气凝胶——超级绝热保温材料

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气凝胶材料在建筑节能的应用

气凝胶材料在建筑节能的应用

气凝胶材料在建筑节能的应用随着人们对节能意识的提高,建筑节能成为了一个重要的问题。

而气凝胶材料作为一种新型的隔热材料,具有优异的隔热性能和良好的环境适应性,被广泛应用于建筑节能领域。

下面将详细介绍气凝胶材料在建筑节能中的应用。

首先,气凝胶材料在墙体隔热中的应用。

墙体是建筑物中最主要的传热途径之一,在夏季容易传导外部高温到室内,而在冬季又会导致室内温度流失。

而使用气凝胶材料作为墙体隔热材料,能够有效减少传热,提高室内的舒适度。

气凝胶材料具有低热导率、高吸湿性和良好的隔音性能,可以减少建筑物与外界热交换的热量,降低冷暖气的能量消耗。

此外,气凝胶材料还具有耐火性能,在防火隔离墙的建设中可以提供更高的安全性。

其次,气凝胶材料在屋顶隔热中的应用。

屋顶是建筑物热量流失的重要路径之一,使用气凝胶材料进行屋顶隔热,可以有效降低室内外温差,减少冬季供暖和夏季制冷的能量消耗。

气凝胶材料具有杰出的抗水性和防潮性能,可以有效防止屋顶渗漏和霉菌滋生,延长屋顶的使用寿命。

此外,气凝胶材料还具有优秀的隔音性能,可以阻隔室外噪音,提供安静的室内环境。

再次,气凝胶材料在窗户、门等建筑构件的隔热中的应用。

窗户、门等构件是建筑物中热量流失的主要位置,使用气凝胶材料作为隔热材料填充窗框、门框等空隙,可以有效减少热量流失和能量消耗。

气凝胶材料具有极低的热传导率,可以阻挡热量的传递,提高窗户、门的隔热性能。

此外,气凝胶材料还具有高透光性,可以增加建筑物的采光效果,降低照明能耗。

最后,气凝胶材料在建筑外墙保温中的应用。

建筑外墙保温是提高建筑节能性能的重要手段之一,使用气凝胶材料作为外墙保温材料,可以大幅度降低能量消耗。

气凝胶材料具有出色的绝热性能和耐候性能,可以有效减少外部温度对室内的影响,提高室内环境的稳定性。

此外,气凝胶材料还可以与建筑外墙材料相容性良好,可以与钢、水泥、砖等多种材料相结合使用,提高保温效果并美化建筑外观。

综上所述,气凝胶材料作为一种新型的隔热材料,具有优异的隔热性能和适用性,可以广泛应用于建筑节能领域。

超级隔热保温材料

超级隔热保温材料

超级隔热保温材料———气凝胶摘要:气凝胶是一种世界上最轻的固体,可以经受住1公斤炸药的爆炸威力,让你远离1300摄氏度以上喷灯的高温。

从下一代网球球拍到执行火星探险任务的宇航员所穿的超级隔热太空服,科学家们正在努力探索这种物质的新用途。

它有望和前几代神奇产品,比如20世纪 30年代的酚醛树脂、20世纪80年代的碳纤维和90年代的硅树脂相媲美。

科学家表示气凝胶未来可能将改变世界。

本文将重点讲述气凝胶的独特性能以及在隔热保温等领域的突出应用,加深对气凝胶的进一步了解。

关键词:隔热保温坚固轻盈耐高温吸附性一、气凝胶的定义与由来气凝胶俗称“冷冻烟雾”,将硅胶中的水提取出来,然后用诸如二氧化碳之类的气体取代水的方法制成的。

得到的这种物质有很好的隔热能力,还能吸收象原油一样的污染物。

它由一位美国化学家于1931年在打赌时发明出来,但早期的气凝胶非常易碎和昂贵,所以主要在实验室里使用。

直到10年前美国宇航局开始对这种物质感兴趣,并让其发挥更为实际的用途,这种材料终于走出了实验室。

二、气凝胶的特性1、坚固性:能经受住1公斤炸药爆炸产生的冲击力。

2、耐高温:足以抵挡住高达1300摄氏度喷灯产生的热量。

3、隔热保温:18毫米的气凝胶将足以保护宇航员抵御零下130度的低温。

4、轻盈性:气凝胶属于一种固体,但这种物质99%是由气体构成,密度仅为每立方厘米3毫克(每升3克),是玻璃的千分之一.比空气重三倍,是世界上密度最小的固体之一,也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。

5、吸附性:气凝胶表面有成百上千万的小孔,所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。

三、气凝胶的加工与制作气凝胶的加工与制作是极其复杂的,运用了超临界干燥技术,将原本是液态的溶液通过化学反应转变成由99% 气体组成起凝胶状固体。

四、气凝胶的研究领域1、分子结构的研究:是一种结构可控的纳米多孔材料,其表现密度明显依赖于标度尺寸,在一定尺度范围内,其密度往往具有标度不变性,即密度随尺度的增加而下降,而且具有自相似结构,在气凝胶分形结构动力学研究方面的结构还表明,在不同尺度范围内,有三个色散关系明显不同的激发区域,分别对应于声子、分形子和粒子模的激发。

