纤维增强氧化硅气凝胶复合材料力学性能试验研究

       氧化硅气凝胶具有极低的热导率和密度，可作为很好的隔热材料，而脆弱的力学性能限制了其隔热领域的应用。在不影响隔热效果的前提下，通过复合陶瓷纤维可增加氧化硅气凝胶的强度及韧性。本文试验探索了陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶室温下的拉伸、压缩和剪切等基本力学性能，研究了300℃、600℃和900℃下复合材料纤维铺层面方向的压缩性能并用扫描电子显微镜对高温试样微观结构进行了观察分析。结果表明，陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶的性能表现出方向性，铺层面内方向与厚度方向的弹性模量和强度极限相差最大可达28倍；在室温条件下，复合材料的拉伸和压缩弹性模量不同，三个方向拉伸模量与对应的压缩模量之比分别为1.60，1.83，0.56；高温下复合材料沿厚度方向收缩，收缩量随温度升高而增大，900℃的最大收缩量可达10.8%：高温下复合材料铺层面内方向压缩性能随温度升高而增强。