陶瓷气凝胶因为其低密度和热导率,化学和热力学慵懒,高孔隙率和大表面积等优异特性而被认为是杰出的隔热资料。但是这些陶瓷气凝胶多为刚性和脆性,在开裂之前只要细微的弹性变形,因而进步陶瓷气凝胶的机械稳定性和热稳定性就成为其在隔热范畴进一步开展使用的首要研讨。

近期,哈尔滨工业大学的Hui Li等人和加州大学洛杉矶分校的黄昱、段镶锋协作组成了具有超轻、高力学强度和超级隔热三大特色的氮化硼(hBNAGs)以及碳化硅(βSiCAGs)陶瓷气凝胶资料。在这项研讨中,规划并组成的陶瓷气凝胶具有纳米双层玻璃壁的双曲线结构,而且其具有负泊松比(-0.25)和负的线性热膨胀系数(-1.8×10-6 /°C)。此种气凝胶超低密度可达~0.1毫克/立方厘米,超弹性高达95%,在剧烈热冲击(275°C /秒)或1400摄氏度的强热应力下几乎没有强度丢失,以及其真空中的超低导热系数为(~2.4 mW / m·K),空气中的导热系数为(~20 mW / m·K)。因而这种巩固的资料体系十分适用于极点条件下的超热绝缘,例如在航天器范畴中的使用等。

陶瓷气凝胶资料的规划与制备进程

首要制作石墨烯气凝胶当作模板,然后在模板上成长hBN层。终究得到hBN(2D陶瓷)原子薄壁双曲气凝胶,其间相互连接的有晶格缺点的原子级超薄平面构成蜂窝网络。

该种气凝胶具有负泊松比(-0.25)和负的线性热膨胀系数(-1.8X10-6 per ℃),超高力学性能和超低导热性,这些特色使之在极点条件下具有杰出的使用远景。