第2卷第1期2023年2月高速铁路新材料AdvancedMaterialsofHighSpeedRailwayVol.2No.1February2023二氧化硅气凝胶复合材料在高速列车上的应用研究蓝兴远，孙俊艳，赵祥升，丛国强（中车长春轨道客车股份有限公司，长春130062）摘要：二氧化硅气凝胶是具有三维骨架结构的开孔纳米材料，具有低密度、低热导率、高孔隙率、高比表面积等优异特性。二氧化硅气凝胶复合材料克服了二氧化硅气凝胶因高孔隙率导致机械强度低的缺陷，现已在诸多领域得到广泛应用。介绍了二氧化硅气凝胶的绝热、隔音、阻燃等性能，分析了二氧化硅气凝胶复合材料在高速列车轻量化、噪声控制、综合节能和安全防火等方面的应用前景。关键词：二氧化硅气凝胶；复合材料；高速列车中图分类号：U271.91文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.2097-0846.2023.01.004二氧化硅气凝胶是以气体为分散介质的高孔隙率无机轻质纳米材料，本身的结构决定其同时具备多种独特优异性能，如低密度、高孔隙率、高比表面积、低折射率、低热导率和低介电常数等[1]。二氧化硅气凝胶在实际应用中呈现出质脆和力学性能差的缺陷，且二氧化硅气凝胶因表面含有大量的Si—OH而呈亲水性，吸湿或吸水后易造成骨架结构膨胀与破裂，所以不能单独使用[2]。为了使气凝胶的优异特性得到更好的应用，可采用多种工艺（浸泡法、混杂压制成型、沉积法等）将二氧化硅气凝胶加工成复合制品[3]，这些复合材料以超低的导热系数、无机材料的安全性能，以及极佳的憎水和耐久性能，成为材料领域的新星。近年来我国高速列车飞速发展，气凝胶的使用为车辆轻量化、噪声控制、综合节能等技术的突破提供了新材料支撑，现已初步应用在高速列车上[4-6]。1二氧化硅气凝胶结构和性能1.1二氧化硅气凝胶结构目前气凝胶领域中二氧化硅气凝胶的研究最多，其生产和制造工艺相对成熟，也是应用最多的氧化物气凝胶[7]。研究者们在前驱体、催化剂、老化工艺、表面改性和干燥工艺的研究选择上不断尝试，最终得到由Si—O—Si链高度交联，以气体为介质具有三维骨架结构的开孔纳米固体材料。图1是二氧化硅气凝胶骨架生成示意图，二氧化硅气凝胶SEM形貌见图2。表1显示了二氧化硅气凝胶的典型性能参数及应用。图1二氧化硅气凝胶骨架生成示意图图2二氧化硅气凝胶SEM形貌文章编号：2097-0846（2023）01⁃0019⁃05收稿日期：2022⁃06⁃30；修回日期：2022⁃09⁃01第一作者：蓝兴远（1986—），男，高级工程师。E-mail：013200021869@crrcgc.cc高速铁路新材料第2卷...
