تطبيق السيليكا ايروجيل في مجال العزل الحراري

السيليكا ايروجيل لديها العديد من الخصائص الممتازة ، وقد تم تطبيقها بنجاح في العديد من المجالات ، مثل محفز الناقل المواد ، مواد عازلة للصوت ، مواد عازلة للحرارة ، الغاز السام امتصاص المواد و الغبار الكوني جمع المواد . مع زيادة كثافة الطاقة من السيارات الجديدة ، وخاصة بطاريات ليثيوم أيون ، والعزل الحراري والوقاية من الحرائق من البطاريات أصبحت واحدة من أهم المواضيع .

الفضاء

عالية الأداء مواد العزل الحراري هي واحدة من المكونات الرئيسية في الحماية الحرارية من المركبات الفضائية . على الفرط في السيارة ، على المدى الطويل التدفئة الهوائية ، سطح الجسم سوف تنتج درجة حرارة عالية جدا . من أجل منع الضرر من التآكل الحراري على الهيكل الرئيسي و الأجهزة الداخلية من الطائرات ، من المهم جدا أن تختار نوع من مواد العزل الحراري ممتازة مع الأداء الشامل .

من ناحية ، مواد العزل الحراري يجب أن تمنع بشكل فعال تدفق الحرارة الخارجية إلى الجسم الداخلية ، وذلك لتجنب التأثير على الجسم من المعدات ذات الصلة في العملية العادية . من المهم زيادة الحمولة وزيادة المسافة . السيليكا ايروجيل الكثافة فقط حوالي 0.08g / cm3 ، الموصلية الحرارية في درجة حرارة الغرفة منخفضة مثل 0.016w / ( م · ك ) ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الفضاء على ضوء كفاءة العزل الحراري .

ثاني أكسيد السيليكون aerogels هي واحدة من أهم المواد في الفضاء العزل الحراري بسبب خفيفة الوزن ، وانخفاض الموصلية الحرارية .

aerogels انخفاض القوة الميكانيكية ، لذلك عادة ما تحتاج إلى الجمع بين aerogels مع الألياف في التطبيقات الفضائية .

الحد من درجة حرارة التشغيل من السيليكا ايروجيل هو عادة أقل من 600 درجة مئوية ، والتي لا يمكن تطبيقها على العزل الحراري الأسرع من الصوت أو الفرط في الطائرة . في المستقبل ، ينبغي النظر في تصميم متعدد المراحل الانصهار المجهرية لتحقيق التكامل .

المجال العسكري

الطلب على منتجات التكنولوجيا العالية في الصناعة العسكرية أعلى من ذلك في المجال المدني . السيليكا ايروجيل ، باعتبارها عنصرا هاما من عناصر جديدة عالية الأداء مواد العزل الحراري ، وقد تم شعبية في الصناعة العسكرية .

وبالإضافة إلى ذلك ، السيليكا ايروجيل الطوب العزل الحراري عززت من ألياف الألومنيوم سيليكات تم إعدادها من قبل مركز أبحاث أميس التابع لناسا باستخدام الألياف سيليكات الألومنيوم مثل دعم الإطار ، السيليكا ايروجيل ملء المسام في صهر الألياف الإطار . الموصلية الحرارية من هذه المواد هو أقل من ذلك من العام صهر المواد الليفية ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال في استهلاك مواد العزل الحراري وزيادة المساحة المتاحة في غرفة المحرك . وفي الوقت نفسه ، فإنه يمكن الحفاظ على درجة الحرارة في غرفة المحرك ، وتحسين بيئة العمل في غرفة المحرك . العزل الحراري البلاط تستخدم أيضا في الأسلحة وحدات الطاقة لمنع الإشعاع الحراري ، مما يساعد على مكافحة الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الأسلحة والمعدات . وبالإضافة إلى ذلك ، aerogels تستخدم أيضا في بطاريات حرارية عسكرية ، والتي يمكن أن تزيد من الحياة الحرارية العسكرية بطاريات حرارية .

