Силициев аерогел улеснява "топлоизолацията"

В днешното общество икономията на енергия, намаляването на потреблението и намаляването на емисиите се застъпват за модели за развитие. Сред възможните мерки, освен ефективното преобразуване на енергия и рационалното развитие на възобновяемата енергия, подобряването на ефективността на енергийното оползотворяване също е ключът към енергоспестяването, поради което "изолационните материали" започнаха да получават внимание.

Причината за това е, че топлоизолационният материал може да намали топлинните загуби в процеса на генериране, транспортиране, съхранение и използване на топлина поради изключително ниската си топлопроводимост, така че се използва широко в строителството, химическата промишленост, електрониката, облеклото, аерокосмическото и др. Сред тях най-типичният представител е силициев аерогел, поради ниската си топлопроводимост (<20.0мК), диелектричната константа (<1.7), рефрактивния индекс (<1.1) и високите уникални свойства като повърхност (>1000.0м² / г) могат да играят роля по много начини. Сред всички предложени приложения потенциалните кандидати за топлоизолационни приложения несъмнено са една от най-фокусираните направления.

Принцип на топлоизолация на силикаов аерогел

Изключително ниската топлопроводимост на силициев аерогел се дължи главно на уникалната нанопорна и триизмерна мрежова структура. Тъй като порите на аерогела са в наномащаба, която е близо до средния свободен път на фононите, когато топлината преминава през порите на аерогела, нанопорите ще имат сериозен ефект на разпръскване върху фононите, намалявайки средния свободен път на фононите и правейки топлината Ефективността на топлопреноса чрез газово-твърдо съединяване се намалява.

В същото време порьозността вътре в аерогела е много висока, която може да достигне повече от 90%, а стените на нанопорите са като топлинни щитове, които непрекъснато отразяват и пречупват топлинната радиация. Безкрайният брой порни стени прави радиацията топлопреносът продължава да намалява; размерът на порите на аерогел е подобен на средния свободен път на въздушните молекули, а газовите молекули в нанопорите често губят способността да текат свободно, което прави порите във вакуумно състояние, а ефективността на конвективния топлопренос е близо до нулата.

Използване на силициев диоксид за топлоизолация

Силициев аерогел в момента е твърдият материал с най-добра топлоизолация. Поради крехкостта си, различни допинг методи обикновено се използват за подобряване на механичните свойства при приложение. Понастоящем прилагането на свързани продукти е обхванало случаи на топлоизолация като научни изследвания, промишленост, национална отбрана и др., особено в авиокомпанията и навигацията. В същото време може да се използва и в различни граждански и промишлени области. По-долу са някои приложения на силициев аерогел форма.

1. Аерогел филц

Композитните материали, приготвени чрез армировка на влакна, обикновено се наричат аерогел стелки. Понастоящем силициевите аерогелови одеяла се използват главно в топлоизолационни сгради. В сравнение с традиционните изолационни материали за стени като скална вата, тухлена зидария и влакна на пазара, аерогел филц не само има отлични топлоизолационни характеристики, но и съответстваща механична якост, която може да отговори на изискванията за топлоизолация и топлоизолация на стените. изисквания за якост. Нещо повече, силициевият аерогел филц се превръща в сандвич структура, така че да може директно да се прилага върху външната изолация на стените.

2. Изолирано стъкло

Понастоящем Китай е най-големият производител и потребител на стъклени завеси стени в света. Въпреки че има отлични светлинни и естетически предимства, стъклените завеси също причиняват прекомерна консумация на енергия поради поглъщане на топлина и отразяване на светлината. Ако обаче към стъклената завеса се добави аерогел, той може да увеличи топлоизолационния капацитет на сградата и да намали консумацията на енергия на сградата на стъклената завеса, без да засяга оригиналното осветление и естетика на стъклото. Jensen et al. използваха порест силициев аерогел, за да запълнят средния слой стъкло, и установиха, че ефективността на топлоизолацията наистина е подобрена, като по този начин демонстрираха широката пазарна перспектива за силициев аерогел прозорци, които се очаква да се превърнат в чудесен инструмент за икономия на енергия и намаляване на емисиите в бъдеще.

3. Топлоизолационно покритие/филм

Понастоящем постепенно се провеждат изследвания на аерогели в областта на покритията/филмите. По отношение на покритията Лу Бин и други от Централния Южен Университет са смесили силициев аерогел с акрилна смола на водна основа, за да подготвят топлоизолационни покрития за стъкло. Гао Шуя и други са подготвили аерогел чрез смесване на силициев аерогел с епоксидна смола Композитни материали; По отношение на тънките филми и други са направили топлоизолационни филми, съставени от метален алуминиев филм и силициев аерогел, което е увеличило топлоизолационния ефект с пет пъти.

Очевидно е значението на "топлоизолацията" за подобряване на ефективността на оползотворяване на енергията и реализиране на енергоспестяване, намаляване на потреблението и намаляване на емисиите. Ето защо изследванията за прилагането на силициев аерогел в топлоизолационни материали са много важни за ефективното използване на ресурси и енергия, енергоспестяване и намаляване на емисиите. Намаляването на потреблението е от голямо значение.