Silica aerogels have been widely used as thermal insulators, but their fragility has hindered the potential applications. In this work, a novel way of improving aerogel skeletal structure was proposed where composites were reinforced by three functional layers of glass fiber (GF)/ carbon fiber (CF). Heat insulation performance of fiber-reinforced aerogel composites was also investigated in a simulated solar radiation system. Composites composed of three layers of fiber were prepared by a sol-gel process under ambient pressure drying. The results showed that, as three layers were all GF blankets, the composite heat conductivity increased with increasing glass fiber content. Flexural strength increased initially and reached a maximum at 20% glass fiber content before decreasing. To find a balance between promoting heat insulation performance and strengthening the composite structure, two layers of 5% glass fiber blankets were used as structure strengthening layers and one carding 5% carbon fiber as the heat insulation layer were recommended. Under these conditions, the composite showed extremely low thermal conductivity (0.031 W/m K), almost comparable to that of pure aerogel (0.036 W/m K) while maintaining high flexural strength (2.846 MPa), superior than previous studies. Composites with other ratios of glass/carbon fibers with sandwiched alignments also demonstrated better flexural strength and lower thermal conductivity than GF aerogel composites. This work provided an alternative way to prepare robust and sustainable heat insulation aerogel composites for practical uses.

二氧化硅气凝胶已被广泛用作绝热材料，但其易碎性阻碍了其潜在的应用。在这项工作中，提出了一种改善气凝胶骨骼结构的新方法，其中复合材料由玻璃纤维（GF）/碳纤维（CF）的三个功能层增强。还在模拟的太阳辐射系统中研究了纤维增强气凝胶复合材料的隔热性能。在环境压力干燥下，通过溶胶-凝胶法制备由三层纤维组成的复合材料。结果表明，由于三层均为GF毡，复合导热系数随玻璃纤维含量的增加而增加。弯曲强度最初增加，在玻璃纤维含量减少20％之前达到最大值。为了在提高隔热性能和加强复合结构之间找到平衡，建议使用两层5％玻璃纤维毯作为结构加强层，并建议使用一层粗梳5％碳纤维作为隔热层。在这些条件下，该复合材料显示出极低的导热率（0.031 W / m K），几乎与纯气凝胶（0.036 W / m K）相当，同时保持了较高的抗弯强度（2.846 MPa），优于以往的研究。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。建议使用两层5％的玻璃纤维毯作为结构加强层，并建议使用一层粗梳的5％碳纤维作为隔热层。在这些条件下，该复合材料显示出极低的导热率（0.031 W / m K），几乎与纯气凝胶（0.036 W / m K）相当，同时保持了较高的抗弯强度（2.846 MPa），优于以往的研究。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。建议使用两层5％的玻璃纤维毯作为结构加强层，并建议使用一层粗梳的5％碳纤维作为隔热层。在这些条件下，该复合材料显示出极低的导热率（0.031 W / m K），几乎与纯气凝胶（0.036 W / m K）相当，同时保持了较高的抗弯强度（2.846 MPa），优于以往的研究。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。在这些条件下，该复合材料显示出极低的导热率（0.031 W / m K），几乎与纯气凝胶（0.036 W / m K）相当，同时保持了较高的抗弯强度（2.846 MPa），优于以往的研究。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。在这些条件下，该复合材料显示出极低的导热率（0.031 W / m K），几乎与纯气凝胶（0.036 W / m K）相当，同时保持了较高的抗弯强度（2.846 MPa），优于以往的研究。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了一种替代方法来制备坚固耐用的隔热气凝胶复合材料，以供实际使用。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。具有玻璃/碳纤维其他比例的夹心排列的复合材料也比GF气凝胶复合材料表现出更好的弯曲强度和更低的热导率。这项工作提供了另一种方法来制备坚固耐用的绝热气凝胶复合材料，以供实际使用。