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气凝胶简介 气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，也有碳气凝胶存在。目前最轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米，比空气重三倍，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。 气凝胶的特性： * 孔隙率很高，可高达99.8% ； * 纳米级别孔洞(20～100nm)和三维纳米骨架颗粒(2～5nm)； * 高比表面积，可高达1000m2/g； * 低密度，可低至0.003g/cm3； * 气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m·K)； * 强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。 我公司的气凝胶性能：
气凝胶的应用： 利用其特性，气凝胶得到较广泛应用。例如：气凝胶中纳米大小的气孔可以像海绵一样收集各种污染物质。英国诺丁汉人鲍勃拥有了一套用气凝胶隔热的房子，房子的保温效果大大改善。登山者穿着有气凝胶隔热鞋垫的登山靴登顶珠穆朗玛峰只感觉脚底太热。气凝胶还可用作催化剂载体、超绝热燃烧载体、在恶劣气象条件下可以使用的燃烧质（类似固体酒精）、与燃料电池技术结合、用作光触媒载体等。 我公司通过特殊的生产工艺，利用气凝胶优异的性能制备了柔性、刚性，高温应用、低温应用等不同系列纳米气凝胶复合隔热材料。不同类型材料的详细介绍将在接下来的篇幅中一一呈现。 气凝胶隔热材料简介
纳米气凝胶复合隔热材料，是利用气凝胶优秀的隔热性能，再通过特殊生产工艺复合而成，是一种导热系数极低的无机多孔隔热材料。 1、独特的纳米结构 由下图(10万倍电镜照片)可见材料内部孔隙均在50-80纳米之间，本材料孔隙率高达90%以上。 气凝胶材料不同于传统隔热材料，相比传统隔热材料（玻璃纤维毡，硅酸铝棉）可以在达到同样隔热效果的前提下降低3至8倍的厚度及重量。 气凝胶隔热材料具备的性能： 1、优越的隔热性能 常温下（25℃）导热系数可达到0.015w/m·k。 2、良好的耐温性能 不同系列的本材料可分别耐受最高600℃-1000℃的高温，低温使用范围接近绝对零度。 3、独特的耐火焰烧穿性能 本材料可长时间承受火焰直接灼烧，在远超过使用上限温度的火焰中，本材料会出现隔热性能退化的趋势并伴有烧结现象，但不会出现一般纤维类隔热材料熔断穿孔或者多孔矿物板类隔热材料断裂破碎的情况。 4、很好的化学稳定性 可长期耐受除氢氟酸、强碱外的大部分酸碱环境，不分解不变质，可长期耐受各种热辐射（紫外光，红外光，可见光）及电磁辐射，性能不退化，在常规使用环境下具有极长的寿命，毋需更换维护。 5、在200℃以下长期使用整体疏水 6、低密度 体积密度可按要求设计在180kg/m3-300kg/m3之间。 7、良好的力学特性 拉伸机械强度>2Mpa（刚性产品），>0.12Mpa（柔性产品）。并具有一定程度上的弹性，这是板材类常规高温隔热材料所不具有的。本材料可以钻孔，切割，铆接而不对本体造成巨大的损伤，用裁纸刀即可以加工。 8、隔音减震 本材料为多孔材料，并具有相当好的弹性，是一种优秀的隔音减震材料，声速在本材料中会下降至在空气中的三分之一。 9、环保无毒 本材料主要成分为自然界最常见矿物之一—石英，无机材质，在高温下不释放任何有机物。本产品已通过SGS检测，不含石棉（全系列），多溴联苯（阻燃剂），多溴联苯醚，铅、镉、汞、铬。
气凝胶材料隔热原理
一、热传导的三途径 宏观上讲，热的本质就是大量分子的无规则运动的外在表现，一个物体越热，实际上就是指这个物体的分子运动越激烈。这种运动在气体中就表现为气体分子的自由运动；在液体中就表现为液体分子的成团流动；在固体中就表现为固体分子在一定位置上的振动。归纳起来说，导热一共有三个途径，分别是：热传导、对流和辐射。热传导是由于物体分子的热振动具有相互影响的特性而产生的，其趋势是使整个物体热量处处均匀。对流导热，是由于热的气体或者液体密度较小，在重力作用下冷热液体相对流动而产生的。辐射导热，则是一切温度高于绝对零度的物体都具备的，以电磁波的形式向外导热的方式。为了达到良好的隔热效果，隔热材料必须对上述三个导热的途径加以抑制。
二、材料隔热原理分析 Alsion研制的多孔二氧化硅气凝胶复合隔热材料能很好的抑制上述三种热传导的途径。 固体导热能力的大小，从隔热材料的角度来说，仅跟材料本身固有的导热系数，以及材料的密度有关。为了降低材料的密度，一般的隔热材料均采取制造孔隙的办法。本公司研制的多孔二氧化硅气凝胶复合隔热材料，在这一点上做到了极致；该材料的孔隙率占到了整体积的90%以上，因而材料密度极低，仅为水的四分之一左右。 然而，因为大部分隔热材料均含有大量的孔隙，因此孔隙内部所含气体的对流导热，成为一个关键导热途径。据研究，对流导热仅跟气体性质和孔隙大小有关。不同隔热材料用不同办法来降低材料对流导热。例如，聚氨脂发泡材料在孔隙中填充了氟利昂气体，该气体的导热率仅有空气的三分之一，从而获得了优越的隔热性能。但因其能严重破坏臭氧层曾被二氧化碳等替代，然而二氧化碳等作为填充的聚氨脂材料，又会存在导热率高的问题。本材料采取了另一个途径，即减小孔隙直径的办法来降低孔隙中空气的热导率。经过特殊工艺制得的本材料，其中孔隙的平均直径仅为50-60纳米，约为头发直径的千分之一，而空气分子的平均自由程为70纳米左右。在如此之小的空隙中，空气几乎无法流动，从而抑制了空气的对流导热。 此外，由于大量微小孔洞的存在，本材料几乎具有无限多的孔壁，而这些孔壁均可视为辐射的反射面和折射面。一毫米厚度的本材料就含有上万层的反射面和折射面，很好地阻隔了辐射导热。同时为了更好抑制材料的辐射导热，本材料添加了一些纳米级的反辐射物质，可以很好的反射/吸收热辐射。因此对于辐射导热本材料也有很好的抑制作用。 |
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