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      廠家愛為您講解氣凝膠主要應用在什么領域

      廠家愛為您講解氣凝膠主要應用在什么領域

      發布日期:2018-09-21 作者: 點擊:

      氣凝膠的主要應用:

      1、絕熱材料

      材料的熱傳導由氣態傳導、固態傳導和熱輻射傳導決定。由于氣凝膠材料具有納米多孔結構,因此常壓下氣態熱導率λg很小,真空下熱傳導由固態傳導和熱輻射傳導決定。同玻璃態材料相比,納米多孔材料由于高孔隙限制了稀疏骨架中鏈的局部激發的傳播,使得固態熱導率λs僅為非多孔玻璃態材料熱導率的1/500左右。Nilsson等檢測室溫下氣凝膠熱導率為0.013~0.016W/(m·K),靜態空氣的熱導率為0.024W/(m·K),即使在800℃的高溫下其導熱系數才為0.043W/(m·K),是目前隔熱性能Z好的固態材料。

      (1)太陽能熱水器

      太陽能熱水器及其他集熱裝置的高效保溫成了能否進一步提高太陽能裝置的能源利用率和進一步提高其實用性的關鍵因素。將納米孔絕熱材料應用于熱水器的儲水箱、管道和集熱器,將比現有太陽能熱水器的集熱效率提高1倍以上,而熱損失下降到現有水平的30%以下。

      (2)在熱電池上應用

      可延長熱電池的工作壽命,防止生成的熱影響熱電池周圍的元器件。

      (3)軍事及航天領域

      與傳統絕熱材料相比,納米孔氣凝膠超級絕熱材料可以用更輕的質量、更小的體積達到等效的隔熱效果。這一特點使其在航空、航天應用領域具有舉足輕重的優勢。如果用作航空發動機的隔熱材料,既起到了極好的隔熱作用,又減輕了發動機的重量。作為外太空探險工具和交通工具上的超級絕熱材料也有很好的應用前景。

      氣凝膠在航天中的應用遠不止這些,美國國家宇航局的“星塵”號空間探測器已經帶著它在太空中完成了一項十分重要的使命———收集彗星微粒。

      (4)工業及建筑絕熱領域

      在工業及民用領域納米孔超級絕熱材料有著廣泛和極具潛力的應用價值。首先,在電力、石化、化工、冶金、建材行業以及其他工業領域,熱工設備普遍存在。工業節能中,納米孔超級絕熱材料也起著非常重要的作用,其中有些特殊的部位和環境,由于受重量、體積或空間的限制,急需高效的超級絕熱材料。

      2、在催化劑以及催化載體方面的應用

      氣凝膠是一種由超微粒子組成的固體材料,具有小粒徑、高比表面積和低密度等特點,使SiO2氣凝膠催化劑的活性和選擇性遠遠高于常規催化劑,而且它還可以有效減少副反應的發生。Kister制備出SiO2氣凝膠后不久就指出,氣凝膠因其高的孔隙率、比表面積和開放的織態結構,在催化劑和催化載體方面具有潛在的應用價值,但因小的熱導率和低的滲透性影響了氣凝膠在催化反應中的傳熱和傳質,使其應用受到限制。

      3、氣凝膠在日常生活中的應用

      利用氣凝膠優異的隔熱性能,人們制造了氣凝膠作底襯的衣服,該衣服因穿著后讓人感覺太熱而一度被人投訴、下架。不少廠家為滑雪,登山運動員專門研制了從鞋墊到睡袋的一系列戶外御寒用具?,F在高端化妝品行業也將氣凝膠添加到面霜等護膚產品中用作研磨劑。日化行業人們將氣凝膠添加到牙膏中。利用其高比表面積,用作油墨打印中的添加劑擴大油墨微粒表面張力,增強吸附能力使得打印出來的圖案更清晰、更逼真。利用其輕質高彈性,體育用品業應用氣凝膠生產了網球拍等產品。

