Το αεροτζελ πυριτίου καθιστά ευκολότερη την "θερμομόνωση"

Στη σημερινή κοινωνία, η εξοικονόμηση ενέργειας, η μείωση της κατανάλωσης και η μείωση των εκπομπών υποστηρίζονται μοντέλα ανάπτυξης. Μεταξύ των εφικτών μέτρων, εκτός από την αποτελεσματική μετατροπή της ενέργειας και την ορθολογική ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης είναι επίσης το κλειδί για τη διατήρηση της ενέργειας, γι' αυτό και τα "μονωτικά υλικά" έχουν αρχίσει να λαμβάνουν την προσοχή.

Ο λόγος για αυτό είναι ότι το υλικό θερμικής μόνωσης μπορεί να μειώσει την απώλεια θερμότητας στη διαδικασία παραγωγής, μεταφοράς, αποθήκευσης και χρήσης θερμότητας λόγω της εξαιρετικά χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας του, έτσι χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή, τη χημική βιομηχανία, την ηλεκτρονική, τον ιματισμό, το αεροδιάστημα, κ.λπ. τομέα. Μεταξύ αυτών, ο πιο χαρακτηριστικός εκπρόσωπος είναι το αεροτζελ πυριτίου, λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας (<20.0Κ), της διηλεκτρικής σταθερής (<1.7), του δείκτη διάθλασης (<1.1) και των υψηλών μοναδικών ιδιοτήτων όπως η επιφάνεια (*>1000.0μ²/γ) μπορούν να διαδραματίσουν ρόλο με πολλούς τρόπους. Μεταξύ όλων των προτεινόμενων εφαρμογών, οι πιθανοί υποψήφιοι για εφαρμογές θερμικής μόνωσης είναι αναμφίβολα μια από τις πιο εστιασμένες κατευθύνσεις.

Αρχή θερμικής μόνωσης του αερογέλου πυριτίου

Η εξαιρετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του αερογέλου πυριτίου αποδίδεται κυρίως στη μοναδική νανοπόρωση και την τρισδιάστατη δομή δικτύου του. Δεδομένου ότι οι πόροι του αερογέλου βρίσκονται στη νανόσταση, η οποία είναι κοντά στη μέση ελεύθερη διαδρομή των φωνώνων, όταν η θερμότητα περνά από τους πόρους του αερογέλου, οι νανόποροι θα έχουν σοβαρή επίδραση διάσπασης στα φωνόνια, μειώνοντας τη μέση ελεύθερη διαδρομή των φωνώνων και κάνοντας τη θερμότητα Η αποδοτικότητα της μεταφοράς θερμότητας μέσω της ζεύξης αερίου-στερεών μειώνεται.

Ταυτόχρονα, το πορώδες στο εσωτερικό του αερογέλου είναι πολύ υψηλό, το οποίο μπορεί να φθάσει πάνω από 90%, και τα τοιχώματα των νανόπορων είναι σαν ασπίδες θερμότητας, οι οποίες αντανακλούν συνεχώς και διαθλούν τη θερμική ακτινοβολία. Ο άπειρος αριθμός τοίχων πόρων κάνει την ακτινοβολία Η μεταφορά θερμότητας συνεχίζει να μειώνεται. το μέγεθος πόρων αερογέλης είναι παρόμοιο με τη μέση ελεύθερη διαδρομή των μορίων αέρα, και τα μόρια αερίου στους νανόπορους συχνά χάνουν τη δυνατότητα να ρέουν ελεύθερα, καθιστώντας τους πόρους σε μια κατάσταση κενού, και η αποδοτικότητα της συμβατικής μεταφοράς θερμότητας είναι κοντά στο μηδέν.

Χρήση πυριτίου για θερμομόνωση

Η αερογέλη πυριτίου είναι σήμερα το στερεό υλικό με την καλύτερη απόδοση θερμικής μόνωσης. Λόγω της εύθραυστότητάς του, διαφορετικές μέθοδοι ντόπινγκ χρησιμοποιούνται γενικά για να βελτιώσουν τις μηχανικές ιδιότητες στην εφαρμογή. Επί του παρόντος, η εφαρμογή των σχετικών προϊόντων έχει καλύψει τις περιπτώσεις θερμικής μόνωσης όπως η επιστημονική έρευνα, η βιομηχανία, η εθνική άμυνα, κ.λπ., ειδικά στους τομείς αεροδιαστημικής και ναυσιπλοΐας. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε διάφορους πολιτικούς και βιομηχανικούς τομείς. Τα παρακάτω είναι μερικές εφαρμογές της μορφής αερογέλης πυριτίου.