واحدة من الاتجاهات الرئيسية في تطبيق وتطوير السيليكا ايروجيل في المجال العسكري هو إعطاء المزيد من الوظائف . على سبيل المثال ، والملابس الواقية العسكرية لا تحتاج فقط إلى وظيفة العزل الحراري ، ولكن أيضا وظيفة الأشعة تحت الحمراء التدريع ( الشبح ) ، من أجل تحسين التكيف مع متطلبات الحرب الحديثة . ولذلك ، وكيفية تحقيق متعددة الوظائف تصميم ثاني أكسيد السيليكون aerogels هو مسألة هامة في التطبيقات العسكرية .

الصناعية صهاريج التخزين وخطوط الأنابيب

في الوقت الحاضر ، مواد العزل الحراري المستخدمة في أنابيب التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في السوق هي أساسا العضوية البوليمر رغوة ، مثل رغوة البولي يوريثان ، رغوة الفينول ، رغوة البوليسترين ، وما إلى ذلك ومع ذلك ، هذه المواد القابلة للاشتعال ، وارتفاع مخاطر الحريق . السيليكا ايروجيل لديها مزايا السلامة ، خفيفة الوزن ، وحسن الأداء العزل الحراري .

وتظهر النتائج أن الموصلية الحرارية يمكن أن تنخفض إلى 0.084w / ( م · ك ) عندما aerogels المغلفة على سطح الأنابيب المعدنية . وبالإضافة إلى ذلك ، مقاومة للحريق الحد من الوقت من المواد الأنابيب التي تغطيها aerogels فيلم مركب يمكن أن تصل إلى 70 دقيقة . في تطبيق العزل الحراري الكيميائية الأنابيب ، السيليكا ايروجيل مركب حصيرة تستخدم أساسا ، لا سيما تدابير مضادة للماء ( مسعور قيم أكثر من أو يساوي 99 ٪ ) ، لا يزال يمكن بناؤها في يوم ممطر أو في بيئة رطبة .

 تطبيق aerogels شعر وسادة في خط أنابيب الكيميائية

وبالإضافة إلى ذلك ، aerogels مركب شعر ممتازة مقاومة للزلازل ، خصائص الشد ، لا تراكم الجسيمات وتسويتها أثناء الاستخدام ، والخدمة الطويلة في الحياة . في تطبيق طبقة العزل الحراري مباشرة دفن أنابيب البخار ، سمك طبقة العزل الحراري المطلوبة من قبل سي aerogels مركب شعر يمكن أن ينقذ ما بين 40 ٪ و 54 ٪ مقارنة مع الألياف الزجاجية شعر بشرط تلبية الحد الأقصى المسموح به من فقدان الحرارة . وبالتالي فإن المساحة التي تحتلها مباشرة دفن الأنابيب هو انخفاض . السيليكا ايروجيل شعر ممتازة خصائص العزل الحراري ، وارتفاع درجة حرارة البخار ، وضيق مساحة الموقع تحت ظروف قاسية أفضل من اللعب . السيليكا ايروجيل شعر كما تم تطبيقها بنجاح في الحفاظ على الحرارة من خط أنابيب النفط والغاز الطبيعي المسال خط أنابيب النقل في هاينان كنوك . على المدى الطويل عملية مستقرة من خط أنابيب التحقق من حسن الأداء العزل الحراري والسلامة والاستقرار .

المرجل

تطبيق aerogels على سطح المرجل العزل الحراري يمكن أن تقلل إلى حد كبير من درجة حرارة سطح المرجل المرجل فقدان الحرارة . في الممارسة العملية ، الألياف مصفوفة السيليكا ايروجيل غالبا ما تكون مجتمعة على شكل ايروجيل شعر وسادة ، ثم يتم تطبيقها على المرجل الجسم . بعد اعتماد aerogels المركبة ، درجة حرارة سطح المرجل يمكن أن تنخفض بنسبة 39 درجة مئوية ، والكفاءة الحرارية يمكن أن تثار من 79.7 في المائة إلى 81.9 في المائة ، وتوفير الطاقة 2.2 في المائة .

تطبيق aerogels المركبة في نظام المرجل

درجة حرارة المرجل عادة ما تكون عالية ، لذلك الألياف في السيليكا ايروجيل المركبة يجب أن يكون ارتفاع في درجة الحرارة المقاومة . استخدام مقاومة درجات الحرارة العالية الكريستالات موليت الألياف السيليكا ايروجيل المركبة هو الحل المفضل .

