SiO2气凝胶具有超低导热系数,在航空航天、工业、建筑等有着广泛的应用前景。然而,SiO2气凝胶机械强度低,制备时间长,制备过程影响因素多导致样品性能的不稳定,大大限制了SiO2气凝胶的实际生产和应用。本文以正硅酸乙酯为硅源、无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶工艺及常压干燥技术制备了性能良好的SiO2气凝胶样品。通过采用醇凝胶压缩模量作为综合控制参数,可获得性能稳定的低密度SiO2气凝胶;采用正交实验和单因素实验方法,研究了SiO2气凝胶及其复合材料制备过程参数对其性能参数的影响,优化了制备工艺。采用醇凝胶的压缩模量作为综合控制参数,通过测试醇凝胶的压缩模量和对应气凝胶的密度,研究了两者的影响关系。研究表明:当控制醇凝胶压缩模量在0.25~2.5kPa范围内,所制备得到的SiO2气凝胶密度低于100kg/m3。通过正交实验和单因素实验法,研究了制备过程参数(包括水解时间、陈化时间、老化时间、一步置换-表面改性时间以及清洗时间)对样品性能参数的影响,从而缩短了制备时间。研究表明:采用一步置换-表面改性方法,通过优化溶胶-凝胶时间、陈化时间、老化时间及常温干燥时间,可将气凝胶制备周期5~7天缩短至1.5天,对于气凝胶的快速制备方法及气凝胶的规模化生产具有重要参考价值。以洗水棉作为支撑材料制备出整块状SiO2气凝胶/洗水棉复合材料,其导热系数低至0.024W/m·K,密度低至127kg/m3,疏水角高达144°;研究了制备过程参数对复合材料性能的影响。研究表明:当纤维含量为10%时,制备得到的SiO2气凝胶/洗水棉复合材料导热系数和密度最小,分别为0.024W/m·K和127 kg/m3(纯SiO2气凝胶的导热系数约为0.02W/m·K);透汽性能最好,为20g/m2·h(纯洗水棉纤维的透汽率大约为29g/m2·h)。SiO2气凝胶/洗水棉复合材料保持了SiO2气凝胶优秀的绝热保温性能和洗水棉良好的透汽性能,有望用于工业、建筑、服装等保温和隔热应用。