气凝胶成航天探测中的材料
2014年世界材料大会提出,气凝胶由90%以上的空气和不足10%的固体构成,它可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200℃时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性,气凝胶成了航天探测中的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行绝缘。
不同隔热材料用不同办法来降低材料对流导热
不同隔热材料用不同办法来降低材料对流导热。例如,聚氨脂发泡材料在孔隙中填充了氟利昂气体,该气体的导热率仅有空气的三分之一,从而获得了优越的隔热性能。但因其能严重***臭氧层曾被二氧化碳等替代,然而二氧化碳等作为填充的聚氨脂材料,又会存在导热率高的问题。本材料采取了另一个途径,即减小孔隙直径的办法来降低孔隙中空气的热导率。经过特殊工艺制得的本材料,其中孔隙的平均直径仅为50-60纳米,约为头发直径的千分之一,而空气分子的平均自由程为70纳米左右。在如此之小的空隙中,空气几乎无法流动,从而***了空气的对流导热。
混凝土添加剂气凝胶在建筑领域的应用
作为混凝土添加剂气凝胶还可以用于降低混凝土的导热系数。国外的研究人员开展了混凝土基料中掺入不同量的疏水或亲水SiO2气凝胶粉末的研究,混凝土块的热导率随着SiO2气凝胶粉末含量的增加而减少,但抗压强度会有所降低,收缩率也会有所增大。据此特点可将添加SiO2气凝胶的混凝土用于非承重墙,或是作为粘结***使用的水泥砂浆。随着混凝土助剂的发展,可以加入助剂来补充损失的力学性能。气凝胶在建筑领域的应用。
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