في الوقت الحاضر ، السيليكا ايروجيل يستخدم أقل في المراجل ، وذلك أساسا بسبب تكلفة التصنيع . من ناحية أخرى ، درجة حرارة المرجل الصناعية عالية نسبيا ، على المدى الطويل درجة حرارة التشغيل الحد من aerogels عادة أقل من 600 درجة مئوية . تحسين مقاومة درجات الحرارة العالية السيليكا ايروجيل هو اتجاه التنمية في المستقبل .

بناء العزل الحراري والحياة المنزلية

السيليكا ايروجيل لديها مزايا خفيفة الوزن ، وانخفاض معامل التوصيل الحراري ، والخدمة الطويلة في الحياة ، وحسن hydrophobicity ، ويمكن تلبية متطلبات العزل الحراري ، والوقاية من الحرائق ، عزل الصوت للماء في مجال البناء . في الوقت الحاضر ، السيليكا ايروجيل التطبيقات تشمل أساسا ايروجيل الزجاج الموفرة للطاقة ، ايروجيل طلاء ، ايروجيل ورأى حصيرة ، ورقة ايروجيل ، ايروجيل ملموسة هاون ، سقف تجميع الطاقة الشمسية .

سيليكون ايروجيل الزجاج الموفرة للطاقة

شفافة الضميمة هو حلقة ضعيفة في بناء والحفاظ على الطاقة ، والزجاج هو المادة الرئيسية شفافة الضميمة ، وتوفير الطاقة الأداء مهم جدا . السيليكا ايروجيل لديها مزايا واضحة في مجال البناء ، ولا سيما في بناء الزجاج بسبب نفاذية جيدة ، والعزل الحراري ، والحد من الضوضاء .

تطبيق aerogels الزجاج في المباني المدنية

تطبيق aerogels على الزجاج ليس فقط يمكن أن تقلل من تبديد الحرارة من الزجاج ، ولكن أيضا يمكن أن تلبي متطلبات الإضاءة . على أساس ضمان المظهر والإضاءة ، السيليكا ايروجيل الزجاج لديه أفضل مقاومة الحرارة ، أقوى مقاومة الإشعاع ، ويمكن أن تستخدم أيضا في ضبط اللون و امتصاص الصوت ، ولها مزايا واضحة في التطبيق . في الوقت الحاضر ، السيليكا المواد المستخدمة في بناء الزجاج تشمل أساسا ايروجيل المغلفة الزجاج ، الزجاج ايروجيل السائبة والجسيمات ايروجيل ملء الزجاج .

ايروجيل الزجاج لا يزال في مرحلة البحث والتطوير الصناعي ، وارتفاع الحواجز التقنية ذات الصلة ، في الممارسة العملية ، سوى عدد قليل من التطبيقات الهندسية . في الوقت الحاضر ، فإن الشركة المصنعة القائمة من حبيبات ايروجيل ملء الزجاج تتركز أساسا في البلدان المتقدمة النمو في أوروبا وأمريكا . في عام 2015 ، حققت الصين الإنتاج الضخم في تشانغشا للمرة الأولى . ومع ذلك ، ايروجيل الزجاج لا يزال في مرحلة البداية ، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه في التطبيق العملي .

5-2 طلاء السيليكا ايروجيل

ايروجيل طلاء العزل الحراري هو فرع مهم من السيليكا ايروجيل التطبيقات . إعداد طلاء العزل الحراري ايروجيل يتضمن الخطوات التالية : 1 . السيليكا ايروجيل الجسيمات ، مثبت ( أو defoaming وكيل ) مختلطة مع الماء و الأرض على شكل موحد ايروجيل الطين . ثانيا ، الراتنج مشتتة تضاف إلى مزيد من التحريك والتشتت . وفقا للاحتياجات الفعلية ، مختلف الإضافات ( مثل ثاني أكسيد التيتانيوم ، الأشعة تحت الحمراء بعيدة مسحوق السيراميك ، والزجاج جوفاء الخرز ، الخ . )

aerogels طلاء لديها مزايا انخفاض الموصلية الحرارية ، بنية بسيطة ، وتطبيق واسع الإمكانات . ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، لا توجد طريقة جيدة لحل مشاكل الفقراء تشتت السيليكا ايروجيل في الطين ، من السهل تجميع ، مما يؤدي إلى ارتفاع الموصلية الحرارية الطلاء . مشكلة .

