二氧化硅纖維基隔熱材料研究進展

吳一凡,王興濤,孫金峰,孟永強,萬紅敬

(1.河北科技大學材料科學與工程學院,石家莊 050018;2.河北省柔性功能材料重點實驗室,石家莊 050018;3.河北環瑞化工有限公司,石家莊 050035)

0 引 言

隔熱材料可有效降低在產生、輸送、儲存和使用過程中伴隨的熱損失[1],是提高能源利用效率的重要材料,在城市建筑[2]、冷藏運輸[3]、航空航天[4]等領域都展現出廣泛的應用前景。

非晶態的二氧化硅(SiO2)具有較低的本征導熱性,其制備方式簡單,價格便宜,在隔熱領域一直備受青睞。目前SiO2隔熱材料形貌多變,主要有粉末狀[5-8]、纖維狀[9-12]、膜狀[13]和塊狀[14-15],如圖1所示。其中SiO2纖維狀隔熱材料具有長徑比大、孔隙率高等優點,較小的纖維直徑和較高的孔隙率可顯著提升材料的隔熱性能[1],其較大的長徑比可以緩沖作用于纖維上的力,從而提高材料的力學性能。近年來,為進一步提升SiO2纖維的隔熱性能,大量新型SiO2纖維基隔熱材料被開發。一方面,研究人員對制備工藝進行創新,實現復雜形貌SiO2纖維基隔熱材料的制備,主要有中空[16-17]和多孔[18]纖維,這些形貌可以有效增加纖維的比表面積,從而實現纖維隔熱效果的提升[19-20];另一方面,采用SiO2纖維與其他有機材料或無機材料進行復合亦可以提升復合材料的隔熱性能。故本文結合國內外研究現狀,從SiO2纖維的隔熱機理出發,首先綜述了不同類型SiO2纖維的制備方法和研究進展,其次總結了SiO2纖維與有機材料、無機材料等復合的研究進展,同時簡述了隔熱材料目前的主要應用領域,最后展望了SiO2纖維基隔熱材料在未來的發展方向。

圖1 不同狀態SiO2隔熱材料Fig.1 Different states of silica thermal insulation materials

1 隔熱機理

傳熱是由溫差引起的熱量從高溫區域向低溫區域傳遞的過程。熱量在纖維中的傳遞方式可分為熱傳導、熱對流和熱輻射三種形式[21]。

熱傳導是由靜止物質內的分子、原子以及自由電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞。纖維中的熱傳導包括固體熱傳導(見圖2Ⅰ)、氣體熱傳導(見圖2Ⅱ)和氣固熱傳導(見圖2Ⅲ)三部分,其中最主要的熱傳導方式為固體熱傳導。非金屬固體內部的熱量是通過相鄰分子間(晶格)碰撞傳遞的,即聲子傳熱[22]。

圖2 纖維傳熱示意圖Fig.2 Heat transfer diagram of fiber

根據運動理論,陶瓷纖維的固體熱導率λs可由式(1)表示[23]。

(1)

式中:Cs為單位體積聲子的定容比熱容,νph為聲子平均速度,ls為聲子平均自由程。從式(1)中可以看出,材料的固體熱導率與聲子平均自由程呈正相關。減小熱導率可以通過減小纖維的空間尺寸,迫使聲子在邊界處以更短的距離散射來實現[24],也可以通過增加材料中的缺陷濃度、雜質含量和晶界數量等手段減小聲子平均自由程來實現[23]。

熱對流是由多孔材料內部孔隙流體的宏觀運動引起流體各部分之間產生相對位移,導致冷熱流體相互摻混所產生的熱量傳遞方式。在微納米纖維隔熱材料中,孔隙被纖維阻隔,氣流不易流動,并且纖維材料內部沒有足夠的氣壓差,因而對流換熱很小,可忽略不計[25]。

輻射把熱能以電磁波的形式從一個物體傳遞給另一個物體,是真空中唯一的熱傳遞方式。輻射熱導率λr可由式(2)表示[23]。

(2)

式中:kB為斯蒂芬玻爾茲曼常數,n為材料的折射率,T為溫度,e為消光系數,ρ為材料密度。消光系數是指紅外輻射通過材料后因散射和吸收作用而導致的輻射能量衰減程度,提高消光系數及紅外遮蔽性能,可有效降低輻射熱傳導,現常用的提高消光系數的方法有兩種:1)在纖維表層制備高反射作用的涂層,提高纖維對紅外輻射的反射能力,從而降低消光系數;2)在纖維中復合具有較高紅外反射和吸收能力的遮光劑。

