Mechanical Strength and Thermal Conductivity of Silica Aerogels Opacified by Adding Oxides

산화물 첨가에 의한 불투명화 실리카 에어로겔의 기계작 강도 및 열전도도

  • 손봉희 (연세대학교 세라믹공학과) ;
  • 김계태 (연세대학교 세리믹공학과) ;
  • 현상훈 (연세대학교 세라믹공학과) ;
  • 성대진 (한국표준과학연구원 온도그룹)
  • Published : 1999.08.01

Abstract

The silica aerogels opacified via adding oxides were prepared by the sol-gel supercritical drying technique and their characteristics of mechanical strength and thermal conduction were investigated. The compressive strength of SiO2-10 mol% TiO2 and SiO2-10mol% Fe2O3 aerogels were 0.11 and 0.047 MP a respectively much higher than 0.025 MPa of pure silica aerogels. The thermal conductivity of silica aerogels opacified by TiO2 was as low as 0.02505 W/m${\cdot}$K at $400^{\circ}C$ It was found that the TiO2 -opacifier for improving mechanical strength and suppressing high temperature conduction of pure silica aerogels was more effective than the Fe2O3 -opacifier

산화물 첨가에 의한 불투명화 실리카 에어로겔이 졸-겔 초임게 건조법으로 제조 되었으며 그들의 기계적 강도 및 열전도도 특성이 연구되었다. SiO2-10 mol% TiO2와 SiO2-10 mol% Fe2O3 에어로겔의 압축강도는 순수 실리카 에어로겔의 강도(0.025 MPa)에 비해 훨씬 높은 0.11 MPa과 0.047 MPa 정도 이었으며 TiO2에 의한 불투명화 실리카 에어로겔의 열전도도는 $400^{\circ}C$에서 0.0205 W/m · K 정도로 매우 낮은 값이었다. 순수 실리카 에어로겔의 기계적 강도 증진 및 고온 열전도도 증가를 억제하기 위한 불투명화제로는 TiO2가 Fe2O3에 비해 훨씬 효과적임을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. J. Non-Cryst. Solids v.145 Heat Transfer in Opacified Aerogel Powders E. Hummer;X. Lu. Th. Rettelbach;J. Fricke
  2. 요업학회지 v.34 no.9 순수/불투명화 실리카 에어로겔의 기계적 강도 및 열전도도 현상훈;이찬호;김동준;성대진
  3. J. Non-Cryst. Solids v.186 Thermal Characterization of Carbon-Opacifed Silica Aerogels D. Lee;P. C. Stevens;S. Q. Zeng;A. J. Hunt
  4. High Temp.-High Press. v.25 The Hot-Wire Method Applied to Porous Materials of Low Thermal Conductivity H. P. Ebert;V. Bock;O. Nilsson;J. Fricke
  5. J. Non-Cryst. Solids v.186 Integration of Mineral Powders into SiO₂ Aerogels J. Kuhn;T. Gleissner;M. C. Arduini-Schuster;S. Korder;J. Fricke
  6. J. Non-Cryst. Solids v.186 Monolithic Silica Aerogel Insulation Doped with TiO₂ Powder and Ceramic Fibers J. Wang;J Kuhn;X. Lu
  7. J. Non-Cryst. Solids v.225 High Strength SiO₂ Aerogel Insulation Z. Deng;J. Wang;A. Wu;J. Shen;B Zhou
  8. 요업학회지 v.36 no.2 TiO₂ 첨가에 의한 불투명화 실리카 에어로겔의 합성 및 특성화 손봉희;현상훈