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SiO2气凝胶是一种性能优异的隔热材料,具有高孔隙率、低密度、大比表面积等特点,但疏松的三维网状结构导致其力学性能极差,大大影响了应用。目前主要通过向SiO2气凝胶中添加增强材料来提高其力学性能,第二相的加入可充当骨架,有效支撑气凝胶基体,抑制收缩,提高块体完整度,减缓气凝胶受力过程的开裂速度,提高抗压强度。本文将微量纤维与SiO2气凝胶复合,研究了分散剂、纤维的长径比/添加量/种类、干燥方式等因素对气凝胶结构和性能的影响,获得了一种最佳的纤维原位增强SiO2气凝胶材料,在较好保持气凝胶隔热性能的同时具有良好的力学性能。首先通过沉降实验研究了羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、陶瓷分散剂RY-57和二氧化硅纳米粉（nP-SiO2）对溶胶中纤维分散性的影响。结果表明,nP-SiO2在质量分数为4%（体积分数为1.6%）时对各纤维分散性改善均很明显,实现了前三种分散剂所不能达到的效果,30 min内混合溶液仅沉降3.33%-6.67%,故选用nP-SiO2作为分散剂改善纤维在气凝胶中的分散性。其次分别采用常压和超临界干燥制备了nP-SiO2/SiO2气凝胶材料,研究了nP-SiO2添加量对气凝胶结构和性能的影响。随着nP-SiO2含量的增多,气凝胶的收缩及开裂程度逐渐减小,抗压强度呈先增再减趋势。其中,超临界干燥样品的收缩率、完整度及密度均优于常压干燥,当加入体积分数为0.4%的nP-SiO2时,超临界样品力学性能最优,最大抗压强度是纯SiO2气凝胶的1.41倍,收缩及密度分别为其0.76倍和1.16倍。分别采用常压和超临界干燥制备了玻璃纤维（Gf）增强的SiO2气凝胶材料,研究了Gf长径比、添加量及凝胶改性对材料的影响。结果表明,Gf的加入使气凝胶的脆性改善,具有一定弹性,随着添加量的增加,气凝胶的比表面积及平均孔径变化不大,但收缩递减,抗压强度不断增大。当Gf长径比为400,体积添加量（FSV）为2%时,常压干燥产物的体积收缩最小,仅8.95%,超临界干燥则为0.87%。对于力学性能,常压干燥的样品优于超临界干燥,而超临界干燥的疏水改性样品优于未改性样品,最大抗压强度是未改性样品的2.92倍,但此方法有损设备,应谨慎使用。最后通过将Gf、碳化硅纤维（SiCf）、碳纤维（Cf）分别与SiO2气凝胶复合,研究了三种纤维、分散剂以及干燥方式对材料结构和性能的影响。纤维的加入改善了纯SiO2气凝胶的收缩及遮光性,其中含FSV为2%Cf的气凝胶在常压和超临界干燥后,收缩及密度均最小,遮光性与SiCf样品相当,优于Gf样品;nP-SiO2的加入,大大降低了纤维增强气凝胶材料的收缩,使样品的表面致密光滑,改善了Gf增强气凝胶材料的遮光性。对于力学性能,Cf改善了气凝胶的柔性,最小弹性模量仅0.2911 MPa。SiCf对气凝胶的强度改善明显,当应变为0.025时,超临界干燥SiCf增强气凝胶的承载为0.019 MPa,含nP-SiO2的样品承载为0.021 MPa（纯SiO2气凝胶的1.40倍）,均大于相同条件下的Gf和Cf样品。