在實際傳熱過程中,這三種傳熱方式并不是單獨存在的,往往是同時發生的。一般情況下熱傳導占主導地位,在高溫條件下,熱輻射的作用逐漸增強[21]。

從宏觀上看,纖維隔熱材料內部換熱過程包括:纖維固體材料的導熱、纖維內部氣體的導熱和對流換熱、輻射換熱。熱傳遞機理非常復雜,影響的因素很多,包括分子導熱機制(氣體分子導熱部分)、聲子導熱機制(非金屬纖維和顆粒的固相導熱部分)、光子導熱機制(輻射貢獻的部分)以及電子導熱機制(金屬的碎箔和微顆粒擋光物質的固相導熱部分)。纖維是一種聚集態結構復雜、具有孔隙、大多能透光的物質,熱傳導機理可將其內部熱傳導的各種形式結合起來,由此可得多重機制的熱導率λ,如式(3)所示。

(3)

式中:Cvi為導熱載體單位體積的定容比熱容,vi為導熱載體的平均速度,li為導熱載體的平均自由程,i表示四種不同的導熱載體,如分子、電子、聲子和光子。SiO2纖維中電子導熱機制忽略不計。通過調節纖維的疏密程度,可以減少空氣分子間的熱傳遞;減小纖維的直徑,可以降低聲子的熱傳遞;高溫時,通過提高消光系數來減少光子導熱。

2 不同形貌SiO2纖維及其制備方法

制備SiO2纖維一般首先需要制備SiO2前驅液,大多選用正硅酸乙酯(TEOS)[26]、聚硅氧烷[27]和納米SiO2顆粒[28-29]等作為硅源,通過不同的制備方式形成纖維狀,最后通過熱處理等方式留下纖維狀的SiO2。SiO2纖維的形貌可以通過不同的制備方式發生改變,根據形貌的不同SiO2纖維可分為實心纖維、中空纖維、多孔纖維等類型。下面對不同形貌SiO2纖維的制備方法進行了分類總結。

2.1 實心SiO2纖維

纖維較小的直徑在一定程度上增加了材料的熱阻,使熱量在固體中傳遞困難,因而實心纖維狀材料表現出良好的隔熱性能,同時實心纖維狀材料由于較大的長徑比而表現出良好的力學性能。實心SiO2纖維制備方式較為簡單,靜電紡絲、離心紡絲、溶液吹紡等多種方式均可制備出具有良好形貌的實心SiO2纖維。

靜電紡絲法制備SiO2纖維時通常選擇將硅源水解生成Si—O—Si鍵,再加入聚合物制成前驅體紡絲液,在一定的環境和紡絲工藝下,得到納米纖維膜,最后對納米纖維膜進行高溫煅燒,除去有機成分,獲得SiO2納米纖維膜。靜電紡絲工藝示意圖及靜電紡絲纖維如圖3(a)、(d)所示。溫佳杰等[30]利用TEOS作為硅源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為粘結劑,制備前驅體,通過靜電紡絲制備出了直徑較小的SiO2纖維,并將其引入到氣相SiO2納米粉末材料中,獲得了具有較好力學性能的隔熱材料,最低導熱系數為0.035 1 W/(m·K);Choi等[31]舍棄了粘結劑,利用TEOS在酸性條件下水解成凝膠狀態進行紡絲,制備SiO2纖維。靜電紡絲法制備出的納米纖維直徑小,長徑比大,孔隙率高,具有優良的耐高溫性、耐氣候性、耐腐蝕性,且靜電紡絲在制備時易于控制纖維成分和形貌,制備出的纖維均勻性好,然而其生產效率低,為提高靜電紡絲的產量,相繼開發了多針和無針靜電紡絲方法,有望解決產量低的問題。

圖3 不同制備方式示意圖及不同制備方式得到纖維的形貌Fig.3 Schematic diagrams of different preparation methods and fiber morphology of different preparation methods