      4、在電化學方面的應用

      在電學性質方面,由于其具有低介電常數、高比表面積、高介電強度等特點,氣凝膠有非常優越的表現。尤其是有機氣凝膠和金屬氧化物氣凝膠,是非常優異的介電體,可用作高壓絕緣材料,高速或超速集成電路的襯底材料,真空電極的隔離介質以及超級電容器。另外一個重要應用是利用碳氣凝膠的導電性作為理想的高效的超電容器和電容消離子過程的電極材料;而有些金屬氧化物氣凝膠則顯示出優越的超導性、熱電性和壓電性。Polystor 公司推出一種高性能的碳氣凝膠電容器,稱為“空氣電容器”。其功率為4千瓦/千克,接近于電池的功率。美國海洋研究實驗室的 Debra R.Rolison 及Celia Merzbacher 帶領的小組通過在氣凝膠凝膠前摻加其他成分制備出無污染的燃料電池。

      5、儲氫材料

      氫能具有很高的熱值,燃燒釋能后的產物是水,對環境無污染,此外,氫能為可再生能源,不會枯竭,因而被譽為21世紀的綠色新能源。美國Lawrence Livermore國家實驗室和伊利諾斯大學研究表明:炭氣凝膠具有高比表面積、低密度、連續的網絡結構且孔洞尺寸很小又與外界相通,具有優良的吸、放氫性能。美國能源部于2005年專門設立了機構,研究摻雜金屬的炭氣凝膠貯氫,并給予財政資助。

      6、氣體或者液體吸附

      氣凝膠還可以用作吸附材料,不如吸附CO2氣體,吸附一些化學有毒蒸汽,吸附炸藥廢水等。

      7、在其它方面的應用

      SiO2氣凝膠具有極高的比表面積和孔隙率,近年來被廣泛應用于Cerenkov探測器中,以探測高能帶電粒子和在太空中捕集隕石微粒的介質材料。SiO2氣凝膠也曾一度被用于等離子體研究中作為慣性限制熔融試驗體目標組分。因其具有低的表觀密度和熱導率,極好的耐高溫性能,氣凝膠作為高效隔熱消音材料很有前途。

      由輕原子量元素組成的低密度、微孔分布均勻的SiO2氣凝膠對氖具有良好的吸附性能,因而為慣性約束聚變實驗研制高增益靶提供了一個新途徑,這對于利用受控熱核聚變反應來獲得廉價、清潔的能源具有重要意義。

      氣凝膠簡介:

      氣凝膠,英文aerogel,又稱為干凝膠。當凝膠脫去大部分溶劑,使凝膠中液體含量比固體含量少得多,或凝膠的空間網狀結構中充滿的介質是氣體,外表呈固體狀,這即為干凝膠,也稱為氣凝膠。如 明膠、 阿拉伯膠、硅膠、毛發、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質,即具 膨脹作用、觸變作用、離漿作用。

      氣凝膠是一種固體物質形態,世界上密度很小的固體之一。密度為3千克每立方米。一般常見的氣凝膠為 硅氣凝膠,其Z早由美國科學工作者Kistler在1931年因與其友打賭制得。氣凝膠的種類很多,有硅系,碳系,硫系, 金屬氧化物系,金屬系等等。aerogel是個組合詞,此處aero是形容詞,表示飛行的,gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質的gel只要可以經干燥后除去內部溶劑后,又可基本保持其形狀不變,且產物高孔隙率、低密度,則皆可以稱之為氣凝膠。

      因為密度極低,目前Z輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米,比空氣密度略低,所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級),所以可見光經過它時散射較?。ㄈ鹄⑸洌?,就像陽光經過空氣一樣。因此,它也和天空一樣看著發藍(如果里面沒有摻雜其它東西),如果對著光看有點發紅。(天空是藍色的,而傍晚的天空是紅色的)。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣,所以有非常好的隔熱效果,一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通 玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間,玫瑰也會絲毫無損。氣凝膠在航天探測上也有多種用途,在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實驗中,使用來作為切連科夫效應的 探測器。位在高能加速器研究機構B介子工廠的Belle 實驗探測器中一個稱為氣凝膠 切連科夫計數器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的 粒子鑒別器,就是一個Z新的應用實例。這個探測器利用的氣凝膠的介于液體與氣體之低折射 系數特性,還有其高透光度與固態的性質,優于傳統使用低溫液體或是高壓空氣的作法。同時,其輕量的性質也是優點之一。文章來源于網絡

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