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On the origin of power-scaling exponents in silica aerogels

Aney, Shivangi und Pandit, Prakul und Ratke, Lorenz und Milow, Barbara und Rege, Ameya Govind (2023) On the origin of power-scaling exponents in silica aerogels. Journal of Sol-Gel Science and Technology. Springer. doi: 10.1007/s10971-023-06156-0. ISSN 0928-0707.

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Kurzfassung

The macroscopic properties of open-porous cellular materials hinge upon the microscopic skeletal architecture and features of the material. Typically, bulk material properties, viz. the elastic modulus, strength of the material, thermal conductivity, and acoustic velocity, of such porous materials are expressed in terms of power-scaling laws against their density. In particular, the relation between the elastic modulus and the density has been intensively investigated. While the Gibson and Ashby model predicts an exponent of 2 for ideally connected foam-like open-cellular solids, the exponent is found to lie between 3 and 4 for silica aerogels. In this paper, we investigate the origins of this scaling exponent. Particularly, the effect of the pearl-necklace-like skeletal features of the pore walls and that of the random spatial arrangement is extensively computationally studied. It is shown that the latter is the driving factor in dictating the scaling exponent and the rest of the features play a negligible or no role in quantifying the scaling exponent.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196751/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On the origin of power-scaling exponents in silica aerogels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Aney, ShivangiShivangi.Aney (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pandit, PrakulPrakul.Pandit (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1343-3046146019678
Ratke, LorenzLorenz.Ratke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Juni 2023
Erschienen in:Journal of Sol-Gel Science and Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s10971-023-06156-0
Verlag:Springer
Name der Reihe:2023, JSST 30th Anniversary
ISSN:0928-0707
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aerogels, scaling exponents, microstructure modelling, silica aerogels, DLCA
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
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DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Pandit, Prakul
Hinterlegt am:06 Nov 2023 09:13
Letzte Änderung:30 Jan 2024 10:39

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