威赫熱能：成型壓力對納米氧化硅隔熱材料孔結(jié)構(gòu)的影響

威赫熱能專業(yè)生產(chǎn)納米隔熱材料。納米氧化硅粉是一種無定形態(tài)納米粉末，這種無定形態(tài)的納米粉實(shí)際是由SiO4四面體不規(guī)則堆積而成的聚集體，通常包括SiO4四面體、由SiO4四面體形成的球形原生粒子（5~50 nm）、由原生粒子通過化學(xué)鍵或毛細(xì)表面作用力形成的硬團(tuán)聚體（100~500nm）以及進(jìn)一步團(tuán)聚而成的軟團(tuán)聚體（＞1 μm）4 個層級結(jié)構(gòu)。

由于存在尺寸差別較大的軟、硬團(tuán)聚體以及原生粒子，導(dǎo)致了納米氧化硅粉中三級孔洞結(jié)構(gòu)的存在：

（1）第一級孔洞：硬團(tuán)聚體內(nèi)部孔洞，即組成硬團(tuán)聚體的原生粒子之間的孔洞，尺寸范圍＜50nm；

（2）第二級孔洞：硬團(tuán)聚體之間孔洞，或軟團(tuán)聚體內(nèi)部孔洞，尺寸范圍為50~500 nm；

（3）第三級孔洞：軟團(tuán)聚體之間的孔洞，尺寸范圍＞500 nm。從圖1 自然堆積的納米氧化硅粉孔徑分布可以看出，孔洞尺寸涵蓋了三級孔洞所有的范圍。

由于納米粉的硬團(tuán)聚體是由固體橋力、化學(xué)鍵作用力以及氫鍵作用力等原因產(chǎn)生的，其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，不易被破壞；而軟團(tuán)聚體則是粉體表面的原子、分子之間的范德華力和靜電效應(yīng)所導(dǎo)致，在機(jī)械加工的過程中容易被破壞。因此，壓力所造成的影響應(yīng)首先是破壞了軟團(tuán)聚體之間的第三級孔洞；隨著壓力的進(jìn)一步增大，當(dāng)壓力大于分子間庫侖力或者范德華力時，第二級孔洞將逐漸被破壞；而當(dāng)壓力所產(chǎn)生的能量大于氫鍵或者化學(xué)鍵能量時，第一級孔洞才有可能被破壞。

有研究結(jié)果表明：隨著成型壓力的增大，納米氧化硅隔熱材料內(nèi)的第2級和第3級孔洞結(jié)構(gòu)可相繼被破壞，而硬團(tuán)聚體形成的第1級孔洞結(jié)構(gòu)則不會發(fā)生破壞，這間接導(dǎo)致了材料隔熱性能的變化；當(dāng)成型壓力為4MPa時，在不同溫度下，納米氧化硅隔熱材料均可獲得較低的導(dǎo)熱系數(shù)。