離心紡絲是一種新型的納米纖維制備技術,利用高速旋轉的離心紡絲裝置產生離心作用力,使聚合物熔體或溶液克服流體本身的表面張力和離心力,不斷拉伸細化,最終在收集裝置中固化形成纖維[32](見圖3(b))。Hromdko等[33]采用TEOS作為硅源,PVP作為粘結劑制成紡絲溶液,通過離心紡絲的方式制備了介孔SiO2纖維,如圖3(e)所示,比表面積高達824 m2/g,具有廣闊的應用前景。Leng等[34]利用聚苯乙烯(PS)和納米SiO2制備纖維,進一步減小了纖維的直徑,使纖維具有更好的機械韌性,不易開裂,而且納米SiO2粉體使纖維表面存在納米級凸起,這些凸起在表面形成了固體和空氣相交叉的復合界面,界面中的空氣不容易被液體擠走,從而提高了纖維的疏水性,一定程度上解決了水分存在導致纖維隔熱性能下降的問題。Zeng等[35]在紡絲過程中利用氣流輔助,減小了纖維的直徑,加入的SiO2顆粒(平均粒徑為15 nm)使溶液黏度增大,聚合物溶液解纏能力降低,一定程度上減小了噴射拉拔過程中出現的珠粒、噴霧等缺陷,SiO2質量分數為1.5%時效果最優,同時氣流輔助提高了設備的收集效果。相比靜電紡絲,離心紡絲具有無高壓、無污染、安全指數高、產出率高的特點[36],可制備出不同結構形態和性能的纖維制品[37],更適用于工業化生產。此方法生產的SiO2、氧化鋁纖維主要應用于保溫節能領域。

溶液吹紡通過加壓氣體從聚合物溶液中吹出納米纖維,聚合物溶液在內腔,加壓氣體在外腔,加壓的氣體在氣體/溶液界面處引起壓降和剪切,導致聚合物溶液向固定收集器拉伸,隨著溶劑的蒸發,拉伸聚合物迅速形成纖維[38],示意圖如圖3(c)所示。Wang等[39]通過溶液吹紡技術獲得了輕質陶瓷納米纖維海綿,如圖3(f)所示,具有低密度、高回彈性和能量吸收能力,在高溫下有著廣泛的潛在應用。Jia等[40]利用溶液吹紡技術制備了由纖維組成的海綿狀隔熱材料,其層狀結構和陶瓷成分提供了強大的耐火性能和隔熱性能,其導熱系數低至0.034 W/(m·K)。溶液吹紡的生產率比靜電紡絲高15倍,能夠在短時間內產出最多的纖維,是一種長期用于生產非織造纖維的商業辦法。

2.2 中空SiO2纖維

熱量在纖維中的傳遞主要依靠固體中的熱傳遞,中空纖維中固體傳熱僅能通過管壁傳遞,大大降低了熱量的傳遞速率,而且固體中的熱傳遞主要依靠聲子傳熱,中空結構的比表面積更大,體積密度更低,對聲子的散射作用增強,不利于聲子的傳遞,從而阻礙了熱量在纖維中的傳遞,有助于進一步降低其熱導率,提高纖維的隔熱性能[23]?，F中空纖維常見的制備方法有靜電紡絲法和模板法。

靜電紡絲法制備中空纖維可分為單針頭制備和同軸法制備。單針頭靜電紡絲法多依靠聚合物溶液的相分離,在紡絲過程中溶劑揮發導致纖維中出現不同的相而形成中空結構[41]。董永全等[42]利用單針頭靜電紡絲技術制備出聚氨酯中空纖維,而后通過溶膠凝膠的方式與硅溶膠混合凝膠,制得聚氨酯中空纖維/SiO2氣凝膠,這種中空纖維孔壁上具有超微且致密的多孔結構,內腔是不流動的空氣,因此能夠保持極低的熱導率,導熱系數低于實心纖維的導熱系數,導熱系數(25～400 ℃)最低可達到0.020 W/(m·K)。

同軸靜電紡絲是在靜電紡絲的基礎上利用兩個不同內徑但同軸的針頭,制備出殼層和芯層不同成分的纖維,如圖4(a)所示,通過后處理去掉芯層材料,獲得中空纖維。Panels等[43]使用溶膠凝膠法制備前驅體,利用同軸紡絲的技術制備了中空SiO2纖維(見圖4(b)),發現在800 ℃煅燒后仍保持無定形狀態,具有62 m2/g的高比表面積。同軸靜電紡絲可制備核殼結構的納米纖維,相比普通靜電紡絲,同軸法可將不能紡的溶液作為芯層,利用殼層溶液對芯層的作用力將其紡成纖維,但同軸靜電紡絲工藝較為復雜,對溶液配制及外界條件要求較高。

