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由于纳米气凝胶可以有效阻隔热的三种传热途径,选择购买的厂家也非常的多。气凝胶包括了二氧化硅气凝胶、纳米气凝胶,现在气凝胶材料已经逐渐从研发阶段进入工业化的应用阶段中,并且得到了广泛的应用。二氧化硅气凝胶在市场上将会有哪些发展状态呢。
现在我们知道的气凝胶的产品形态主要有保温气凝胶毡、板、布、纸、颗粒、粉末和异形件等。气凝胶毡、板、布、纸和异形件,都是气凝胶与相应产品形态的纤维复合所得产品,基本的工艺是类似的,但是产品应用有较大的区别。
气凝胶毡是当前产量较大、应用较广的气凝胶产品。军工、石油化工、冶金建材、冰箱冷库等所有应用领域都可以采用气凝胶毡。气凝胶布、纸和异形件主要用于一些特殊需要领域。如气凝胶布主要是服装鞋帽领域,气凝胶纸(薄毡)主要是热电池和一些空间极小或管径极细或希望缠绕施工的领域,气凝胶异形件基本上都是军工应用和制作可拆卸保温套。
表1纳米隔热板主要原料的化学组成及平均粒径原料纳米二氧化硅纳米三氧化二铝w(SiO2)/%99.5-w(Al2O3)/%-99.0平均粒径/nm305205比表面积/(m2g-1)200~30050~602.2试验方法将10%~20%(质量分数,下同)的纳米二氧化硅、50%~70%的纳米三氧化二铝、。
所以用大孔容纳米粉料可以生产出超低导热的隔热板。2试验2.1原料研制纳米隔热板的主要原料有纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、氧化锆、结合剂。其化学组成见表1。2.3试验结果研制的纳米隔热板的理化性能指标见表2。此纳米隔热板是由纳米粉料和液态结合剂混合后成型的一种新型材料,其热导率很低,比静态空气的还要小。
在高温下,纳米隔热板的隔热效果比隔热材料的高3~4倍。要达到同样热工条件下的隔热效果,纳米隔热板的厚度只需陶瓷纤维材料厚度的1/4。表2纳米隔热板的理化性能热导率/加变化率/%体积密度/(kgm-3)00..020.24000.0291.36000.0322.18000.0392.7纳米隔热板与其他隔热材料热导率的比较见图1。
而应用在舰船上,则要对材料的容重和导热系数综合起来考虑。(3)压缩强度由SiO2络结构的纳米气凝胶毡的强度往往是很低的。因此在制成产品时通常需要增强处理。一般用粉体颗粒作为填充骨料并用纤维材料来增强。但增强材料的过多使用会使得纳米气凝胶毡体积密度增大。而这些增强材料的直径都比较大,因此会影响材料的隔热性能。但它对材料的强度还是有所帮助的。同时为了增加强度,也有采用对制品用玻璃布进行贴面的方法。现有的纳米气凝胶毡有一定的压缩变形问题,几种非刚性隔热材料的压缩强度对比如表1。
(4)加收缩率和使用温度纳米气凝胶毡的主要成分为SiO2。虽然SiO2的熔点可达1700℃,但由于有一些其它化学元素的存在,会产生较低温度的共融相。同时,在熔点以下的一段温度范围内还会有析晶。因此,它的实际使用温度要低一些,一般认为在1000℃左右。
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