研究目的
开发柔性、可折叠且坚固的凯夫拉纳米纤维气凝胶薄膜及其相变复合材料,用于高效红外隐身应用。
研究成果
所开发的KNA薄膜和KNA/PCM复合材料展现出优异的柔韧性、隔热性能和红外隐身特性。通过复合结构设计,它们能有效隐藏户外环境中受太阳辐射变化影响及高温目标。这些材料在军事和工业领域的红外隐身技术应用中展现出巨大潜力。
研究不足
KNA薄膜的最高长期工作温度约为180°C,这限制了其在更高温度目标中的应用。虽然其制备工艺比某些方法更简单,但在规模化生产时仍可能存在复杂性。该研究聚焦于特定的相变材料,可能未涵盖所有潜在材料?;肪骋蛩兀ㄈ缡龋┘安煌跫碌某て谀途眯陨形唇泄惴翰馐浴?/p>
1:实验设计与方法选择:
研究通过将凯夫拉纤维分散于二甲基亚砜(DMSO)、旋涂/刮涂、溶胶-凝胶处理及冷冻干燥工艺制备凯夫拉纳米纤维气凝胶(KNA)薄膜,随后负载聚乙二醇(PEG)等相变材料(PCMs)制成KNA/PCM复合材料,并采用氟碳树脂进行疏水处理。实验设计重点评估隔热性能、力学特性及红外隐身效能。
2:样本选择与数据来源:
以凯夫拉1000D为基材,相变材料包含PEG1.5k、PEG10k、二十烷与硬脂酸。通过调整样品浓度与厚度进行表征测试。
3:5k、PEG10k、二十烷与硬脂酸。通过调整样品浓度与厚度进行表征测试。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括扫描电子显微镜(日立S-4800)、比表面积分析仪(ASAP 2020)、光学接触角测量仪(OCA 15EC)、X射线衍射仪(D8 Advance)、热重分析仪(TG 209F1 Libra)、拉力试验机(英斯特朗3365)、导热系数仪(TC 3010L)、差示扫描量热仪(DSC 200F3)、数据采集仪(是德科技34970)、傅里叶变换红外光谱仪(尼高力6700)及红外热像仪(MinIR M1100150)。材料包含凯夫拉1000D、DMSO、氢氧化钾、PEG、二十烷、硬脂酸、叔丁醇、去离子水及氟碳树脂。
4:0)、比表面积分析仪(ASAP 2020)、光学接触角测量仪(OCA 15EC)、X射线衍射仪(D8 Advance)、热重分析仪(TG 209F1 Libra)、拉力试验机(英斯特朗3365)、导热系数仪(TC 3010L)、差示扫描量热仪(DSC 200F3)、数据采集仪(是德科技34970)、傅里叶变换红外光谱仪(尼高力6700)及红外热像仪(MinIR M1100150)。材料包含凯夫拉1000D、DMSO、氢氧化钾、PEG、二十烷、硬脂酸、叔丁醇、去离子水及氟碳树脂。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:KNA薄膜制备流程为:凯夫拉/DMSO溶液溶解→刮涂→水浴形成水凝胶→叔丁醇-水混合液溶剂置换→冷冻干燥;KNA/PCM复合材料通过将KNA薄膜浸入熔融PCM、去除过量PCM并涂覆氟碳树脂制得。表征手段包括SEM成像、BET分析、接触角测量、XRD、TGA、拉伸测试、导热系数测定、DSC、温升曲线、FT-IR光谱及红外成像。
5:数据分析方法:
采用各表征技术标准分析流程——BET测比表面积、XRD析结晶度、TGA评热稳定性、DSC测相变特性、FT-IR析光学特征。虽未明确提及统计分析,但根据仪器输出对曲线与图像进行定性与定量解读。
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scanning electron microscope
S-4800
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Characterization of morphology of KNA aerogel films and KNA/PCM films
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Recording tensile stress-strain curves
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thermal conductivity meter
TC 3010L
Xi'an Xiatech Electronic Technology Co., Ltd.
Measurement of thermal conductivity
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differential scanning calorimeter
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DSC analysis and specific heat capacity measurement
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Fourier transform infrared spectrometer
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Nicolet
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MinIR M1100150
MinIR
Capturing infrared thermal images
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