圖4 中空纖維的制備方法及形貌Fig.4 Preparation method and morphology of hollow fiber

模板法制備中空纖維是在具有納米結構的纖維表面沉積相關材料,而后移去模板,最終得到具有規范形貌的中空納米纖維。模板法制備方式簡單,重復率高,被廣泛用于制備中空材料。Cheng等[44]將木棉纖維浸泡在TEOS中制備中空纖維,并對其隔熱性能進行了分析,結果表明,中空纖維相比傳統固體纖維導熱系數明顯降低,最低可達到0.102 5 W/(m·K)。Zhang等[45]采用六水合氯化鋁和正乙氧基硅烷合成溶膠,浸漬在石英長絲針織物中,制備了具有高熱穩定性的中空SiO2纖維,如圖4(c)所示,氧化鋁的加入解決了中空纖維力學性能差的問題。模板法可以有效控制所合成納米材料的形貌、結構和大小,合成過程簡單,適合批量生產,但模板法制備中空材料普遍存在模板去除問題,模板與產物分離容易對外層結構造成損傷。

2.3 多孔SiO2纖維

中空纖維的固體傳熱是延腔體內壁軸向傳遞,其中空結構在一定程度上減少了固體傳熱,而多孔纖維的結構使熱傳遞在纖維中的傳遞路徑更曲折,對氣體分子的限制作用更大,因此多孔纖維展現出更加優良的隔熱性能。

多孔纖維的制備通常是將聚合物共混后,通過靜電紡絲制備成纖維,再選擇性地去除其中一種成分。Zhang等[46]采用靜電紡絲的方式制備了閉孔結構的新型SiO2復合納米纖維,纖維中的閉孔將空氣鎖在了一個又一個狹小的空間內難以對流,阻礙了熱量在纖維中的傳遞,空心球內部的氣體分子與固體之間碰撞的能量傳遞遠小于氣體分子之間的能量傳遞,空心球內部熱傳遞被抑制,進而降低了纖維的導熱系數。Gbewonyo等[47]利用聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與SiO2納米顆?；旌贤ㄟ^靜電紡絲的方式制備出納米纖維,而后去除PMMA獲得SiO2多孔納米纖維材料,其SEM照片如圖5所示,通過實驗對比發現,亞微米及納米孔導致更多的光子散射,從而進一步降低了聲子的平均自由程,進而降低了導熱系數。Du等[48]通過理論推導均勻纖維和非均勻纖維多孔結構最佳孔隙率分布,發現均勻纖維多孔材料的最佳孔隙率與纖維發射率和纖維半徑緊密相關,對不均勻纖維的孔隙進行優化,采用如圖6所示的孔隙率分布,可以較大程度降低纖維的傳熱。但多孔纖維的隔熱機制研究還不充分,且多孔纖維內部大量的納米孔會對纖維的力學性能造成影響。

圖5 多孔SiO2纖維SEM照片[47]Fig.5 SEM image of porous SiO2 fiber[47]

圖6 多孔纖維孔隙率分布[48]Fig.6 Porosity distribution of porous fibers[48]

表1中總結了不同形貌纖維制備方法及導熱系數。傳統實心纖維制備技術相對成熟,制備手段也較多,而中空和多孔纖維則具有更低的導熱系數,隔熱效果更佳。

表1 不同形貌SiO2纖維的導熱系數Table 1 Thermal conductivity of SiO2 fibers with different morphologies

3 復合型SiO2纖維基隔熱材料

SiO2纖維本身力學性能和高溫隔熱性能較弱,僅通過改變SiO2的形貌來降低熱導率效果甚微,現大多隔熱纖維選擇加入其他材料制成復合型SiO2纖維基隔熱材料,來彌補SiO2纖維的不足,進一步降低材料的熱導率,擴大應用范圍。根據復合材料的不同可分為與無機材料復合纖維和與有機材料復合纖維。