纳米气凝胶毡保温原理

纳米气凝胶毡保温原理

纳米气凝胶毡,是一种超低导热率的绝热保温材料。

该材料的导热系数低于静止空气导热系数,是目前世界公认的绝热效果好的材料。

与目前传统的陶瓷纤维类绝热材料相比,纳米微孔绝热材料的绝热效果可提高3~5倍,同等效果下,可减少隔热层厚度50%~70%。

可显著减少热量损失,是当前国内外重点发展的新型节能、保温、绝热材料。

纳米气凝胶毡保温原理热量的传递是一种自然现象,只要存在温度差,就存在热量的传递。

传递途径主要有三种传导,对流和辐射。

在800以下,热量传递以传导传热为主,800以上以辐射传热为主,绝热材料的工作原理是阻断热量的传导,对流和辐射。

纳米气凝胶毡由纳米级超细颗粒和其他环保纤维组成,材料本身的导热率就很低。

纳米颗粒本身尺寸在20nm以内,相对常规绝热材料大大延长了传导路径。

纳米颗粒的连接方式为链状,环绕式,螺旋型,更加无限的限制了热量的传导,阻断传导传热。

热量分子的相互碰撞活动的自由程在70nm,纳米颗粒组成的微孔尺寸多在50nm以下,小于这一临界尺寸,就可以阻断空气中氮气和氧气分子的相对运动,消除对流传热。

纳米气凝胶毡优势1、大幅减少热损失,降低能源消耗和污染物排放;2、大幅降低保温层厚度,增加窑炉设备可利用空间;3、大幅降低材料用量,降低储运成本;4、大幅延长使用周期,并减少施工时间和人工需求;5、产品生产及使用过程耗能少,无污染。

纳米气凝胶毡特性1、低导热系数、低热容量;2、憎水性能优异;3、优良的热稳定性;4、优良的抗拉强度;5、优良的吸音降噪性;整体防火A级不燃;施工简单,安全环保无毒。

纳米气凝胶毡用途广泛,哪里可以买到呢?廊坊陶戈纳米材料有限公司致力于研发生产新型保温绝热产品,与国内各大院校纳米材料机构合作并自主研发了自动化常温纳米绝热材料生产线。

其主营产品包括纳米气凝胶毡、纳米气凝胶粉体、纳米气凝胶绝热板等产品。

质量可靠,价格优惠,欢迎选购!。

二氧化硅气凝胶的作用

二氧化硅气凝胶的作用

二氧化硅气凝胶的作用二氧化硅气凝胶,这可真是个神奇的玩意儿啊!你可别小看它,它的作用那可真是杠杠的!它就像是一个超级保暖的小卫士。

冬天的时候,我们都希望能被温暖紧紧包裹着吧,二氧化硅气凝胶就能做到这点。

它的隔热性能超强,就好像给物体穿上了一件厚厚的保暖衣。

你想想看,要是把它用在建筑上,那冬天室内得多暖和呀,是不是能省不少暖气费呢?它可比那些厚重的保温材料厉害多了,又轻又薄还超级保暖,这不是宝贝是什么呢?它还是个厉害的隔音大师呢!生活在城市里,到处都是噪音,那叫一个烦人。

但有了二氧化硅气凝胶,就好像有了一道隔音的屏障。

它能把那些嘈杂的声音都挡在外面,给我们营造一个安静的小空间。

这就好比你在闹市中突然找到了一个安静的角落,能让你好好地放松身心,多惬意啊!而且哦,它在航空航天领域也有大用处呢!航天器在太空中飞行,会面临各种极端的环境,这时候二氧化硅气凝胶就挺身而出啦。

它能帮助航天器抵御高温和低温的侵袭,保障航天器的安全和稳定。

这就好像是给航天器穿上了一层坚固的铠甲,是不是很厉害?再说说在环保领域,二氧化硅气凝胶也能发挥大作用呢!它可以用来吸附一些有害物质,就像一个勤劳的清洁工,把那些脏东西都清理掉。

这对我们的环境改善可是有着重要意义的呀!你说二氧化硅气凝胶这么好,我们能不喜欢它吗?它在我们的生活中扮演着这么多重要的角色,给我们带来了这么多的便利和好处。

我们真应该好好感谢这个神奇的小东西啊!它就像是一个默默奉献的小英雄,不声不响地为我们服务着。

所以啊,我们要好好利用二氧化硅气凝胶,让它发挥出更大的价值。

让我们的生活因为它而变得更加美好,更加舒适。

难道不是吗?它真的是一个值得我们去深入了解和利用的好东西呀!。

新型保温.隔热材料--气凝胶

新型保温.隔热材料--气凝胶

让世界了解气凝胶材料(常温热导低至0.015w/m*k,耐温1000)ALISON AEROGEL新材料介绍气凝胶:又称“蓝色烟雾”,“固体烟雾”,是世界上密度最小的有形固体。

