气凝胶又称干凝胶,密度是空气密度的2.75倍,是世界上密度低的固体,气凝胶根据其组成可以分为碳系、硅系、硫系、金属氧化物系、金属系等,但目前开发和使用的是硅基气凝胶——二氧化硅气凝胶。
气凝胶能够达到纳米结构(典型孔径小于50nm,骨架粒子为1~20nm)、较大的比表面积大800~1000/g、高孔隙率80%~99.8%等特色的新型轻质一般来说,800下气凝胶的结构、功能没有明显变化,因此气凝胶作为高温绝热产品具有无与伦比的优势。
气凝胶隔热产品的隔热原理
(1)对流:气凝胶击中的气孔直径小于70nm时,气孔内的空气分子失去自由工作的才能,相对附着在气孔壁上,产品基本处于真空状态。
(2)辐射:气凝胶内的气孔是纳米级气孔,加之产品本身的体积密度极低,产品内部的气孔壁数量“无量多”,对每个气孔壁都有隔热板的效果,因此产生接近“无限多隔热板”的效果,辐射传热低限度。
(3)热传导:由于接近无限的纳米孔隙的存在,热流在固体中只能沿着气孔壁传播,接近无限的气孔壁构成了接近“无限长路径”的效果,使固体热传导的才能下降到低极限附近。
与传统绝热产品相比,纳米孔气凝胶绝热产品能够以更轻的质量、更小的体积达到同等的绝热效果,具有良好的热稳定性、耐热冲击性、隔热保温性,可以代替传统矿床,在对房子隔热的同时进行保温,如果将其用于高层建筑,可以代替一般的窗帘玻璃,大大减轻建筑物的自重,发挥防火效果,另外,在管道、窑等热工设备的上部使用气凝胶隔热复合制品代替传统的保温产品,可以大幅减少热能的损失,纳米孔超绝热产品气凝胶应用于太阳能热水器的储水箱、管道、集热器时,集热效率将提高1倍以上,热损失将降至现有水平的30%以下,并能坚持运用前后不粉化、不脆化、不老化、不支持霉菌生长、归纳功能长期不变;使用年限长,可以保持和建筑物一样的寿命,发展拐点气凝胶产业将迎来发展拐点。
研讨会的一部分,产业界、行业研究机构的专家、嘉宾围绕气凝胶的材料和应用、航空航天军事气凝胶的应用和产业化、中国气凝胶产业化技术和发展方向、气凝胶的应用案例分析和市场发展前景等议题进行交流探讨。
气凝胶是物理世界轻的固体,导热系数低的材料,在航空航天、节能环保、国防军工、石油化工、轨道交通等领域得到广泛应用,是各国竞相投入开发的新材料。