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氣凝膠是一類低密度固體凝膠,其中液體被空氣或氣體取代。目前,我們常使用的氣凝膠通常以二氧化硅作為基體,但也可以使用其他材料,包括碳、金屬氧化物、石墨烯等。
氣凝膠的孔隙的大小在納米級(jí)水平上,并且具有多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)。這為氣凝膠提供了異常大的表面積。氣凝膠由99.8%的空氣組成,具有極低的密度和質(zhì)量。氣凝膠具有親水性(對(duì)水的親和力),因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)被 -OH(羥基)基團(tuán)覆蓋。事實(shí)上,氣凝膠可以容納相當(dāng)于自身重量 25 倍的水。然而,將氣凝膠暴露于水中會(huì)導(dǎo)致材料永久失去其結(jié)構(gòu)完整性。氣凝膠具有低導(dǎo)熱率。空氣分子穿過的平均自由程大于氣凝膠孔的寬度,使得熱量難以通過材料傳遞。
氣凝膠外觀呈現(xiàn)淺藍(lán)色,這是因?yàn)闅饽z在可見光譜中散射較短波長(zhǎng)(如藍(lán)色),而不是較長(zhǎng)波長(zhǎng)(如紅色或橙色),從而為氣凝膠提供了獨(dú)特的藍(lán)色調(diào)。在紫外線下,氣凝膠顯得不透明,而在紅外線下,氣凝膠則顯得透明。
需要注意的是,氣凝膠是一種堅(jiān)硬、剛性的材料,因此難以操作。同時(shí),氣凝膠也很脆,即使從最小的高度跌落也會(huì)導(dǎo)致材料破碎。
氣凝膠的缺點(diǎn)可以通過與其他材料結(jié)合形成氣凝膠隔熱材料來減輕。例如,將氣凝膠與增強(qiáng)纖維等材料相結(jié)合,制作成氣凝膠隔熱氈,使其變得靈活且易于使用。此外,氣凝膠還可以與反應(yīng)性疏水物結(jié)合,逆轉(zhuǎn)其親水特性。
一、氣凝膠隔熱氈具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)
1、高溫:由于氣凝膠的高孔隙率和低密度特性,氣凝膠隔熱材料具有卓越的熱性能,優(yōu)于羊毛和玻璃纖維。
2、更薄的隔熱氈:更薄的氣凝膠隔熱氈可以提供與其他類型的較厚隔熱層相同的熱性能。這使得維護(hù)和維修人員的安裝和拆卸變得更加容易,從而減少了所花費(fèi)的時(shí)間。
3、零下溫度隔熱:即使在惡劣、寒冷的條件下,氣凝膠隔熱材料也能保持柔韌,使人員能夠更輕松地執(zhí)行維護(hù)和維修任務(wù)。
4、防水:將反應(yīng)性疏水化合物與氣凝膠結(jié)合,可逆轉(zhuǎn)其天然親水特性,使其能夠應(yīng)對(duì)高濕度條件。
二、氣凝膠隔熱氈的應(yīng)用范圍
氣凝膠隔熱氈過去只應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域,但現(xiàn)在它已成為一種越來越理想的材料,作為各種應(yīng)用的工業(yè)、建筑絕緣材料:
1、空間有限:氣凝膠隔熱氈的薄型使其成為空間有限的緊湊環(huán)境的理想材料。
2、精致和/或易碎的部件:氣凝膠隔熱氈的輕質(zhì)特性使其能夠緊貼在精致或易碎的部件周圍。
3、潮濕環(huán)境:氣凝膠隔熱氈由于其疏水特性,能夠應(yīng)對(duì)高濕度或海洋應(yīng)用,使其適合保護(hù)組件免受水和腐蝕。
4、高溫環(huán)境:一般的氣凝膠隔熱氈可以承受650℃的高溫,而專門針對(duì)高溫領(lǐng)域的氣凝膠可以承受2000℃的高溫,大大的可以增加安全性能。
氣凝膠隔熱氈是非常熱門的一款絕緣材料,它的出現(xiàn)讓不可能完成的方案變成了可行性。后續(xù)想了解更多關(guān)于氣凝膠相關(guān)資訊,請(qǐng)關(guān)注尤特森氣凝膠生產(chǎn)廠家。