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低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究
  • ISSN号:1000-6931
  • 期刊名称:原子能科学技术
  • 时间:0
  • 页码:1170-1176
  • 语言:中文
  • 分类:O648[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划资助项目(2010AA8041016A); 国家自然科学基金资助项目(50802064); 上海市科委纳米专项资助项目(0952nm00900); 新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-08-0405)
  • 相关项目:疏水型纤维增强气凝胶复合材料及吸附特性
中文摘要:

ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚(R)和甲醛(F)作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度(〈50mg/cm^3)碳气凝胶,最低密度为36mg/cm^3。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1 217m^2/g;在-120~200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m·K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。

英文摘要:

It is great important that the mechanical,thermal properties and structure of extreme density carbon aerogel will directly affect its application scope,since carbon aerogel with adjustable structure and density are designed as a conventional target in ICF research and X laser experiment.Low-density(36 mg/cm^3) resorcinol-formaldehyde carbon aerogel was fabricated by improving the traditional synthesis technique and adjusting the parameters of reactants.Field emission scanning electron microscope,X-ray diffractometer,BET and simultaneous thermal analyzer were used to observe the microstructure of low-density carbon aerogel,while dynamic mechanical analyzer,electronic tensile tester and thermal constant analyzer were used to characterize its properties.The research shows that the low-density carbon aerogel processes the unique pearl necklace-like nano network with homogametic nanoparticle of about 70 nm.Its specific surface area is 1 217 m^2/g before activation.It is a perfect elastic material with stable mechanical properties.Its Young's modulus is only 0.375 MPa from-120 ℃ to 200 ℃,much less than that of the regular density carbon aerogel.Its thermal conductivity is as low as 0.05 W/(m·K) at ambient conditions,which has been greatly improved from the conventional carbon aerogels.

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期刊信息
  • 《原子能科学技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国核工业集团公司
  • 主办单位:中国原子能科学研究院
  • 主编:万钢
  • 地址:北京市275-65信箱
  • 邮编:102413
  • 邮箱:yzk@ciae.ac.cn
  • 电话:010-69358024 69357285
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6931
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2044/TL
  • 邮发代号:82-161
  • 获奖情况:
  • 1991年全国首届国防科技期刊评比一等奖,“四通杯”北京优秀期刊全优期刊奖和全国优秀期刊...,“八五”期间优秀国防科技期刊奖,2011年“百种中...
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:7776