3.1 與無機材料復合的SiO2纖維基隔熱材料

SiO2纖維主要用于常溫隔熱,溫度過高會引起SiO2由非晶態向晶態轉變,纖維坍塌,氣孔減少,隔熱效果變差。研究發現選擇合適的無機材料與SiO2纖維復合可以有效地提升其隔熱性能,目前常見的與SiO2纖維復合的無機材料有氧化鋁(Al2O3)、二氧化鋯(ZrO2)與二氧化鈦(TiO2)等。Al2O3熱穩定性好,可用于高溫隔熱,ZrO2具有優異的抗高溫氧化性,TiO2具有較高的折光指數,可以很好地降低熱輻射。通過材料間的復合可以改善SiO2不耐高溫的缺點,拓寬使用范圍。

Wen等[49]制備了Al2O3和SiO2復合的纖維材料,Al2O3的加入進一步降低了纖維的導熱性,常溫下導熱系數低至0.028 W/(m·K),具有優異的耐熱性、耐濕性和力學性能,同時Al2O3的加入增強了纖維的機械強度,復合纖維的楊氏模量為6.59 MPa,顯著高于SiO2纖維的楊氏模量(5.79 MPa)。Peng等[50]將ZrO2與SiO2結合制備納米纖維,纖維表現出可彎曲、折疊等形變,有效地增強了纖維的力學性能。Zhang等[46]采用靜電紡絲的技術制備了具有良好隔熱性能的SiO2和TiO2復合納米纖維,TiO2作為強紅外屏蔽劑,對紅外輻射有較大的紅外吸收和反射作用,SiO2纖維對2.5～7.0 μm紅外透過率為90%,隨著TiO2的加入,纖維的紅外透過率顯著降低,使纖維在高溫時也能具有一定的隔熱效果。Li等[51]利用靜電紡絲和溶膠凝膠聯合的技術,以四乙基硅酸鹽為硅源制備了Al2O3-SiO2復合納米纖維,SiO2的加入延緩了Al2O3的相變,不但降低了纖維的導熱系數,而且提高了材料的耐熱性,有助于其在高溫隔熱領域的應用。

3.2 與有機材料復合的SiO2纖維基隔熱材料

相比無機纖維,有機材料的加入提高了纖維加工性能和力學性能,使其具有優異的可穿戴性和透氣性。唐文龍等[52]利用酚醛樹脂與硅酸鋁進行復合,利用硅酸鋁高溫熱分解吸熱的特性,達到材料高溫隔熱的功能。高涵[53]研究了不同纖維體積含量的石英纖維對環氧復合材料導熱系數的影響,結果表明纖維的體積含量對導熱系數有顯著影響,且因不同方向纖維含量不同而呈現不同的導熱系數。He等[54]利用芳綸纖維高強度、高耐熱的特點,在芳綸纖維表面接硅氧烷基團,提高了芳綸纖維的隔熱性能,同時改善了硅氣凝膠的力學性能。Si等[26]采用靜電紡絲和浸漬工藝制備了SiO2/聚酰亞胺復合納米纖維,纖維中的SiO2具有優異的隔熱性能,外層的聚酰亞胺具有相當高的強度,復合纖維具有較高的抗拉強度(19.68 MPa)、良好的柔韌性和低導熱系數。Zhuo等[55]通過SiO2摻雜以提高聚酰亞胺(PI)的隔熱效果,研究發現當添加量小于或等于2%(質量分數)的時候,隔熱效果有提升的趨勢。Yu等[56]采用靜電紡絲技術制備了SiO2和聚丙烯腈復合的納米纖維,在SiO2添加量在20%(質量分數)時,隔熱性能明顯提升。

表2為與不同材料復合的SiO2纖維的導熱系數與拉伸強度,由表2可見,無機材料[10,57-59]與SiO2復合纖維可在一定程度上降低纖維的導熱系數,拉伸強度也有小幅度的提升,而有機材料復合[60]則可以有效提升SiO2纖維基隔熱材料的拉伸強度。

表2 SiO2纖維基隔熱材料的導熱系數與拉伸強度Table 2 Thermal conductivity and tensile strength of SiO2 fiber-based thermal insulation materials

4 纖維隔熱材料的應用

隔熱材料可有效減少用于加熱和冷卻的資金和能源,是實施節能改造的重要組成部分,同時,隔熱材料具有耐高溫的性能,在軍事領域發揮著重要作用。

4.1 節能減排

為保持生活環境的舒適性,尤其是外界環境較冷的地區,對建筑外墻進行隔熱保溫處理,可有效減少碳排放。Moretti等[61]利用玄武巖纖維制造了一種建筑物特定應用的隔熱、隔音板,這種板可對低厚度的建筑物進行防火、隔音改善,同時具有良好的機械阻力和聲學性能。

