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气凝胶可能颠覆保温隔热行业的新材料

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气凝胶是什么 

气凝胶是一种固体物质形态,世界上密度很小的固体之一。密度为3千克每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶,其最早由美国科学工作者Kistler在1931年因与其友打赌制得。气凝胶的种类很多,有硅系,碳系,硫系,金属氧化物系,金属系等等。aerogel是个组合词,此处aero是形容词,表示飞行的,gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。

新材料气凝胶

新材料气凝胶

任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后,又可基本保持其形状不变,且产物高孔隙率、低密度,则皆可以称之为气凝胶。

我们说的气凝胶,一般是指SiO2气凝胶。但是现阶段的气凝胶,不仅能用SiO2制备,还能利用其他材质制备。气凝胶按照材质来分,可分为无机气凝胶和有机气凝胶两大类。无机气凝胶,包括SiO2气凝胶和Al2O3、ZrO2、C气凝胶等。

气凝胶有什么性能

气凝胶材料孔隙的大小在纳米量级,其空洞率高达80-99.8%,孔洞的典型尺寸为1-100nm,比表面积为600-1000㎡/g,材料密度可低达3kg/m³。

气凝胶的隔热性能如此出色,正是因为气凝胶空洞率高,以致于材料几乎是由分子长链组成。这样在传热过程中,热传导沿着分子链传导,传热路径被大大拉长,出现了“无限长路效应”。

实际上,气凝胶对热辐射、热对流的阻隔作业也非常明显。这样综合表现出来的,就是气凝胶的优良隔热性能。

SiO2气凝胶制品在建筑领域的应用如何

SiO2气凝胶制品在建筑保温领域的应用中,还有一个重要的特性:气凝胶保温产品不论在常温还是在高温环境下均有良好的隔热效果,与玻璃棉、珍珠岩、岩棉等材料相比,气凝胶具有较低的导热系数。

SiO2气凝胶制品的短板与未来

SiO2气凝胶产品的主要缺点,是其强度低、脆性大,纳米级孔隙结构容易在外在压力下被破坏,力学强度低。

为了克服这一问题,人们将气凝胶与其他材料复合,制造出了具有优良绝热性能又具有一定强度的复合型纳米孔超级绝热材料。另外,气凝胶成本也是现阶段需要着力解决的问题之一。

但是从整体上来看,SiO2气凝胶产品整个行业进入了快速发展的窗口期,初创期的后期和成长期的前期。气凝胶颠覆整个行业的保温新材料


作者:魔贝科技

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