Al/PI(聚酰亚胺塑料)/纳米多孔气凝胶体系是一种全新设计的柔性复合隔热膜系，可 广泛应用于各领域的隔热防护。本学位论文以气凝胶纳米复合隔热膜研究为主线，涉及到 该隔热系统相关材料的选取、制备、传热过程的计算和材料的热测试。 首先从传热理论上分析了这种膜系结构隔热的可行性，并就组成该膜系的三种材料分 别进行了制备及相关性能测试研究。还对上述体系进行了传热模拟计算和隔热效果实验研 究，两者能很好的吻合，该结果同时也表明Al/PI/纳米多孔气凝胶体系能很好地实现高温 环境中的隔热。按章节顺序，分别研究了如下内容： 系统研究了TOES体系的sol-gel过程。并采用TOES作为硅源，在常压下干燥制备 出二氧化硅气凝胶块体和颗粒。对常压条件下的表面修饰化学行为进行了初步探讨。该法 避免使用昂贵的超临界干燥技术，有利于气凝胶的大规模工业应用。 用化学表面修饰的方法研究了气凝胶薄膜。通过在溶剂的饱和气氛中老化，得到了孔 洞率大于75％的凝胶薄膜，也就是气凝胶薄膜。最后还考察了不同的前驱体对气凝胶结果 性能的影响。指出选用富含硅甲基的硅氧烷作为前驱体更容易得到疏水性良好的凝胶产物。 用热分析和FTIR分析对复合膜中PI耐热塑料热稳定性进行了测试。分析结果表明PI 作为复合隔热体系是可行的。 研究了有机硅耐热树脂和由此得到的耐热涂料。以有机硅树脂为粘结剂，并充填气凝 胶粉体，添加分散剂等助剂配制了一种新型的隔热涂料。用刷涂和涂布等工艺涂覆成膜， 膜层性能良好，和PI基底附着良好。 研究了整个系统的隔热性能。用卷绕式真空镀膜设备镀Al膜，并探讨了金属反射层对 隔热性能的影响。用薄膜光学的理论计算了作为反射层Al膜的最佳厚度。 对复合薄膜体系的隔热传热进行了分析，特别是分析了热流在气凝胶这种特殊结构的 材料中的传递，并给出了相应的隔热对策。首次用数值计算的方法定量分析了体系的隔热 效果。有限差分法和集总参数法的计算结果表明：在500℃的环境中，要使得被包裹物体 的温度在5min内不超过50℃，低热导层的厚度必须要在1mm左右。 探讨了密度、温度、气压、湿度等因素对气凝胶热导率的影响。对于不同的形态的材 料，分别用不同的热测试手段全面的测试了热物性。首次探索了一种测量流质热物性的方 法。该法简便、易行。并根据试验数据得到一个降温时间和热扩散系数的拟合关系式。