Räniaaerogeel muudab soojusisolatsiooni lihtsamaks

Tänapäeva ühiskonnas toetatakse energiasäästu, tarbimise vähendamise ja heitkoguste vähendamise arengumudeleid. Võimalike meetmete hulgas on lisaks energia tõhusale muundamisele ja taastuvenergia ratsionaalsele arendamisele energiatõhususe parandamine energiasäästu võti, mistõttu on hakanud tähelepanu pöörama nn isolatsioonimaterjalid.

Selle põhjuseks on, et soojusisolatsioonimaterjal võib oma äärmiselt madala soojusjuhtivuse tõttu vähendada soojuskadu soojuse tootmise, transpordi, ladustamise ja kasutamise protsessis, nii et seda kasutatakse laialdaselt ehituses, keemiatööstuses, elektroonikas, rõivaste, lennundus jne valdkonnas. Nende hulgas on kõige tüüpilisem esindaja ränidiogeel, kuna selle madal soojusjuhtivus (<20,0mW / m K), dielektriline konstant (<1,7), murduvusindeks (<1,1) ja kõrge Unikaalsed omadused, nagu pindala (>1000,0m² / g), võivad mängida rolli mitmel viisil. Kõigi kavandatud rakenduste hulgas on soojusisolatsiooni rakenduste potentsiaalsed kandidaadid kahtlemata üks kõige sihipärasemaid suundi.

silikaaerogeeli soojusisolatsiooni põhimõte

Räniaaerogeeli äärmiselt madal soojusjuhtivus on peamiselt seotud selle unikaalse nanopoori ja kolmemõõtmelise võrgustruktuuriga. Kuna aerogeeli poorid on nanoskaalal, mis on fononite keskmise vaba tee lähedal, siis kui soojus läbib aerogeeli poorid, avaldavad nanopooridel fononitele tõsist hajuvat mõju, vähendades fononite keskmist vaba teed ja muutes soojuse. Soojuse ülekande efektiivsus gaasi ja tahke ühenduse kaudu väheneb.

Samal ajal on aerogeeli poorsus väga kõrge, mis võib ulatuda rohkem kui 90%-ni ja nanopooride seinad on nagu soojuskilbid, mis pidevalt peegeldavad ja murduvad soojuskiirgust. Poolseinte lõpmatu arv muudab kiirguse soojusülekande pidevalt väheneb; aerogeeli pooride suurus on sarnane õhumolekulide keskmise vaba teekonnaga ja nanopoorides asuvad gaasimolekulid kaotavad sageli võime vabalt voolata, muutes poorid vaakumis olekus ja konvektiivse soojusülekande efektiivsus on nulli lähedal.

Rännidioksiidi kasutamine soojusisolatsiooniks

Silica aerogeel on praegu tahke materjal, millel on parim soojusisolatsioon. Selle hapruse tõttu kasutatakse mehaaniliste omaduste parandamiseks tavaliselt erinevaid dopingumeetodeid. Praegu on seotud toodete rakendamine hõlmanud soojusisolatsiooni juhtumeid, nagu teadusuuringud, tööstus, riigikaitse jne, eriti lennundus- ja navigatsioonivaldkonnas. Samal ajal saab seda kasutada ka erinevates tsiviil- ja tööstusvaldkondades. Järgnevalt on toodud mõned rakendused silika aerogeeli vormis.

1. Aerogeel vilt

Kiudtugevdusega valmistatud komposiitmaterjale nimetatakse üldiselt aerogeelimaatideks. Praegu kasutatakse ränidiogeeli tekke peamiselt soojusisolatsiooni hoonetes. Võrreldes traditsiooniliste seina isolatsioonimaterjalidega, nagu kivivill, tellisevärvid ja kiud turul, ei ole aerogeel vilt mitte ainult suurepärane soojusisolatsiooni jõudlus, vaid ka vastav mehaaniline tugevus, mis võib vastata seina isolatsiooni soojusisolatsiooni ja soojusisolatsiooni nõuetele. tugevusnõuded. Veelgi enam, ränidiogeeli vilt on valmistatud sandwich struktuuriks, nii et seda saab otse kanda välisseina isolatsioonile.

2. Isoleeritud klaas

Praegu on Hiina maailma suurim klaasist kardinaseinte tootja ja kasutaja. Kuigi sellel on suurepärased valgustus- ja esteetilised eelised, põhjustavad klaasist kardinaseinad ka liigset energiatarbimist soojuse neeldumise ja valguse peegeldumise tõttu. Kui aga aerogeeli lisatakse klaasist kardinaseinale, võib see suurendada hoone soojusisolatsiooni võimsust ja vähendada klaasist kardinaseina hoone energiatarbimist, mõjutamata klaasi algset valgustust ja esteetikat. Jensen et al. kasutasid keskmise klaasikihi täitmiseks poorset ränidiogeeli ja leidsid, et soojusisolatsiooni jõudlus tõepoolest paranes, näidates seega ränidiogeeli akende laialdast turuväljavaadet, mis peaks tulevikus saama suurepäraseks vahendiks energiasäästmiseks ja heitkoguste vähendamiseks.

3. Soojussolatsioonikate/kile

Praegu viiakse järk-järgult läbi aerogeelide uuringuid kattete/kilede valdkonnas. Pinnete osas on Lu Bin ja teised Kesk-Lõuna Ülikoolist seganud ränidiogeeli veepõhise akrüülvaiguga, et valmistada klaasi soojusisolatsioonikatted. Gao Shuya ja teised on valmistanud aerogeeli, segades ränidiogeeli epoksüvaigu Komposiitmaterjalidega; Õhukeste kilede osas on Ni Xingyuan ja teised teinud metallist alumiiniumkilest ja ränidiogeelist koosnevad soojusisolatsioonikiled, mis on suurendanud soojusisolatsiooni efekti viis korda.

"Soojussolatsiooni" tähtsus energia kasutamise tõhususe parandamiseks ja energiasäästu, tarbimise vähendamise ja heitkoguste vähendamise realiseerimiseks on ilmne. Seetõttu on ränidiogeeli kasutamise uurimine soojusisolatsioonimaterjalides väga oluline ressursside ja energia tõhusaks kasutamiseks, energiasäästuks ja heitkoguste vähendamiseks. Tarbimise vähendamine on väga oluline.