排氣管的溫度對汽車尾氣處理的效率有很大影響,溫度越適宜,反應越充分,尾氣處理效率越高。為提高尾氣處理效率,需要在排氣管外包覆高性能保溫材料。王彬等[62]制備了玄武巖纖維隔熱材料,包覆在排氣管外,相比傳統的陶瓷纖維氈,可耐高溫,具有更優異的保溫隔熱性能。隔熱材料的應用在一定程度上避免了熱量的傳遞,減少了在對熱量控制方面能源的使用,為節能減排做出了一定貢獻。

4.2 衣物隔熱

消防衣物由于工作環境的原因,要求衣物具有良好的隔熱防火能力,同時考慮消防人員穿戴的舒適性,要求衣物質量要輕,隔熱纖維質輕的特點恰能滿足消防服的需求。Wang等[63]利用玄武巖和聚酰亞胺制備了有機與無機復合的纖維作為消防服面料,解決了有機纖維容易燃燒,而無機纖維質脆的缺點,表現出持久的親膚性和高防火能力,該面料可承受溫度最高可達1 142 ℃,可批量生產。Xue等[64]利用溶膠凝膠法在芳綸纖維上制備了一層SiO2涂層,使得復合織物在高溫下的熱保護性能大大提高。目前應用于織物上的隔熱材料較少,隔熱功能織物在職業領域和日常應用中都具有重要的研究價值。

4.3 軍事領域

在軍事領域,工作環境惡劣,使軍用裝備處在一個相對穩定的環境中,有利于延長裝備的使用壽命。熱電池作為各類制導武器的首選電源,需要具有更大的功率以及更長的使用壽命,對熱電池進行可熱保溫處理,可延長熱電池的使用壽命。任海濤等[65]制備了陶瓷多孔纖維材料,這種材料熱導率低,強度高,可耐高溫,滿足飛行器高溫耐熱的要求,同時多孔纖維質輕,對飛行影響較小。Shao等[66]制備了用于硅酸鹽玻璃的纖維涂層,可解決飛行器表面與大氣之間摩擦而產生的飛行器表面溫度升高,航天器壽命和性能降低的問題。薛云嘉等[67]利用鋁硅陶瓷纖維制備了固有隔熱效果的纖維氈,用于超高速飛行器背面的熱防護,升溫至1 000 ℃后,仍可維持背面溫度低于200 ℃?，F大多隔熱材料的研制都針對軍事領域,然而在惡劣的應用場景下,隔熱纖維的性能有待進一步提高。

5 結語與展望

SiO2纖維因其較低的本征熱導率引得研究學者的廣泛關注,在隔熱領域展現出良好的應用前景。研究人員從微觀結構和材料復合兩方面出發,旨在進一步提高其隔熱性能與機械性能,獲得功能性全面的隔熱材料,進而拓展其應用場景。雖然SiO2纖維隔熱材料目前研究較為廣泛,但是仍存在一些問題尚待解決。首先,形貌調控的方式對進一步降低纖維熱導率有效,但對其隔熱機理研究還不夠深入;其次,SiO2纖維具有優異的隔熱性能,然而還需進一步拓寬其功能性,從而實現在復雜環境中的應用;最后,需改善纖維的制備方式,達到纖維的量產,讓隔熱纖維走進日常生活?；谝陨蠁栴}和挑戰,今后主要的研究方向可能會包括以下幾個方面:

1)相比實心纖維,空心和多孔的結構可進一步降低纖維的熱導率,但同時纖維的力學性能降低,如何在保證熱導率的前提下進一步提高纖維的力學性能是未來發展需要解決的問題。

2)SiO2纖維高溫下容易發生晶型轉變,不宜在高溫下使用,因此如何選擇合適的物質對SiO2纖維進行摻雜和復配以提高其使用溫度是目前研究的重點之一。

3)SiO2纖維基隔熱材料的研究已經較為成熟,但大多應用于軍事領域,提高纖維的制備效率,實現隔熱材料的低成本、大規?？煽刂苽涫茄芯康闹攸c。

4)目前SiO2纖維基隔熱材料的研究聚焦在降低熱導率上,進一步探索SiO2纖維的多功能性研究,使其除了具備良好的隔熱性能以外,還具備良好的力學性能、紅外遮蔽性能等,從而更好地實現其在復雜環境的應用。