金属醇盐法制备Ta2O5气凝胶

 以乙醇钽为前驱物,采用金属醇盐溶胶-凝胶技术,获得了Ta₂O₅湿凝胶,分析了不同条件下的溶胶-凝胶过程,并初步探讨了凝胶过程机理。Ta₂O₅的溶胶-凝胶过程主要受到水量、催化剂用量及钽源浓度等因素的影响：体系在强酸性条件下凝胶,且随着酸性的增强,体系凝胶时间明显缩短;当水量较少时,凝胶时间随水量的增加而增加,但当水量增加到一定程度时,体系凝胶时间基本不变;实验证明,通过增大溶剂用量,体系凝胶时间延长,气凝胶理论密度降低。通过对溶胶-凝胶过程的控制,结合超临界干燥技术,获得了密度低至44 mg/cm³的Ta₂O₅气凝胶样品。     

PMMA/SiO_2透明块体材料的制备及其热性能

以正硅酸乙酯为前驱体,采用无溶剂水解技术,制备出了均一、稳定、透明的SiO_2溶胶,通过透射电子显微镜分析,粒径在100 nm左右;在溶胶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偶氮二异丁腈(AIBN),采用热固化制备了透明的块体PMMA/SiO_2杂化材料,通过差热(DSC)和热重分析(TGA)研究了杂化材料的热性能. DSC结果表明,当体系中的SiO_2质量分数超过20%时,杂化材料无明显的玻璃化转变现象. TGA结果表明,杂化材料的分解温度提高约110 ℃. 透射电子显微镜观察结果表明,无机相均匀分散在有机相中,两相之间没有明显的相分离现象.     

块状Ta2O5-TiO2复合气凝胶的制备与表征

 以乙醇钽、钛酸丁酯为原料,以乙醇为溶剂,通过溶胶-凝胶法及超临界干燥成功制备了Ta₂O₅-TiO₂复合气凝胶。用场发射扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、扫描电镜模式下的电子能谱仪（EDS）以及比表面积吸附仪（BET）对其进行表征。结果表明:该气凝胶是由粒径在nm量级的Ti和Ta的羟基氧化物胶体颗粒堆积而成的低密度、高比表积的多孔网络结构材料,孔径分布主要集中在5~15 nm,比表面积为492.9 m²/g,密度为90 mg/cm³左右。     

PMMA/SiO_2/OV-POSS杂化材料的制备与表征

以乙烯基三氯硅烷为原料水解制得八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OV-POSS),将其与经KH570改性的SiO2溶胶和甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合均匀,采用热固化的方法制得PMMA/SiO2/OV-POSS杂化材料,通过透射电镜、红外谱图、差热分析和热重分析对材料的微观结构以及热性能进行表征,结果表明:杂化材料结构均匀,有机相和无机相之间通过双键聚合的方式形成了共价键;杂化材料耐热性好,玻璃化转变温度比纯PMMA提高约72℃,分解温度提高约121℃。     

触发电压对±100 kV多级多通道开关性能的影响

研制了一种用于快脉冲直线型脉冲变压器的±100 kV多级多通道火花开关,研究了触发电压极性、幅值对多级多通道火花开关触发性能的影响,分析了不同触发电压下开关各部分延时及抖动。研究结果表明:触发电压的极性对双极性多级多通道火花开关触发性能影响较小;开关的触发放电延时和抖动随着触发电压的增大而减小。进一步分析了多级多通道火花开关的触发击穿模式以及影响开关击穿延时和抖动的主要因素,提出了减小开关触发击穿延时及抖动的技术途径。     

铜基氧化物气凝胶的制备与表征

 以CuCl₂·2H₂O为前躯体,环氧丙烷为凝胶促进剂,制得了铜基氧化物气凝胶。通过场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、X射线衍射、红外谱图及N₂吸附等方法,对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：室温下合成的铜基氧化物气凝胶呈现3维网络状结构,其骨架由大量微小晶粒组成,颗粒粒径为几nm;随处理温度的升高,体系中的有机相逐渐被灼烧完全,气凝胶也由3维网络状结构转变为致密结构;气凝胶随温度升高不断变化,并最终生成氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明气凝胶具有较高的比表面积,为386 m²/g。     

块状TiO2气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构

 对块状TiO₂气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构进行了实验研究,结果发现：增加催化剂的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度降低,强度提高;增加前驱体的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度变化不大,强度提高;增加水量,凝胶化时间先缩短后增加,湿凝胶透明度先减小后增加,强度先增加后减小。利用扫描电镜对超临界干燥法制备的不同催化剂量和密度的块状TiO₂气凝胶的结构进行了表征,并对结构与溶胶-凝胶过程之间的联系进行了分析。结果表明：增加催化剂量,由于缩聚反应进行的程度提高,气凝胶粒子粒径较小且总的孔径较大。减小前驱体量,气凝胶粒子粒径增大且结构逐渐疏松。     

基于TaCl5的Ta2O2气凝胶制备工艺

 主要介绍了以TaCl₅为前驱体,低分子醇类为溶剂,分别采用环氧丙烷和环氧氯丙烷作为凝胶促进剂制备Ta₂O₂湿凝胶,湿凝胶经过CO₂超临界干燥而获得白色Ta₂O₂气凝胶。透射电镜图谱表明气凝胶是由粒度为10～20 nm的颗粒堆积而成。N₂等温吸附-脱附分析表明,气凝胶的比表面积为800～900 m²/g。     

紫外光固化聚丙烯酰/SiO2有机/无机杂化气凝胶制备

 采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷制备了UV固化的有机/无机杂化湿凝胶。湿凝胶经CO₂超临界干燥后即得到相应的杂化气凝胶,气凝胶经场发射扫描电子显微镜,高分辨透射电镜分析表明：构成气凝胶3维珍珠链结构的骨架的颗粒尺寸为20～30 nm,骨架上具有5～10 nm的孔洞结构,骨架颗粒有机、无机组分间没有明显的相界面。气凝胶的比表面积、吸附特性和微观孔结构采用经典的N₂吸附法获得,结果表明气凝胶比表面积为520.9 m²/g,孔洞结构主要由50 nm以下的介孔所构成。     

不同酸催化条件下Ta2O5气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶技术,以乙醇钽为前躯体,乙醇为溶剂,分别以盐酸、硝酸、硫酸为催化剂,结合CO2超临界干燥技术制备了Ta2O5气凝胶。研究发现:硫酸作催化剂的体系,其胶凝时间远远小于其他体系,且溶剂交换及超临界干燥过程中的收缩开裂现象明显改善;扫描电镜分析结果显示,硫酸为催化剂制备的Ta2O5气凝胶骨架颗粒间存在较严重的团簇现象,比表面积约167 m2/g,明显低于以盐酸、硝酸为催化剂的体系。X射线光电子能谱测试结果显示,Ta2O5气凝胶中无相应的Cl元素或N元素残留,而S元素则基本上滞留在Ta2O5气凝胶中。说明S元素进入了Ta-O-Ta交联结构,正是因为这种结构的引入,Ta2O5气凝胶的收缩龟裂现象得以明显改善并呈现出相对较高的力学性能。