材料开辟的新的道路[8]。

在工业领域，SiO2绝热材料可用于加热或冷却系统的管道保温[28]，绝热和疏水性在满足管道保温效果的同时，降低了系统能耗，也良好的适应了工业生产的一系列条件。此外，SiO2气凝胶还是很好的催化剂，在声阻材料方面也有发挥了其极大的优势，发展迅速，收到广泛的关注。

1。3 SiO2气凝胶的制备工艺

SiO2气凝胶的制备主要分为溶胶-凝胶、陈化、干燥三个阶段。首先用酸碱两步法催化得到湿凝胶；接着，是凝胶的陈化过程，其过程为增强凝胶骨架，去除孔隙中的并进行表面改性处理；最后，是对处理后的湿凝胶进行烘干，目的是除去凝胶孔隙中的溶剂并保持孔隙结构的完整性，目前干燥方法主要有常压干燥法、超临界干燥法、真空冷冻干燥法等。

本课题主要研究低成本简单工艺制备SiO2气凝胶的方法，实验中所选择的硅源为廉价水玻璃，并在干燥过程采取最为简单的方法，因此，本课题重点是优化产品的配方，对影响产品性能的参数如水玻璃的类型、陈化时间条件等进行详细的研究，从而优选出最佳的产品。论文网

1。3。1 溶胶-凝胶工艺

溶胶，就是在液态中处于分散和悬浮条件下的固体微粒不间断的进行无规则运动的一种状态；凝胶，就是交联微粒的结构孔隙中充满液体的一种状态[7]。

溶胶-凝胶工艺过程可概括为两个阶段：1）水解过程，易水解的金属醇盐或无机盐类原材料在特定溶剂中和水发生反应形成活性单体的过程；2）聚合过程，第一步水解所得到的活性单体发生聚合反应，缩聚而形成湿凝胶。

1。3。2 凝胶的陈化工艺

陈化处理，即在pH值在8-9左右醇、水或者等比例的起始溶液中，将凝胶静置其中浸泡，这一过程可以使凝胶的强度显著增强。陈化过程反应机理有两种分别是小颗粒之间的聚集以及小颗粒在大颗粒表面的再次沉积。

将制备好的湿凝胶进行陈化，其主要目的是增加凝胶骨架的强度，使凝胶组织更为完整均匀。为了规避陈化过程带来的缺点，避免气凝胶导热系数、比表面积降低，陈化时间不宜过长。