气凝胶 的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构,拥有极高孔 洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率,其体密度在0.003-0.500 g/cm-3 范围内可调。(空气的密度为0.0129 g/cm-3)。 气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和超临界干燥处理构成。在溶胶凝胶过程 中,通过控制溶液的水解和缩聚反应条件,在溶体内形成不同结构的纳米团簇, 团簇之间的相互粘连形成凝胶体,而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后 剩余的液态试剂。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的 破坏,采用超临界干燥工艺处理,把凝胶置于压力容器中加温升压,使凝胶内的 液体发生相变成超临界态的流体,气液界面消失,表面张力不复存在,此时将这 种超临界流体从压力容器中释放,即可得到多孔、无序、具有纳米量级连续网络 结构的低密度气凝胶材料。 气凝胶内含大量的空气,典型的孔洞线度在l—l00 纳米范围,孔洞率在80% 以上,是一种具有纳米结构的多孔材料,在力学、声学、热学、光学等诸方面均 显示其独特性质。它们明显不同于孔洞结构在微米和毫米量级的多孔材料,其纤 细的纳米结构使得材料的热导率极低,具有极大的比表面积.对光、声的散射均 比传统的多孔性材料小得多,这些独特的性质不仅使得该材料在基础研究中引起 人们兴趣,而且在许多领域蕴藏着广泛的应用前景。 在作为隔热材料方面。硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激 发的传播,其固态热导率比相应的玻璃态材料低 个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。