无裂痕SiO2气凝胶的制备方法：聚多硅氧烷关键

"聚多硅氧烷为硅源的无裂痕块状气凝胶制备 (2011年)" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要探讨了如何利用聚多硅氧烷（PEDS）作为硅源，成功制备出无裂痕的块状SiO2气凝胶。在传统的SiO2气凝胶制备过程中，凝胶在老化和干燥阶段容易发生开裂，这影响了其性能和应用。作者通过调整水的用量，控制凝胶的形成和老化过程，实现了对凝胶内部应力的有效释放，从而避免了裂痕的产生。 研究发现，低水用量能够制备出具有较高柔性的湿凝胶，这是因为低水含量使得凝胶的孔结构更为灵活，能够更好地适应收缩产生的内应力。当H2O与PEDS中Si原子的摩尔比值为0.5时，这种优化的水含量条件在H2O体积分数为20%的乙醇老化液中老化后，可以得到完整无裂痕的气凝胶。这一发现对于提高气凝胶的整体质量和稳定性具有重要意义。 为了进一步验证所制备气凝胶的微观结构和性质，研究者使用了高分辨透射电镜（HRTEM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行观察。结果显示，气凝胶由约5-8nm的颗粒串联形成的线状结构体构成，这揭示了其独特的纳米级网状结构。此外，差示扫描量热质量损失仪（DSC-TG）分析表明，气凝胶除了表面吸附少量的乙醇分子，还含有Si-OC2H5基团和Si-OH基因，这些化学键的存在影响了气凝胶的物理性能。 论文还讨论了所制备气凝胶的导热系数和抗压强度。测量结果表明，气凝胶的导热系数在0.0281-0.0381W/(m·K)之间，这是一个相对较低的数值，证明了其优异的隔热性能。同时，气凝胶的抗压强度也得到了关注，这对于实际应用中的结构稳定性至关重要。 关键词包括聚多硅氧烷、气凝胶、导热系数、抗压强度以及网状纳米结构，这些关键词突出了研究的核心内容。该研究对于理解和改进气凝胶的制备工艺，以及开发高性能的隔热材料具有理论和实践价值。 这篇论文通过创新的工艺，利用PEDS为硅源，成功制备出无裂痕的SiO2气凝胶，并对其微观结构和性能进行了深入研究，为未来气凝胶的研究和应用提供了新的思路和方法。