氣凝膠力學性能測試

一、什么是氣凝膠

氣凝膠是指通過溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取 代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態材 。如明膠、阿拉伯膠、硅膠等。 氣凝膠也具凝膠的性質，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作，氣凝膠密度極低，是輕的固體。目前，最輕的氣凝膠是一種“全碳氣凝膠"，密度僅有 0.16mg/cm3（去除空氣密度）， 僅為空氣密度的1/6。把這種材料放在花朵上，柔軟的花蕊幾乎沒有變形。 氣凝膠相比于普通多孔材料有一個重要的特點：其骨架在納米尺度。因此，當可見光穿過時散射較小，看上去像“凍住的煙"。“氣凝膠有什么用途？"相信每個人都會有這樣的疑問。回答也會是各式各樣，“它有著極低的熱導率，可以作為超級隔熱材料"“它可以用作電極"“它可以用于污染治理。

二、氣凝膠力學性能測試有什么作用

氣凝膠（aerogel）具有極低的表觀密度、 高孔隙率、高比表面積等特點，從而使其具有良好的阻隔性能、極低的熱導率以及高吸附、 催化和負載能力等優異性能。因此，氣凝膠有望作為隔熱保溫材料、阻燃材料、隔音材料、 高效吸附材料、催化劑載體材料、光學器件及電極能源材料等得到廣泛應用 隨著氣凝膠制造技術的發展和工程應用的迫切需求，氣凝膠的力學性能和變形機制研究便顯得尤為重要。

三、氣凝膠力學性能測試有哪些指標

上海保圣TA.XTC-20氣凝膠測試儀可以測試氣凝膠的蠕變測試、氣凝膠應力松弛、氣凝膠十萬次疲勞能力測試、 氣凝膠彈性模量、氣凝膠屈服能等力學性能指標。

四、氣凝膠力學性能測試儀的應用

1.氣凝膠疲勞試驗測定 

試驗目的：氣凝膠還具有優異的抗機械擠壓疲勞性能,且在移除驅使變形載荷后,可以自動恢復至 初始形態,能夠作為彈性材料使用。本次實驗采用TA.XTC-20氣凝膠測試儀對氣凝膠抗疲勞能力進行測試。 樣品準備：將氣凝膠樣品放置于實驗平臺上，采取循環試驗對氣凝膠樣品進行20次循環下壓處理，下壓形變量為樣品起始高度的60%。測試結論： 根據曲線圖獲取有效數據 可以得到樣品在多組循環下壓作用下的最大應力以及最小應力。自配軟件通過計算可以得到樣品的循環特性等反應材料耐疲勞性能的物性數據。

2.氣凝膠彈性模量測試

試驗目的：彈性模量是氣凝膠重要的性能參數，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量氣凝膠抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說， 則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。 試驗儀器與配件： TA.XTC-20氣凝膠測試儀，柱形探頭，樣品準備： 將氣凝膠樣品置于實驗平臺上，啟動儀器，實驗探頭將下壓樣品形變量的30%，保持60s，然后儀器獲取樣品應力變化。測試結論：得到如圖所示的應力應變曲線。自配軟件可以直接對數據分析，獲取可以得到氣凝膠樣品的彈性模量為18.486kp。

3.氣凝膠恒壓-蠕變測定

試驗目的：氣凝膠復合材料具有良好的隔熱性能和較高的強度，對其進行蠕變性能測試，可評估其實際使用過程中斷裂韌性，從而觀察其使用效果。 試驗儀器與配件：  TA.XTC-20氣凝膠測試儀，樣品準備：實驗開始前將樣品置于實驗平臺上， 啟動儀器，實驗探頭將以1000gf的力下壓樣品，保持 30s，然后儀器獲取樣品應變變化。

4.氣凝膠應力松弛測試

采用TA.XTC-20氣凝膠測試儀對氣凝膠進行形變保持壓縮應力松弛實驗，可以得到如圖所示的 應力松弛曲線。對曲線上的數據進行獲取可以得到樣品在形變量為30%時的初始應力為1242.279gf ，以及下壓1min后的作用力650.402gf，參考《GB/T1685-2008 硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮應力松弛的測定》中關于材料應力松弛相關測定，可以得到該材料的應力松弛R0為 0.476。