السيليكا ايروجيل شعر

السيليكا ايروجيل شعر هو نوع من العزل الحراري حصيرة ، والتي هي مصنوعة من السيليكا ايروجيل الألياف تعزيز وكيل في سول المرحلة ، ثم من خلال عملية التبلور ، والشيخوخة والتجفيف .

من ناحية ، السيليكا ايروجيل شعر وسادة يحتفظ العزل الحراري ممتازة الأداء ايروجيل ، الموصلية الحرارية يمكن أن تكون منخفضة مثل 0.0142w / ( م · ك ) ، من ناحية أخرى ، ايروجيل شعر وسادة يمكن أن تحل على نحو فعال تطبيق المشكلة الناجمة عن انخفاض القوة الميكانيكية السيليكا ايروجيل . . . . . . .

في الوقت الحاضر ، الألياف مصفوفة ايروجيل وسادة تتألف أساسا من الألياف غير العضوية والعضوية الألياف . الألياف غير العضوية مصفوفة تتألف أساسا من الألياف الزجاجية ، والألومينا الألياف الكوارتز . الألياف غير العضوية لديها أعلى الاستقرار الحراري وانخفاض معامل التمدد الحراري ، ولكن أقل مرونة وأقل قوة ملزمة مع aerogels ، مما يؤدي بسهولة إلى " مسحوق إسقاط " . الألياف العضوية ، مثل مادة البولي بروبيلين الألياف ، ألياف البوليستر ، ألياف الأراميد ، والألياف السليلوزية ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تعطي aerogels وسادة أفضل مرونة وقوة الترابط aerogels ، ولكن الاستقرار الحراري من الألياف العضوية ليست جيدة بما فيه الكفاية لاستخدامها في العزل الحراري .

في الوقت الحاضر ، عززت الألياف جزء من aerogels شعر في السوق هو أساسا مصنوعة من الألياف الزجاجية إبرة كمات شعر . هذا المنتج قد تم تطبيقها بنجاح في خط أنابيب النفط في المناطق الحضرية الحرارية شبكة الأنابيب .

السيليكا ايروجيل ملموسة هاون

الاسمنت والخرسانة هي الأكثر شيوعا مواد البناء . مزيج من السيليكا ايروجيل ملموسة هاون يمكن أن تزيد من المسامية هاون ملموسة ، وتحسين نقل الحرارة الداخلية الطريق ، وبالتالي تحسين العزل الحراري هاون ملموسة .

السيليكا ايروجيل تجميع الطاقة الشمسية

aerogels يمكن تطبيقها على جمع الحرارة لوحة ، خزان المياه ، وأنابيب الحرارة جمع نظام العزل الحراري من سخان المياه بالطاقة الشمسية من أجل تحسين كفاءة جمع الحرارة والحد من فقدان الحرارة من القائمة سخان المياه بالطاقة الشمسية .

تجميع الطاقة الشمسية مع جهاز aerogels سمك 20 مم ممتازة العزل الحراري . بالمقارنة مع التقليدية استقبال ايروجيل يمكن أن تقلل من فقدان الحرارة من جامع بنسبة 7.3 في المائة إلى 10.1 في المائة ، وتحسين كفاءة الجهاز بنسبة 0.01 في المائة إلى 2.92 في المائة عند مدخل تدفق الحرارة في درجة حرارة تتراوح بين 583-823k عمودي الإشعاع في نطاق 400-1000w · م . . .

حاوية مبردة

الحاويات المبردة يجب أن تكون جيدة العزل الحراري ، والحفاظ على درجة حرارة منخفضة ، وتستخدم لنقل مجموعة متنوعة من المواد القابلة للتلف . المواد العازلة للحرارة من الحاويات المبردة التقليدية عموما استخدام الألياف الزجاجية ، الأسبستوس ، الصوف الصخري ، رغوة البوليسترين ، رغوة البولي يوريثان وغيرها من المواد . المواد العضوية ممتازة تأثير العزل الحراري ، ولكن ليست صديقة للبيئة . على الرغم من أن المواد غير العضوية التقليدية غير سامة وغير ضارة ، ولكن خصائص العزل العام .

