超級(jí)耐溫1000C 隔熱材料-復(fù)合氣凝膠板材

關(guān)鍵詞：高分子材料，超高溫耐熱材料，隔熱材料，

引言：氣凝膠貌似“弱不禁風(fēng)”，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化。此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍。由于具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測(cè)中不可替代的材料，用它來(lái)進(jìn)行熱絕緣。

氣凝膠

一

簡(jiǎn)介

氣凝膠是指通過(guò)溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材料。如明膠、阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。

因?yàn)槊芏葮O低，最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當(dāng)20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會(huì)絲毫無(wú)損。

二

特性

膠帶可以粘東西是因?yàn)樗砻嫔贤坑幸粚诱持鴦┑年P(guān)系！最早的粘著劑來(lái)自動(dòng)物和植物，在十九世紀(jì)，橡膠是粘著劑的主要成份；而現(xiàn)代則廣泛應(yīng)用各種聚合物。粘著劑可以粘住東西，是由于本身的分子和欲連接物品的分子間形成鍵結(jié)，這種鍵結(jié)可以把分子牢牢地黏合在一起。

氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選吉尼斯世界紀(jì)錄。這種新材料密度僅為3.55千克每立方米，僅為空氣密度的2.75倍；干燥的松木密度（500千克每立方米）是它的140倍。這種物質(zhì)看上去像凝固的煙，但它的成分與玻璃相似。由于它的密度極小，用于航空航天方面非常合適。

氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量，有時(shí)也被稱為“固態(tài)煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用，最高能承受1400攝氏度的高溫。

氣凝膠貌似“弱不禁風(fēng)”，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化。此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍。由于具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測(cè)中不可替代的材料，用它來(lái)進(jìn)行熱絕緣。

三

氣凝膠的應(yīng)用

1、在作為隔熱材料方面：硅氣凝膠纖細(xì)的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效地限制了局域熱激發(fā)的傳播，其固態(tài)熱導(dǎo)率比相應(yīng)的玻璃態(tài)材料低2—3個(gè)數(shù)量級(jí)。納米微孔洞抑制了氣體分子對(duì)熱傳導(dǎo)的貢獻(xiàn)。硅氣凝膠的折射率接近l，而且對(duì)紅外和可見(jiàn)光的湮滅系數(shù)之比達(dá)100以上，能有效地透過(guò)太陽(yáng)光，并阻止環(huán)境溫度的紅外熱輻射，成為一種理想的透明隔熱材料，在太陽(yáng)能利用和建筑物節(jié)能方面已經(jīng)得到應(yīng)用。通過(guò)摻雜的手段，可進(jìn)一步降低硅氣凝膠的輻射熱傳導(dǎo)，常溫常壓下?lián)教細(xì)饽z的熱導(dǎo)率可低達(dá)0．013w/m·K，是熱導(dǎo)率最低的固態(tài)材料，可望替代聚氨脂泡沫成為新型冰箱隔熱材料。由于硅氣凝膠的低聲速特性，它還是一種理想的聲學(xué)延遲或高溫隔音材料。在環(huán)境保護(hù)及化學(xué)工業(yè)方面。納米結(jié)構(gòu)的氣凝膠還可作為新型氣體過(guò)濾 ，與其它材料不同的是該材料孔洞大小分布均勻，氣孔率高，是一種高效氣體過(guò)濾材料。由于該材料特別大的比表而積．氣凝膠在作為新型催化劑或催化劑的載體方面亦有廣闊的應(yīng)用前景。

2、在儲(chǔ)能器件方面：有機(jī)氣凝膠經(jīng)過(guò)燒結(jié)工藝處理后將得到碳?xì)饽z 這種導(dǎo)電的多孔材料是繼纖維狀活性碳以后發(fā)展起來(lái)的一種新型碳素材料，它具有很大的比表面積(600—1000 m2/g)和高電導(dǎo)率(10—25 s/cm)．而且，密度變化范圍廣(0.05—1.0 g/cm3)．如在其微孔洞內(nèi)充入適當(dāng)?shù)碾娊庖?，可以制成新型可充電電池，它具有?chǔ)電容量大、內(nèi)阻小、重量輕、充放電能力強(qiáng)、可多次重復(fù)使用等優(yōu)異特性，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：碳?xì)饽z的充電容量達(dá)3×104/kg2，功率密度為7 kw/kg，反復(fù)充放電性能良好。作為一種新型納米多孔材料，除硅氣凝膠外，已研制的還有其它單元、二元或多元氧化物氣凝膠、有機(jī)氣凝膠及碳?xì)饽z。作為一種獨(dú)特的材料制備手段，相關(guān)的工藝在其它新材料研制中得到廣泛應(yīng)用，如制備氣孔率極高的多孔硅、制備高性能催化劑的金屬—?dú)饽z混合材料、高溫超導(dǎo)材料、超細(xì)陶瓷粉末等。

氣凝膠復(fù)合材料

一

簡(jiǎn)介

SiO2氣凝膠復(fù)合材料是一種無(wú)機(jī)非晶態(tài)的固體，與海綿類似，內(nèi)部存在大量連通的孔洞。氣凝膠孔徑在 20nm~50nm之間，遠(yuǎn)小于空氣平均自由程70nm, 而且孔隙率高達(dá)99.8%，比表面積高達(dá) 1000 m2/g, 可有效控制空氣熱對(duì)流的同時(shí)，能延長(zhǎng)熱傳導(dǎo)路徑、減少輻射熱傳（SiO2氣凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.017W/mK)，是目前已知的導(dǎo)熱系數(shù)最低、質(zhì)量最輕的固體，有“固體煙”、“藍(lán)煙”之稱。

氣凝膠貌似“弱不禁風(fēng)”，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用，可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化。此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍。

二

電子產(chǎn)品的隔熱應(yīng)用

1）局部隔熱：

2）整體均熱：

3）引導(dǎo)熱量傳遞：

新材料：復(fù)合氣凝膠板材

一

優(yōu)點(diǎn)

1、強(qiáng)度高；

2、耐溫性好；

3、隔熱性好；

4、不掉粉。