摘要: 隔热材料是一类具有低密度、低热导率和一定耐热能力的可阻滞热流传递的功能材料。传统的纤维类隔热材料通常由微米级纤维相互搭接而成，纤维间存在微米级孔隙。由于纤维彼此间的相互缠结和搭接，使纤维类隔热材料通常具有较好的力学性能，并可在较宽... 展开 隔热材料是一类具有低密度、低热导率和一定耐热能力的可阻滞热流传递的功能材料。传统的纤维类隔热材料通常由微米级纤维相互搭接而成，纤维间存在微米级孔隙。由于纤维彼此间的相互缠结和搭接，使纤维类隔热材料通常具有较好的力学性能，并可在较宽温度范围内实现应用。如果将纤维尺度从微米级降低到纳米级，则会进一步增加纤维间固相传递通路的复杂性，降低材料的孔隙尺寸，减少孔隙间热流的气象传递，从而提高材料的隔热性能。 本文以水热法合成的一维勃姆石纳米棒为基础构建单元，通过纳米棒彼此间的相互搭接和缠结构成气凝胶的骨架结构，进而改变传统的以颗粒堆积形式的气凝胶构成方式。这在一定程度上可突破传统意义上的气凝胶结构形式，具有一定的理论和实验意义。 选用仲丁醇铝(aluminum tri-sec-butoxide，ASB)作为铝源，采用溶胶?凝胶法和水热法合成了勃姆石纳米棒。通过讨论水热温度、水热时间、乙酸含量、乙醇含量和搅拌条件等对合成勃姆石纳米棒的影响，分析了纳米棒的一维生长规律。研究结果表明，水热温度和乙酸含量对勃姆石纳米棒一维结构的生长具有较好的促进作用。而水热时长、乙醇含量等条件对勃姆石纳米棒一维结构的生长影响较小。耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics，DPD)模拟结果显示，在溶剂与溶胶颗粒的相互排斥与剪切作用的共同影响下，搅拌速度越高，勃姆石的定向生长趋势越大。 以获得的两种勃姆石纳米棒为基元材料，采用溶胶?凝胶法和冷冻干燥法，在壳聚糖的辅助下，制备了具有不同微观结构的勃姆石纳米棒气凝胶，并对其组织结构和性能进行了测试与表征。结果表明，较软较长的纳米棒以附着于壳聚糖表面的形式存在，较硬较短的纳米棒以自行搭接形式存在。壳聚糖辅助形成的复合气凝胶中，勃姆石晶体结构未发生改变，并且会阻止壳聚糖的结晶。勃姆石纳米棒搭接方式的差异造成气凝胶具有不同的孔结构特征。CHI-160样品比表面积更大，平均孔径更小。同时，较短纤维制备的气凝胶具表现出了较好的热稳定性。随着壳聚糖含量的增加，复合气凝胶的压缩力学性能逐渐增加，热导率呈下降趋势。CHI-160样品较CHI-200具有更高的压缩强度与压缩模量，并具有更低的热导率。 收起