استخدام السيليكا ايروجيل بدلا من المواد التقليدية مثل المواد العازلة للحرارة المبردة نظام الحاويات يمكن أن تلبي متطلبات حماية البيئة والعزل الحراري . هيرشستر ، ألمانيا ، كابوت ، الولايات المتحدة الأمريكية قد فعلت الكثير من البحوث على السيليكا ايروجيل المركبة .

سيارات الطاقة الجديدة

في الوقت الحاضر ، تستخدم عادة مواد العزل الحراري الألياف الزجاجية الصوف ، الصوف سيليكات الألومنيوم ، مركب العزل الحراري المجلس . هناك حاجة ماسة إلى العثور على نوع من مقاومة للحريق مواد العزل الحراري مع ارتفاع في درجة الحرارة المقاومة ، وحسن الأداء العزل الحراري والخدمة الطويلة في الحياة .

السيليكا ايروجيل لديها مزايا واضحة في العزل الحراري . بالمقارنة مع التقليدية مواد العزل الحراري ، فقط 1 / 5 ~ 1 / 3 من سمك يمكن تحقيق نفس تأثير العزل الحراري ، وتوفير المزيد من مساحة البطارية . في الوقت الحاضر ، وقد تم اختبارها وتطبيقها على نطاق واسع بطارية ليثيوم أيون مصنعين مثل نينغده مرات guoxuan التكنولوجيا العالية .

تطبيق السيليكا ايروجيل العزل الحراري المركبة في مركبات الطاقة الجديدة يتطلب أيضا الانتباه إلى المسائل التالية :

① مقاومة الحرارة درجة الحرارة الحالية من السيليكا ايروجيل هو أقل من 550 درجة مئوية ، ولكن ذروة الحرارة هارب من بطارية ليثيوم أيون هو أكثر من 600 درجة مئوية .

② إعداد aerogels بواسطة تكنولوجيا التجفيف عالية التكلفة ، لذلك هو اتجاه مهم لتطوير تكنولوجيا التجفيف في الغلاف الجوي مع انخفاض التكلفة .

كيفية تحقيق التوازن بين التناقض بين aerogels العزل الحراري و تبديد الحرارة من البطاريات تحت الأحمال العالية هي قضية ساخنة تحتاج إلى دراسة عاجلة .

في المستقبل ، السيليكا ايروجيل التطبيقات في مجال العزل الحراري يمكن أن تركز على المجالات التالية :

( 1 ) السيليكا ايروجيل استخدام درجة الحرارة محدودة ، لا يمكن تلبية الطلب المتزايد على العزل الحراري في درجة حرارة عالية في المنطقة . من المهم دراسة وتحسين الاستقرار الحراري aerogels تحت درجة حرارة عالية .

( 2 ) السيليكا ايروجيل تستخدم أساسا في شكل مركب وسادة ، وهناك مشكلة " مسحوق إسقاط " . ولذلك ، من الضروري استكشاف سطح تعديل الألياف الترتيب الأمثل لتعزيز قوة الترابط بين ايروجيل الجسيمات والألياف .

( 3 ) عندما aerogels مسحوق مختلطة في العزل الحراري الطلاء ، لوحة المركبة ، وما إلى ذلك ، مرحلة التبطين يحدث بسهولة ، مما يؤدي إلى انخفاض في خصائص العزل الحراري . واحدة من المشاكل الرئيسية التي يتعين حلها في تطبيق aerogels لتحسين الأمن والاستقرار aerogels مسحوق في المركبة .

( 4 ) السيليكا ايروجيل القائمة تعتمد تكنولوجيا التجفيف فوق الحرجة ، وارتفاع تكلفة ، مما يحد من تطبيقها على نطاق واسع . انخفاض تكلفة إعداد مثل الضغط الجوي والتجفيف هو اتجاه التنمية في المستقبل . واحد