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纳米保温材料的应用特点 隔热保温材料的性能介绍

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气凝胶隔热保温材料的效果肯定是没得说的,比传统的保温材料性能要好上几倍,而且更值得一提的是该种材料还可以做成疏水的,在室外雨水天使用,对产品的保温性能基本上是没有影响的,你应该知道保温材料最忌讳的就是吸水了,吸水之后就失去了保温效果。

纳米保温材料

纳米保温材料

气凝胶材料的应用

1、气凝胶在石油化工方面的应用

据报道操作人员在开采海底油田和气田时的一项关键需求,是输送未加工炭氢化合物的能力,它们经常处于高温高压状态下,而且沿海底的输送距离也越来越长。若没有充分的绝热,这些炭氢化合物将发生冷却并生成水合物或蜡化,最终堵塞流送管,对操作人员产生巨大的成本,气凝胶卓越的保温性能可以很好的解决这一问题。

2、气凝胶在船舶上面的应用

随着远洋运输、海上油田的发展,与之配套的海上钻井平台、石油运输船、液化天然气(LNG)船,液化石油气(LPG)船等发展迅速。这些特种船舶对于隔热保温和防火分隔提出了更高的要求,也成为气凝胶材料应用新的平台。

3、气凝胶在建筑方面的应用

气凝胶隔热板卓越的保温性能让他可以在建筑保温方面具有十分强大的潜力,相对于目前使用的聚苯泡沫气凝胶不仅保温隔热效果更好,而且不可燃烧,可以有效的防止火灾的发生。气凝胶的耐老化性能也十分良好,可以保证外保温体30年不老化。目前气凝胶的成本相对较高,等将来工艺更加的优化,成本下降,必将在建筑保温方面大量应用。同时由于气凝胶的透光性,使其可以用来制作透光屋顶。

4、气凝胶在航空航天方面的应用

目前,气凝胶已经在航空航天需要隔热保温的地方中大量使用。其中有一项就是在航空航天用热电池上的应用,使用气凝胶材料作为隔热保温层完美的解决了航空航天对热电池高性能的要求,下图为某种热电池的隔热气凝胶材料。

5、气凝胶在其他方面的应用

气凝胶卓越的隔热保温性能使得他在电化学、服装、新能源、催化剂等方面也有十分强大的应用潜力。由于气凝胶毡的孔隙都是纳米级的,比表面积很大这使得他吸附能力较大,可以在用来做催化剂的载体;由于其吸附性,同时密度极低,所以也可以用来储氢;他良好的保温性可以用来制作服装,只需要很薄的一层就可以达到很好的保温效果。

作为隔热保温材料,可用于超声速飞行器的热防护,装甲车、船舶等的大功率发动机隔热,工业用高温炉的隔热以及高效热电池、绿色智能建筑的保温等;作为防火分隔材料,可用于大型船舶、高层建筑物中防火门、防火舱壁的制造;可用于特种服装(防寒服、消防服、防弹背心)制造、隔音材料、催化剂载体等。


气凝胶材料的特性

1、隔热性

二氧化硅气凝胶材料具有极低的导热系数,可达到0.013-0.016W/(m·K),低于静态空气(0.024W/(m·K))的热导系数,比相应的无机绝缘材料低2-3个数量级。

即使在800℃的高温下其导热系数才为0.043W/(m·K)。高温下不分解,无有害气体放出,属于绿色环保型材料。SiO2硅气凝胶与各种耐热纤维复合后,可制成各种形式的保温材料。可广泛用于工业、建筑、管道、汽车、航天等领域。

2、隔音性

由于硅气凝胶的低声速特性,它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。该材料的声阻抗可变范围较大(103-107 kg/m2·s),是一种较理想的超声探测器的声阻耦合材料。

初步实验结果表明,密度在300 kg/m3左右的硅气凝胶作为耦合材料,能使声强提高30 dB,如果采用具有密度梯度的硅气凝胶,可望得到更高的声强增益。

3、非线性光学性质

由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构,化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明,掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在,并观察到很强的可见光发射,为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应,可进一步研制新型激光防护镜。

4、过滤与催化性质

纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤,与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀,气孔率高,是一种高效气体过滤材料。由于该材料特别大的比表而积。气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前景。

5、 折射率可调性

硅气凝胶的折射率接近,而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上,能有效地透过太阳光中的可见光部分,并阻隔其中的红外光部分,成为一种理想的透明隔热材料,在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。


作者:纳微科技

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