阻燃分層結(jié)構(gòu)彈性陶瓷納米纖維氣凝膠可有效降低噪聲

纖維吸聲材料因其使用方便、吸聲頻帶寬、效果快等優(yōu)點，成為目前降低車輛交通噪聲最常用的材料?；诖?，東華大學(xué)丁彬教授團隊成功制備了柔韌且不易燃的SiO2納米纖維。與傳統(tǒng)陶瓷材料固有的脆性形成鮮明對比的是，該納米纖維膜具有顯著的扭轉(zhuǎn)性和彎曲性，并且使用柔軟度分析儀在100 個周期的測試中，其表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的柔軟度，彎曲耐久性良好。單根SiO2納米纖維（SNF）也可以彎曲成大變形而不斷裂，突出了其優(yōu)越的柔韌性。

該納米纖維的制備方法是：首先將柔性SNF 在水中與h-BN 片均質(zhì)。然后通過APS 的水化自縮合制備溶膠，并將溶膠加入到上述分散體系中進一步均勻化。在設(shè)計的模具中用液氮對分散體進行冷凍鑄造，再進行冷凍干燥，得到最終的納米二氧化硅纖維/h-BN 氣凝膠（SBA）。其交聯(lián)活性來自于APS 在制備過程中的水解聚合反應(yīng)。此外，溶膠網(wǎng)絡(luò)將h-BN 薄片覆蓋并粘附在陶瓷納米纖維上，形成獨特的分層結(jié)構(gòu)。h-BN 薄片和二氧化硅納米纖維的無機性質(zhì)賦予SBA 不易燃的特性，所制備的SBA 在酒精燈的火焰下不燃，從火焰中取下時未觀察到火花，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗燃能力。

由于SNF 的直徑較小，由純SNF 分散體（SBA0）制備的陶瓷納米纖維氣凝膠具有相當(dāng)?shù)奈暷芰Γ琋RC 為0.36。添加h-BN 薄片后，在100～1600 Hz 的頻率范圍內(nèi)，吸聲系數(shù)顯著提高，SBA20、SBA40、SBA60 和SBA80 的NRCs 分別為0.39、0.42、0.44 和0.44。在相同厚度的前提下，與纖維直徑大、孔隙結(jié)構(gòu)規(guī)則的商用玻璃纖維氈（GFM）相比，分層結(jié)構(gòu)的SBA 具有較高的吸聲能力和較小的密度（僅為商用GFM 密度的1/3）。此外，根據(jù)汽車行業(yè)的需求，可以直接定制SBA 為各種形狀的部件，更復(fù)雜的部件可以通過相應(yīng)的模具制作，證明了SBA 的實用性。

（摘編自易絲幫）