气凝胶的实践使用是从航天范畴开端的。俄罗斯“平和”号空间站和美国“火星探路者”探测器上,用气凝胶资料来进行热绝缘,气凝胶资料可以习惯-196至1400摄氏度的温度,且因其导热系数极低,可确保探测器在极端温度下正常作业。截止到现在,气凝胶资料很多使用是其优异的绝热功能。以气凝胶复合绝热毡为主要产品,气凝胶资料在工业管网及窑炉、石油化工设备、修建、低温设备及保冷等范畴有着很多的使用远景。使用于这些范畴时,气凝胶复合绝热毡兼具保温作用好、A级防火、高疏水等优胜特色,使用寿命可达20年之久,以肯定的优势坐落保温资料的金字塔顶。天阳气凝胶纸超薄、超轻、具有柔性。上海制造气凝胶联系方式
在石化领域,气凝胶凭借优越的隔热保温性能可以作为外保温材料,如蒸馏塔、反应管道、储罐、泵、阀门、天然气和LNG液化气管道、深海管道等等。在高温蒸汽、导热油或流体介质管线外包裹气凝胶,一方面减少了管道暴露损失热量,另一方面这些区域往往受到重量、空间的限制,需要保温材料轻量又轻薄,气凝胶是完美契合的材料。同时,在海上漏油事故处理中,气凝胶质量轻、吸附能力极强,也得到认可。在环保领域,纤维素气凝胶可作为吸附剂从水中吸附油和其他有毒有机物,被很多地应用于吸附脱除染料废水。此外,生物质碳气凝胶可以去除水中的多种重金属离子,如Co(II)、Cd(II)、Pb(II)和Sr(II)。在建筑领域,房屋门窗、墙壁的隔热保温正越来越被重视。现有的保温材料或隔热能力不够理想,或达到理想效果厚度太厚、太重,也有一些隔热能力较好的材料但阻燃能力不佳,容易引发房屋火灾。而气凝胶既可以作为现有保温材料的升级替代,同时兼顾防火、隔声等功能,有望颠覆建筑保温材料现有格局。上海气凝胶联系方式湿凝胶经超临界干燥所得到的材料,称之为气凝胶。
气凝胶防爆机理:由于气凝胶基体多孔材料的黏性耗散作用,使得冲击波在多孔材料中会出现衰减和弥散的现象。在产生的高速冲击过程中,气凝胶中的气体在瞬间难以逸出,气体分子之间以及气体分子与孔壁之间发生剧烈的碰撞。由于空气分子的自由程为70nm,气凝胶平均孔径为20nm左右,气凝胶孔壁与孔内空气分子之间的距离要远小于空气分子平均自由程,高比表面积增加了气凝胶基体孔壁与空气分子碰撞的概率,并相应降低了空气分子之间相互碰撞的概率。在冲击波造成的高速压缩过程中,空气分子与气凝胶基体孔壁之间的碰撞要比空气分子之间的高速碰撞更加剧烈。气体与孔壁碰撞引起的流动阻力以及气孔中空气分子之间的碰撞阻力会导致气孔内压力随之增大。材料变形越快,气体分子往外逸出越困难,孔洞内压越高,气凝胶基体消耗的冲击波能量也越多。由于气孔内部各个方向上的应力近似相等,所以气凝胶内的气体将轴向的压应力转化为各个方向上的应力,即气凝胶内的应力状态发生改变,从而起到了良好的防护作用。
气凝胶绝热毡和传统保温材料对比有以下优势:1、导热系数低:衡量保温材料保温效果好坏的指标就是导热系数,气凝胶绝热毡导热系数在0.020W(m.K),而传统的保温材料导热系数在0.028W(m.K)~0.045W(m.K),由于导热系数低,可以更薄的绝热厚度达到同等的绝热效果。采用气凝胶绝热毡能够有效减少包裹层的厚度,减少热损。2、A级不燃防火等级:气凝胶绝热毡属于无机材料,具有完全不燃的A级防火性,而传统保温材料中,橡塑和聚氨酯属于有机材料,容易发生火灾。气凝胶应用领域有电力工业、钢铁工业、石化油工业、陶瓷业、工业窑炉等。
科学家声称,气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂,让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中,科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能产生有序的结构,但依赖于模板的精细结构和尺寸,难以大量制备。高超课题组另辟蹊径,探索出无模板冷冻干燥法:将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干,便获得了“碳海绵”,并且可以任意调节形状,令生产过程更加便捷,也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。天阳气凝胶的热导率为0.012W/m·K,优于其他添加剂。上海绿色气凝胶采购
天阳气凝胶保温毡的用料厚度是传统材料的20%~50%。上海制造气凝胶联系方式
同的化合物通过气凝胶的制备过程形成了各种各样的气凝胶,丰富了气凝胶的品种、完善了气凝胶性能、让气凝胶能在更多应用中。目前极常见也是发展极为成熟的气凝胶是二氧化硅气凝胶,二氧化硅气凝胶属于氧化物气凝胶,除此之外,还有碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、生物质气凝胶、复合气凝胶及其他气凝胶。各个分类中中已经合成了多种化合物气凝胶,结构性质各异。气凝胶的形态多样,包括毡、板、颗粒和涂料等。多样化的产品形式使得气凝胶的应用更加灵活,下游市场需求空间巨大。气凝胶性质优异,应用已经遍布于石化、航天、电池、环保、建筑、交通等各个领域。气凝胶对这些领域中的原始材料有明显优势,因此替代空间巨大。上海制造气凝胶联系方式
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