超级耐温1000C 隔热材料-复合气凝胶板材

 

关键词：高分子材料，超高温耐热材料，隔热材料，

 引言：气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性，气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料，用它来进行热绝缘。

 

气凝胶
 

一

简介

       气凝胶是指通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料 。如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。

      因为密度极低，最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。

 

二

特性
 

 

胶带可以粘东西是因为它表面上涂有一层粘着剂的关系！最早的粘着剂来自动物和植物，在十九世纪，橡胶是粘着剂的主要成份；而现代则广泛应用各种聚合物。粘着剂可以粘住东西，是由于本身的分子和欲连接物品的分子间形成键结，这种键结可以把分子牢牢地黏合在一起。

 气凝胶，作为世界最轻的固体，已入选吉尼斯世界纪录。这种新材料密度仅为3.55千克每立方米，仅为空气密度的2.75倍；干燥的松木密度（500千克每立方米）是它的140倍。这种物质看上去像凝固的烟，但它的成分与玻璃相似。由于它的密度极小，用于航空航天方面非常合适。

气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400摄氏度的高温。

      气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性，气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料，用它来进行热绝缘。

三

气凝胶的应用
 

 

1、在作为隔热材料方面：硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射，成为一种理想的透明隔热材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段，可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导，常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0．013w/m·K，是热导率最低的固态材料，可望替代聚氨脂泡沫成为新型冰箱隔热材料。由于硅气凝胶的低声速特性，它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。在环境保护及化学工业方面。纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤 ，与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀，气孔率高，是一种高效气体过滤材料。由于该材料特别大的比表而积．气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方面亦有广阔的应用前景。

 

2、在储能器件方面：有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶 这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料，它具有很大的比表面积(600—1000 m2/g)和高电导率(10—25 s/cm)．而且，密度变化范围广(0.05—1.0 g/cm3)．如在其微孔洞内充入适当的电解液，可以制成新型可充电电池，它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性，初步实验结果表明：碳气凝胶的充电容量达3×104/kg2，功率密度为7 kw/kg，反复充放电性能良好。作为一种新型纳米多孔材料，除硅气凝胶外，已研制的还有其它单元、二元或多元氧化物气凝胶、有机气凝胶及碳气凝胶。作为一种独特的材料制备手段，相关的工艺在其它新材料研制中得到广泛应用，如制备气孔率极高的多孔硅、制备高性能催化剂的金属—气凝胶混合材料、高温超导材料、超细陶瓷粉末等。 

气凝胶复合材料
 

一

简介

 

     SiO2气凝胶复合材料是一种无机非晶态的固体，与海绵类似，内部存在大量连通的孔洞。气凝胶孔径在 20nm~50nm之间，远小于空气平均自由程70nm, 而且孔隙率高达99.8%，比表面积高达 1000 m2/g, 可有效控制空气热对流的同时，能延长热传导路径、减少辐射热传（SiO2气凝胶的导热系数为 0.017W/mK)，是目前已知的导热系数最低、质量最轻的固体，有“固体烟”、“蓝烟”之称。

       气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用，可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。 此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。

二

电子产品的隔热应用

1）局部隔热：
 

2）整体均热：
 

3）引导热量传递：

新材料：复合气凝胶板材
 

一

优点
 

1、强度高；
 

2、耐温性好；
 

3、隔热性好；
 

4、不掉粉。