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纳米孔SiO2隔热材料是一种性能优良的超级绝热材料,具有质轻、孔隙率高、热导率低等优点,其中,最具代表性的是SiO2气凝胶。然而大量的研究结果表明SiO2气凝胶具有脆性大、制备工艺繁琐、生产周期长、超临界干燥工艺采用高温高压设备致使生产费用增加且干燥过程存在安全隐患、危险性大等缺点,难以实现大规模生产。因此,本文提出了以气相法SiO2纳米粉末为基体材料,引入增强纤维,采用干法成型工艺制备了纳米二氧化硅粉末基复合隔热材料,并对复合隔热材料的性能进行分析和表征,同时构建了微纳尺度传热计算模型。采用高速粉体混合改性机混合物料,合理调控设备运行参数,可以使物料混合均匀、提高纤维表面包覆改性效果。同时,适宜的成型压力和合理的压制过程控制也是纳米二氧化硅粉末基复合隔热材料制备工艺的关键,当转速为1200r/min,时间为30min,成型压力为2MPa时,材料抗折强度可达0.3MPa,100℃时其导热系数仅为0.0205W/(m·K)。增强纤维的引入可显著提高材料的力学性能及隔热性能。本文选用无碱超细玻璃纤维、氧化锆纤维、多晶莫来石纤维、陶瓷纤维及石英纤维为增强纤维五种纤维作为增强纤维,当采用无碱超细玻璃纤维时,材料力学性能及隔热性能最佳,且纤维含量越高,材料力学性能及隔热性能越好,当掺加15%无碱超细玻璃纤维时,材料抗折强度由未掺加纤维前的0.0423MPa提高到0.3698MPa,500℃时,导热系数由未掺加纤维前的0.1592W/(m·K)减小到0.0683W(m·K)。此外,应严格控制掺加纤维长度,纤维越长,抗折强度越高,但越易发生团聚导致隔热效果变差,试验结果表明,较适宜的纤维长度为6mm。构建了微纳尺度传热计算模型,计算不同条件下复合隔热材料的有效热导率,得出各条件导热系数计算结果与试验结果变化规律一致,且计算值和试验值相差不大。