Piidiogeeli helpottaa lämmöneristystä

Nykyisessä yhteiskunnassa energiansäästö, kulutuksen vähentäminen ja päästöjen vähentäminen ovat kehitysmalleja. Toteutettavista toimenpiteistä energian tehokkaan muuntamisen ja uusiutuvan energian järkevän kehittämisen lisäksi energiankäytön tehokkuuden parantaminen on myös avain energiansäästöön, minkä vuoksi "eristysmateriaalit" ovat alkaneet kiinnittää huomiota.

Syy tähän on, että lämmöneristysmateriaali voi vähentää lämmön tuotannon, kuljetuksen, varastoinnin ja käytön lämpöhäviötä äärimmäisen alhaisen lämmönjohtavuuden vuoksi, joten sitä käytetään laajalti rakentamisessa, kemianteollisuudessa, elektroniikassa, vaatetusalalla, ilmailu- ja avaruusalalla jne. Niistä tyypillisin edustaja on silikaaerogeeli, koska sen alhainen lämmönjohtavuus (<20,0mW / m K), dielektrinen vakio (<1,7), taittoindeksi (<1,1) ja korkea Ainutlaatuiset ominaisuudet, kuten pinta-ala (>1000,0m² / g), voivat olla roolissa monin tavoin. Kaikista ehdotetuista sovelluksista mahdolliset lämmöneristyssovellukset ovat epäilemättä yksi kohdennetuimmista suunnista.

Piidiogeelin lämmöneristysperiaate

Piidiogeelin erittäin alhainen lämmönjohtavuus johtuu pääasiassa sen ainutlaatuisesta nanohuokosesta ja kolmiulotteisesta verkkorakenteesta. Koska aerogeelin huokoset ovat nanoasteikolla, joka on lähellä fononien keskimääräistä vapaata polkua, kun lämpö kulkee aerogeelin huokosten läpi, nanohuokosilla on vakava sirontavaikutus fononeihin, mikä vähentää fononien keskimääräistä vapaata polkua ja tekee lämmön siirrosta kaasun ja kiinteän kytkimen kautta tapahtuvan lämmönsiirron tehokkuus pienenee.

Samaan aikaan aerogeelin huokoisuus on erittäin korkea, joka voi nousta yli 90 prosenttiin, ja nanohuokosten seinät ovat kuin lämpösuojat, jotka jatkuvasti heijastavat ja taittavat lämpösäteilyä. Huokosten ääretön määrä saa säteilyn lämmönsiirto vähenemään. aerogeelin huokoskoko on samanlainen kuin ilmamolekyylien keskimääräinen vapaa reitti, ja nanohuokosissa olevat kaasumolekyylit menettävät usein kyvyn virrata vapaasti, jolloin huokoset ovat tyhjiötilassa, ja konvektiivisen lämmönsiirron tehokkuus on lähellä nollaa.

Piidioksidin käyttö lämmöneristyksessä

Siliaaerogeeli on tällä hetkellä kiinteä materiaali, jolla on paras lämmöneristys. Haurauden vuoksi käytetään yleensä erilaisia dopingmenetelmiä mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi. Tällä hetkellä siihen liittyvien tuotteiden soveltaminen on kattanut lämmöneristystilanteita, kuten tieteellistä tutkimusta, teollisuutta, maanpuolustusta jne., erityisesti ilmailu- ja navigointialoilla. Samaan aikaan sitä voidaan käyttää myös eri siviili- ja teollisuusaloilla. Seuraavassa on joitakin sovelluksia silika aerogeeli muodossa.

1. Aerogeeli huopa

Kuituvahvistuksella valmistettuja komposiittimateriaaleja kutsutaan yleensä aerogeelimattoiksi. Tällä hetkellä silikaaerogeelihuopia käytetään pääasiassa lämmöneristysrakennuksissa. Verrattuna markkinoilla oleviin perinteisiin seinäeristysmateriaaleihin, kuten kivivillaan, tiilistä ja kuituun, aerogeelihuovalla ei ole vain erinomainen lämmöneristysteho, vaan sillä on myös vastaava mekaaninen lujuus, joka voi täyttää seinäeristyksen lämmöneristys- ja lämmöneristysvaatimukset. lujuusvaatimukset. Lisäksi silikaaerogeelihuopa valmistetaan sandwich-rakenteeksi, jotta sitä voidaan käyttää suoraan ulkoiseen seinäeristykseen.

2. Eristetty lasi

Tällä hetkellä Kiina on maailman suurin lasiverhoseinien valmistaja ja käyttäjä. Vaikka sillä on erinomaiset valaistus- ja esteettiset edut, lasiverhoseinät aiheuttavat myös liiallista energiankulutusta lämmön imeytymisen ja valon heijastuksen vuoksi. Kuitenkin, jos aerogeeli lisätään lasiverhoseinään, se voi lisätä rakennuksen lämmöneristyskapasiteettia ja vähentää lasiverhoseinärakennuksen energiankulutusta vaikuttamatta lasin alkuperäiseen valaistukseen ja estetiikkaan. Jensen et al. käyttivät huokoista silikaaerogeeliä täyttämään lasin keskikerroksen ja havaitsivat, että lämmöneristyksen suorituskyky todella parani, mikä osoitti piikaaerogeeliikkunoiden laajan markkinanäkymän, josta odotetaan tulevan loistava työkalu energiansäästöön ja päästöjen vähentämiseen tulevaisuudessa.

3. Lämpöeristys pinnoite/kalvo

Tällä hetkellä tehdään vähitellen tutkimusta aerogeeleistä pinnoitteiden/kalvojen alalla. Pinnoitteiden osalta Lu Bin ja muut Central South Universitystä ovat sekoittaneet piidiogeeliä vesipohjaiseen akryylihartsiin valmistaakseen lämmöneristysmateriaaleja lasille. Gao Shuya ja muut ovat valmistaneet aerogeeliä sekoittamalla silikaaerogeeliä epoksihartsiin Komposiittimateriaaleihin; Ohjukalvojen osalta Ni Xingyuan ja muut ovat tehneet metallialumiinikalvosta ja silikaaerogeelista koostuvia lämmöneristyskalvoja, mikä on lisännyt lämmöneristysvaikutusta viisi kertaa.

"Lämmöneristyksen" merkitys energiankäytön tehokkuuden parantamiseksi ja energiansäästön, kulutuksen vähentämisen ja päästöjen vähentämisen toteuttamiseksi on ilmeinen. Siksi silikaaerogeelin käyttöä lämmöneristysmateriaaleissa koskeva tutkimus on erittäin tärkeää resurssien ja energian tehokkaalle hyödyntämiselle, energiansäästölle ja päästöjen vähentämiselle. Kulutuksen vähentäminen on erittäin tärkeää.