淺談二氧化矽氣凝膠保溫材料類型及應用

二氧化矽氣凝膠獨特的微觀納米結構使其具有低密度、高比表面積和高孔隙率的特點。這些特點使其在熱學、光學、電學、聲學等方面均有獨特的優良性質,可作為高效隔熱保溫材料、聲阻抗耦合材料、低介電絕緣材料、催化劑及催化劑載體等,其中高效隔熱保溫材料的應用較為廣泛。”

二氧化矽氣凝膠在保溫隔熱領域的主要應用產品形式有4種:氣凝膠粉體/顆粒;氣凝膠氈;氣凝膠板;氣凝膠玻璃

淺談二氧化矽氣凝膠保溫材料類型及應用

氣凝膠粉體/顆粒

SiO2氣凝膠粉體的制備方法非常成熟,主要有兩種:

  • 通過超臨界方法制備大塊氣凝膠,然後通過不同破碎方法,制備不同粒徑氣凝膠粉體材料;
  • 通過常壓幹燥成型的方法制備氣凝膠粉體材料。

因粉體材料不易成型,SiO2氣凝膠粉末一般不單獨作為隔熱保溫材料使用。但可作為功能結構材料的夾層、填充層使用;或者與其他材料復合和粘結作為保溫隔熱材料來使用。

氣凝膠氈

氣凝膠氈是將SiO2氣凝膠在濕溶膠階段與纖維增強材料復合,然後經過凝膠、幹燥制得氣凝膠氈。該方法即有保溫絕熱特點,又通過復合有效解決氣凝膠機械強度低、易碎、易裂等問題。

淺談二氧化矽氣凝膠保溫材料類型及應用

SiO2氣凝膠氈生產示意圖

氣凝膠氈纖維增強材料分兩類:一類是韌性,強度較好的有機纖維;另一類是耐高溫的無機纖維。

淺談二氧化矽氣凝膠保溫材料類型及應用

氣凝膠氈類產品具有良好保溫隔熱效果、疏水性能和極好柔韌性,是一種理想的保溫隔熱材料,廣泛應用於各個行業的保溫隔熱領域,如航空航天領域,耐高溫的各類工業管道、罐體及其他弧面設備的保溫隔熱。

氣凝膠板

氣凝膠板與氣凝膠氈類似,通過氣凝膠和其他材料復合制成板材。不同是氣凝膠板不是在溶膠階段和纖維材料復合,而是將純氣凝膠和纖維、顆粒、砂漿、金屬、有機高分子等復合制成剛性板材。氣凝膠板除應用在建築物和冷凍容器等工業用保溫材料,還可應用於軍工及航空和航天領域。

氣凝膠玻璃

氣凝膠除具備低導熱系數,低密度,阻燃等特點外,還具有透明性。純SiO2氣凝膠具有類似玻璃的高透過率,但氣凝膠極限拉伸強度小,質脆,易碎,導致氣凝膠產品很難作為玻璃直接應用。主要有氣凝膠鍍膜玻璃和真空夾層氣凝膠玻璃兩大類。

氣凝膠鍍膜玻璃是在普通玻璃表面增加一層氣凝膠薄膜來提高隔熱性能;真空夾層玻璃是在中空玻璃夾層填充氣凝膠材料,按照夾層內氣凝膠的形狀又分為兩類:夾層填充物為SiO2氣凝膠顆粒;夾層填充物為整塊氣凝膠。

淺談二氧化矽氣凝膠保溫材料類型及應用

顆粒狀氣凝膠制備的玻璃(A)和整塊氣凝膠制備的玻璃(B)

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張德忠. 二氧化矽氣凝膠在保溫隔熱領域中的應用

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