A szilícium-aerogél megkönnyíti a "hőszigetelést"

A mai társadalomban az energiatakarékosság, a fogyasztás csökkentése és a kibocsátás csökkentése javasolt fejlesztési modellek. A megvalósítható intézkedések között az energia hatékony átalakítása és a megújuló energia racionális fejlesztése mellett az energiafelhasználás hatékonyságának javítása is kulcsfontosságú az energiatakarékosság szempontjából, ezért kezdtek figyelmet kapni a "szigetelőanyagok".

Ennek oka az, hogy a hőszigetelő anyag rendkívül alacsony hővezető képessége miatt csökkentheti a hőveszteséget a hőtermelés, szállítás, tárolás és felhasználás folyamatában, így széles körben használják az építőiparban, a vegyiparban, az elektronikában, a ruházatban, a repülőgépekben stb. Közülük a legjellemzőbb reprezentatív a szilika aerogél, mivel alacsony hővezető képessége (<20,0mW/m K), dielektromos állandó (<1,7), törésmutató (<1,1) és magas Egyedi tulajdonságok, mint például a felület (>1000,0m²/g) számos szempontból szerepet játszhatnak. Az összes javasolt pályázat közül a potenciális jelöltek a hőszigetelési alkalmazásokra kétségkívül az egyik leginkább fókuszált irány.

A szilícium-aerogél hőszigetelési elve

A szilícium-dioxid aerogél rendkívül alacsony hővezetőképességét elsősorban egyedi nanopórusának és háromdimenziós hálózati szerkezetének tulajdonítják. Mivel az aerogél pórusai nanoskálán vannak, ami közel van a fononok átlagos szabad útjához, amikor a hő áthalad az aerogél pórusain, a nanopórusok komoly szórási hatással lesznek a fononokra, csökkentve a fononok átlagos szabad útját és a hőátadás hatékonysága gáz-szilárd csatlakozáson keresztül csökken.

Ugyanakkor az aerogél belsejében lévő porozitás nagyon magas, amely elérheti a 90%-ot, és a nanopórusok falai olyanok, mint a hőpajzsok, amelyek folyamatosan visszaverik és megtörik a hősugárzást. A pórusfalak végtelen száma miatt a sugárzás folyamatosan csökken. az aerogél pórusmérete hasonló a levegőmolekulák átlagos szabad útvonalához, és a nanopórusokban lévő gázmolekulák gyakran elveszítik a szabad áramlási képességet, így a pórusok vákuum állapotban vannak, és a konvektív hőátadás hatékonysága közel van a nullához.

Szilícium-dioxid felhasználása hőszigeteléshez

A szilícium aerogél jelenleg a legjobb hőszigetelési teljesítménnyel rendelkező szilárd anyag. Törékenysége miatt általában különböző dopping módszereket használnak az alkalmazás mechanikai tulajdonságainak javítására. Jelenleg a kapcsolódó termékek alkalmazása olyan hőszigetelési alkalmakra terjedt ki, mint a tudományos kutatás, az ipar, a nemzeti védelem stb., különösen a repülőgép- és navigációs területeken. Ugyanakkor különböző polgári és ipari területeken is használható. A következők néhány alkalmazása a szilika aerogél formában.

1. Aerogél filc

A szálmegerősítéssel előállított kompozit anyagokat általában aerogél szőnyegeknek nevezik. Jelenleg a szilika aerogél takarókat főként hőszigetelő épületekben használják. Összehasonlítva a hagyományos falszigetelő anyagokkal, mint például a kőzetgyapot, téglafal és rost a piacon, az aerogel filc nem csak kiváló hőszigetelési teljesítménnyel rendelkezik, hanem megfelelő mechanikai szilárdsággal is rendelkezik, amely megfelel a falszigetelés hőszigetelési és hőszigetelési követelményeinek. szilárdsági követelmények. Mi több, a szilika aerogél filc szendvicsszerkezet készül, így közvetlenül alkalmazható a külső falszigetelésre.

2. Szigetelt üveg

Jelenleg Kína a világ legnagyobb üvegfüggönyfalainak gyártója és felhasználója. Bár kiváló világítási és esztétikai előnyökkel rendelkezik, az üveg függönyfalak a hőelnyelés és a fényvisszaverődés miatt is túlzott energiafogyasztást okoznak. Ha azonban aerogélt adnak hozzá az üveg függönyfalhoz, növelheti az épület hőszigetelési kapacitását és csökkentheti az üveg függönyfalú épület energiafogyasztását anélkül, hogy befolyásolná az üveg eredeti világítását és esztétikáját. Jensen és társai porózus szilika aerogélt használtak az üveg középső rétegének kitöltésére, és megállapították, hogy a hőszigetelés teljesítménye valóban javult, ezáltal bizonyítva a szilika aerogél ablakok széles piaci kilátásait, amelyek várhatóan nagyszerű eszközzé válnak az energiatakarékosság és a kibocsátás csökkentésének a jövőben.

3. Hőszigetelő bevonat/film

Jelenleg a bevonatok/filmek területén folytatott aerogélek kutatása fokozatosan zajlik. A bevonatok tekintetében Lu Bin és mások a Central South University szilícium-aerogélt kevertek vízbázisú akrilgyantával, hogy hőszigetelő bevonatokat készítsenek az üveghez. Gao Shuya és mások aerogélt készítettek a szilika aerogél epoxigyanta kompozit anyagokkal történő keverésével; A vékony fóliák tekintetében Ni Xingyuan és mások fém alumínium fóliából és szilika aerogélből álló hőszigetelő fóliákat készítettek, ami ötször növelte a hőszigetelő hatást.

Nyilvánvaló a "hőszigetelés" fontossága az energiafelhasználás hatékonyságának javítása és az energiatakarékosság, a fogyasztás csökkentése és a kibocsátás csökkentése érdekében. Ezért a szilícium-aerogél hőszigetelő anyagokban történő alkalmazásának kutatása nagyon fontos az erőforrások és az energia hatékony kihasználása, az energiatakarékosság és a kibocsátás csökkentése szempontjából. A fogyasztás csökkentése nagy jelentőséggel bír.