1. Αισθησία αερογέλης

Τα σύνθετα υλικά που παρασκευάζονται από την ενίσχυση ινών ονομάζονται γενικά χαλιά αερογέλης. Επί του παρόντος, οι κουβέρτες αερογέλης πυριτίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε κτίρια θερμικής μόνωσης. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά μόνωσης τοίχων όπως το μαλλί βράχου, το τούβλο, και η ίνα στην αγορά, το αισθητό αεροτζελ όχι μόνο έχει την άριστη απόδοση θερμικής μόνωσης, αλλά έχει επίσης την αντίστοιχη μηχανική δύναμη, η οποία μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις μόνωσης θερμότητας και θερμικής μόνωσης της μόνωσης τοίχων. απαιτήσεις αντοχής. Επιπλέον, η τσόχα αερογέλης πυριτίου γίνεται σε δομή σάντουιτς, έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα στην εξωτερική μόνωση τοίχων.

2. Μονωμένο γυαλί

Επί του παρόντος, η Κίνα είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός και χρήστης τοίχων κουρτινών γυαλιού στον κόσμο. Αν και έχει άριστο φωτισμό και αισθητικά πλεονεκτήματα, οι τοίχοι κουρτινών γυαλιού προκαλούν επίσης την υπερβολική κατανάλωση ενέργειας λόγω της απορρόφησης θερμότητας και της αντανάκλασης φωτός. Ωστόσο, εάν προστίθεται στον τοίχο κουρτινών γυαλιού, μπορεί να αυξήσει την ικανότητα μόνωσης θερμότητας του κτιρίου και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου τοίχων κουρτινών γυαλιού χωρίς να επηρεάσει τον αρχικό φωτισμό και την αισθητική του γυαλιού. Η Τζένσεν κ.α. χρησιμοποίησε πορώδες αεροτζελ πυριτίου για να γεμίσει το μεσαίο στρώμα γυαλιού και διαπίστωσε ότι η απόδοση θερμικής μόνωσης πράγματι βελτιώθηκε, αποδεικνύοντας έτσι την ευρεία προοπτική αγοράς των παραθύρων αεροτζελ πυριτίου, το οποίο αναμένεται να γίνει ένα μεγάλο εργαλείο για την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών στο μέλλον.

3. Επένδυση θερμικής μόνωσης/μεμβράνη

Επί του παρόντος, διεξάγεται σταδιακά έρευνα για αερογέλες στον τομέα των επιστρώσεων/ταινιών. Όσον αφορά τα επιστρώματα, ο Λου Μπιν και άλλοι από το Κεντρικό Νότιο Πανεπιστήμιο έχουν αναμίξει αερογέλη πυριτίου με ακρυλική ρητίνη βασισμένη στο νερό για να προετοιμάσουν τα επιστρώματα θερμικής μόνωσης για το γυαλί. Η Gao Shuya και άλλοι έχουν προετοιμάσει αερογέλη αναμειγνύοντας αερογέλη πυριτίου με σύνθετα υλικά εποξικής ρητίνης. Από την άποψη των λεπτών ταινιών, και άλλοι έχουν κάνει τις ταινίες θερμικής μόνωσης που αποτελούνται από την ταινία αργιλίου μετάλλων και το αεροτζελ πυριτίου, το οποίο έχει αυξήσει την επίδραση θερμικής μόνωσης κατά πέντε φορές.

Η σημασία της "μόνωσης θερμότητας" για να βελτιώσει την αποδοτικότητα χρήσης ενέργειας και να πραγματοποιήσει την εξοικονόμηση ενέργειας, τη μείωση κατανάλωσης και τη μείωση εκπομπών είναι προφανής. Ως εκ τούτου, η έρευνα σχετικά με την εφαρμογή του πυριτίου αερογέλης στα υλικά θερμομόνωσης είναι πολύ σημαντική για την αποτελεσματική αξιοποίηση των πόρων και της ενέργειας, την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών. Η μείωση της κατανάλωσης έχει μεγάλη σημασία.