SiO2气凝胶空心微球制备初步研究
本论文中主要通过溶胶-凝胶法制备适用于ICF的低密度SiO2气凝胶，在制备低密度SiO2气凝胶的基础上利用微流体技术制备SiO2气凝胶空心微球。对制备的低密度气凝胶和空心微球用扫描电镜，透射电镜，显微镜等进行表征。
首先，以TEOS为前驱体，用酸碱两步法在乙醇体系中制备低密度的SiO2气凝胶。将TEOS:乙醇：水：催化剂（HC1或HNO3）按一定的比例混合，反应一定时间后用氨水调节反应体系的pH值在4～7之间，转入模具，待湿凝胶后老化3～6天，用乙醇浸泡，将乙醇浸泡后的凝胶转入超临界干燥釜中干燥即得SiO2气凝胶样品。用乙醇体系制备的SiO2气凝胶样品密度在20mg/cm3～150 mg/cm3之间，可用于ICF实验作为靶材的填充层，实验过程中采用场发射扫描电镜(FESEM)，高分辨率透射电镜(HRTEM)以及气体吸附仪对制备的SiO2气凝胶结构进行表征分析。
随后，在SiO2气凝胶块体材料制备的基础上，对微流体技术制备SiO2空心微球进行初步研究。通过文献调研，并结合实验室现有的技术基础，根据微流体原理，搭建了双T微通道装置，用于制备SiO2空心微球。以TEOS为前驱体，将前驱体反应溶液作为中间水相，聚二甲基硅油作为内油相和外油相，通过调节三相的流速，制备了直径0.5～2.Omm，壁厚0.030～0.180mm的SiO2空心微球。同时讨论了T型装置对微乳粒尺寸的影响因素，选择水平恒温水浴的方式提高双重微乳粒的存活率。选择乙醚溶剂置换微乳粒内部的硅油，采用CO2超临界干燥方式干燥SiO2湿凝胶微球，这两步过程中，微球的直径和壁厚均有一定的收缩，溶剂交换前后的直径和壁厚平均收缩率分别为9.78％和6.5％，干燥前后的直径和壁厚的平均收缩率分别为3.75％和2.94％。最后，采用光学显微镜、场发射扫描电镜(FESEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)等对SiO2空心微球的尺寸和形貌进行了表征，结果表明，SiO2空心微球不同心度小于5％，球形度大于99％，符合ICF实验的要求。
SiO2气凝胶;空心微球;微流体;超临界干燥;溶胶凝胶法
西华大学
硕士
材料物理与化学
魏成富;郭建军;张林
2011
中文
O648.17;TQ028.32
75
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）