二氧化硅气凝胶绝热应用展开
气凝胶,又称为干凝胶,是化学溶液经反应,先形成溶胶,再凝胶化获得的凝胶,除去凝胶中的溶剂,获得的一种空间网状结构中充满气体,外表呈固体状密度极低的(接近空气密度)多孔材料。气凝胶是目前已知轻的固体材料,也是迄今为止保温性能好的材料,在众多领域有着广泛而巨大的应用价值,被称为“改变世界的神奇材料”。 气凝胶因成分不同,主要有二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶等。当前,且二氧化硅气凝胶的绝热性能为引人注目,技术也为成熟,国内外气凝胶的产业化发展大多围绕二氧化硅气凝胶绝热应用展开。
气凝胶毡石油管道中的应用
在建筑领域,尽管气凝胶的高成本限制了其大规模使用,但是已经有气凝胶保温毡、气凝胶保温涂料等气凝胶保温产品上市应用。未来气凝胶在建筑上的应用主要集中在节能门窗、建筑管道、墙壁和屋顶、涂料四方面。相信随着技术的进步和成本的进一步降低,未来气凝胶产业将广泛应用于建筑保温领域,降低火灾的危害,为人身和财产安全提供更多防护。气凝胶保温隔热性能的应用。
辐射导热本材料的***作用
由于大量微小孔洞的存在,本材料几乎具有多的孔壁,而这些孔壁均可视为辐射的反射面和折射面。一毫米厚度的本材料就含有上万层的反射面和折射面,很好地阻隔了辐射导热。同时为了更好***材料的辐射导热,气凝胶材料添加了一些纳米级的反辐射物质,可以很好的反射/吸收热辐射。因此对于辐射导热本材料也有很好的***作用。气凝胶隔热原理。
通过调节反应溶液的酸碱度,控制水解
通过调节反应溶液的酸碱度,控制水解-缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率,可得到凝胶结构。在酸性条件下 (pH=2.0-5.0),水解速率较快,体系中存在大量硅酸单体,有利于成核反应形成较多的核,但尺寸都较小,终将形成弱交联度、低密度网络的凝胶;在碱性条件下,缩聚反应速率较快,硅酸单体一经生成即迅速缩聚,因而体系中单体浓度相对较低,不利于成核反应,但利于核的长大及交联,易形成致密的胶体颗粒,终得到颗粒聚集而成的胶粒状凝胶。
强碱性或高温条件下 Si-O 键形成的可逆性增加,即 SiO2 的溶解度增大,使终凝胶结构受热力学控制,在表面张力作用下形成由表面光滑的微球构成的胶粒聚集体。许多研究尤其是氧化铝、氧化钛气凝胶的制备都采用类似的方法。
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