本文以正硅酸乙酯为前驱体，利用溶胶-凝胶方法和常压干燥过程，通过分析制备工艺参数对最终样品的性能及结构的影响以及干燥过程的开裂问题，研究制备完整性好、低密度、生产周期短的块体硅气凝胶的工艺；并且通过甲基丙烯酸甲酯有机杂化、短切纤维及晶须的加入，研究了三种方法对硅气凝胶的微观结构、力学性能的影响以及改性机理。主要得出以下结论： 首先，若在常压下制备完整性好、性能优良的块体硅气凝胶，必须通过老化工艺的优化过程。 其次，MMA与TEOS经过共同水解、聚合反应通过化学键与硅气凝胶的网络结构结合，从而对硅气凝胶存在一定的增强作用，而且也能够在一定程度上阻碍裂纹的产生及扩展，随着聚合物成分的增大，样品从脆性转变为塑性，这种作用主要是根据逾渗理论以及IPN网络增韧机制起到韧化作用的。 再次，短切纤维一经掺入，就可大大控制凝胶在干燥过程中的体积收缩，同时改变了硅气凝胶本身的脆性使其呈现塑性；但由于大大降低了机械强度，可达90﹪，这主要由于尺寸比较大，与二氧化硅网络结合力比较弱，从而起到了桥接、拔出等韧化作用。 最后，晶须的加入可以大大提高硅气凝胶的机械强度，可达1.9倍，但是晶须对凝胶在干燥过程的控制裂纹产生、扩展以及体积收缩方面没有太大的贡献，主要是由于晶须本身的尺寸特性与二氧化硅网络结构的结合力比较强对硅气凝胶起到了强化作用。