突破傳統限制，西安交大開發高力學性能氮化硅基氣凝膠

發布時間 | 2024-06-26 09:55 分類 | 技術前沿點擊量 | 602

氮化硅

導讀：日前，西安交通大學研究人員開發出一種新型陶瓷氣凝膠材料，實現強度和壓縮回彈性的顯著提升，突破了傳統陶瓷氣凝膠高強度和大回彈不能兼得的限制，為陶瓷氣凝膠的強化和力學性能調控提供了新視...

日前，西安交通大學研究人員開發出一種新型陶瓷氣凝膠材料，實現強度和壓縮回彈性的顯著提升，突破了傳統陶瓷氣凝膠高強度和大回彈不能兼得的限制，為陶瓷氣凝膠的強化和力學性能調控提供了新視角。該成果發表在ACS Nano國際權威期刊。

論文地址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c03816

彈性陶瓷氣凝膠具有輕質、良好的高溫穩定性、高比表面積和隔熱性能的獨特組合，以其在各個領域的應用前景而聞名。然而，傳統陶瓷氣凝膠的機械性能往往受到構建塊聯鎖不足的限制，存在強度較低、承載能力不足等問題。

西安交大材料學院王紅潔教授課題組提出了一種通過增加納米線間搭接結點，提高納米線變形抗力，實現氣凝膠強化的設計思路。課題組以氮化硅納米線氣凝膠為基體，采用化學氣相沉積（CVD）技術，在氣凝膠中的納米線表面引入熱解碳（PyC）層（編者注：熱解碳主要通過碳氫化合物氣體，如甲烷、丙烷，在高溫下在熱固體表面上發生熱分解并沉積形成，具有耐高溫、潤滑、耐磨損等共性優點），成功在納米線間引入了大量的PyC結點，獲得了一種Si₃N₄@PyC納米線氣凝膠（Si₃N₄@PyC NWA），該材料在高達1400℃的高溫含氧條件下仍表現出優異的壓縮回彈性能，展現了其在高溫有氧環境的應用潛力。