中国气凝胶产业的发展将产生越来越大的影响
气凝胶是中国正在逐步显示出的与世界同行几乎同步且具有较强竞争力的的高新技术及产品之一,某种意义上,中国气凝胶产业的发展,对世界气凝胶产业的发展将产生越来越大的影响。当前,中国大学在气凝胶领域研究的深度和广度,中国企业在低成本气凝胶制造技术方面的锲而不舍,均走在了世界的前面。或许未来我们会看到有一家企业成为气凝胶领域的华为,依靠技术创新和低成本在攻城拔寨。如果这一天到来,国内所有从事气凝胶行业的人员都应该充满自豪感!
SiO2气凝胶材料具有密度低,导热系数低的特点,可以有效***
SiO2气凝胶材料具有密度低,导热系数低的特点,可以有效***导热。 平均孔径为50nm,低于空气分子的平均自由程,可有效***空气的对流换热。另外SiO2气凝胶的“多个”空隙壁相当于辐射的反射面和折射面,并且特殊的反射材料可以使热辐射小化。 SiO2气凝胶材料可以有效地***热传导,热对流和热辐射的综合作用,几乎可以阻挡所有的热传递方式。 它是一种具有很大应用价值的隔热材料。
气凝胶是一种用途广泛的物质,是世界上密度小的固体,密度仅为3千克每立方米。这种海绵状的物体也是的热与光学绝缘体,据了解,近年来利用3D打印机就可以制造出这种凝胶。在各种气凝胶中,石墨烯气凝胶是关注度高的一种,因为它可以应用在电子部件的电池和触媒中。3D打印的石墨烯气凝胶材料被吉尼斯世界纪录公司宣布为世界上轻的3D打印材料。该材料密度是如此之小,可以安全放在花瓣或棉花上。该材料是由美国堪萨斯州立大学工业与制造系统工程助理林东、布法罗大学工业与系统工程助理Chi Zhou和兰州大学副张强强共同制备的。
为何这种与钢铁相比看似脆弱的材料却有着防爆减震的功能,玻璃纤维和碳纤维增强的气凝胶材料属于多孔材料, 其显著特征在于内部存在大量孔隙, 在冲击波作用下材料首先被压缩致密。泡沫材料变形一般经历三个阶段: 弹性段、屈服段、压实段。首先孔壁发生弹性变形, 部分冲击能量转变为弹性能, 同时气隙被绝热压缩并吸收部分能量; 继而孔壁发生塑性塌缩或脆性破碎, 将部分冲击能量转变为塑性能, 气隙绝热压缩过程基本结束, 随后被逐渐压实直至接近密实材料。一旦多孔材料被完全致密, 冲击波在其中的传播行为与相应密实材料基本相同。这时气凝胶胶体粒子高速碰撞, 胶体粒子之间的碰撞力增大, 也导致气凝胶结构***。 孔壁受到的横向张应力升高和胶体粒子之间高速碰撞共同作用, 导致气凝胶在动态压缩过程中出现“粉碎”的现象,表明冲击波在多孔材料中的传播衰减效应很大程度上取决于致密过程各阶段所吸收或耗散的能量。
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