纖維增強氧化硅氣凝膠復合材料力學性能試驗研究

       氧化硅氣凝膠具有極低的熱導率和密度，可作為很好的隔熱材料，而脆弱的力學性能限制了其隔熱領域的應用。在不影響隔熱效果的前提下，通過復合陶瓷纖維可增加氧化硅氣凝膠的強度及韌性。本文試驗探索了陶瓷纖維增強氧化硅氣凝膠室溫下的拉伸、壓縮和剪切等基本力學性能，研究了300℃、600℃和900℃下復合材料纖維鋪層面方向的壓縮性能并用掃描電子顯微鏡對高溫試樣微觀結構進行了觀察分析。結果表明，陶瓷纖維增強氧化硅氣凝膠的性能表現出方向性，鋪層面內方向與厚度方向的彈性模量和強度極限相差最大可達28倍；在室溫條件下，復合材料的拉伸和壓縮彈性模量不同，三個方向拉伸模量與對應的壓縮模量之比分別為1.60，1.83，0.56；高溫下復合材料沿厚度方向收縮，收縮量隨溫度升高而增大，900℃的最大收縮量可達10.8%：高溫下復合材料鋪層面內方向壓縮性能隨溫度升高而增強。