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。

Alison SiO2气凝胶物理项孔隙率孔径比表面积密度孔容导热系数参数95-98%20-70nm500-650m2/g12.5-18kg/m33.5ml/g0.01-0.02w/m·k埃力生SiO2气凝胶的制作过程将液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合,形成湿凝胶,然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器(高压釜)中干燥,并经过加热和降压的超临界萃取过程,形成多孔海绵状结构。

SiO2 气凝胶成分和普通玻璃一样,但重量却是玻璃的几百分之一,因为气凝胶中空气比例占到了总体积的95%以上。

别看这种气凝胶貌似“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℃时才会熔化。

此外它的导热性和折射率也很低,热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,俄罗斯“和平”号空间站和美国“勇气号”火星探测器都用它来进行热绝缘。

SiO2 气凝胶在国民生产生活方面已有多方面的应用。

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1,而且对紫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中的可见光部分,并阻隔其中的紫外光部分,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。

目前,大型工程的绝热体系一般都用硅酸铝,玄武岩,玻璃纤维,膨胀珍珠岩,膨胀蛭石等传统材料,但这些传统保温材料相对于气凝胶材料而言,存在以下缺陷:*热导系数太大(常温热导0.035~0.06w/m*k):随着温度上升,热导率陡升,500度使用时,热导系数会高达0.2~0.3w/m*k,不符合节能要求,而气凝胶材料在500度使用时,热导率不高于0.05w/m*k,高效节能,隔热层厚度降低至传统材料的1/5*热膨胀系数大:在温差变化大的地区使用时,受热胀冷缩因素影响,会出现断裂,断层的现象,从而失去隔热效果,而气凝胶隔热材料热膨胀系数极小,几乎不受外界环境影响,使用寿命长*材料整体疏水:传统材料都是亲水性的,水汽的引入会大大影响材料的隔热性能,气凝胶材料的另一使用优势在于整体疏水性气凝胶毡(常温热导0.015~0.017,耐温600):该系列产品以二氧化硅气凝胶为主体原料,通过特殊工艺复合而成。

气凝胶产品介绍

气凝胶产品介绍

热学领域
气凝胶产品属于高效防火隔热材料,主要功能是节能、保温、防火,可 应用于以下领域: 建筑节能领域:外墙保温专用气凝胶板材、气凝胶玻璃、钢结构防火。 工业及民用领域:替代传统的保温材料对管道、炉窑及其他热工设备、 热水器、冷藏设备等进行保温,隔热效果更好。 特殊应用领域:用于海军核潜艇,、飞机、大型海洋舰艇、船舶、客车 的保温。在航天工业和军工导弹等方面都有广阔的应用前景。
光学领域
纯净的SiO2气凝胶是透明无色的,它的折射率(1.006~1.06)非常接 近于空气的折射率,这意味着SiO2气凝胶对入射光几乎没有反射损失, 能有效地透过太阳光。 SiO2气凝胶可以被用来制作绝热降噪玻璃。利用不同密度的SiO2气凝 胶膜对不同波长的光制备光耦合材料,可以得到高级的光增透膜。 SiO2气凝胶的折射率和密度满足n-1≈2.1×10-4r/(kg/m3),当通过控制制 备条件获得不同密度的SiO2气凝胶时,它的折射率可在1.008-1.4 范围内 变化,因此SiO2气凝胶可作为切仑科夫探测器中的介质材料,用来探测 高能粒子的质量和能2018 年进行 气凝胶正用来为人类首次登陆 火星时所穿的太空服研制一种 保温隔热衬里 Aspen Aerogel公司的一位资深 科学家马克· 克拉耶夫斯基认为 ,一层18毫米的气凝胶将足以 保护宇航员抵御零下130度的低 温。他说:“它是我们所见过 的最棒的绝热材料。”
可见,极低的折射率、热导率、介电常数、高比表面积、对气体的选 择透过等,它的力学、声学、热学、光学、电学性质都明显地不同于普通 固态材料,是一种具有许多奇异性质和广泛应用的轻质纳米多孔性材料。
气凝胶产品可应用领域
★热学领域
声学领域
光学领域
过滤与催化领域 吸附领域 捕获高速粒子 电学领域 分形特性

气凝胶——超级绝热保温材料

气凝胶——超级绝热保温材料

气凝胶——超级绝热保温材料气凝胶——改变世界的神奇材料二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”,是目前已知的最轻的固体材料,也是3迄今为保温性能最好的材料。

因其具有纳米多孔结构(1~100nm)、低密度(1,500kg/m)、低介电常数(1.1~2.5)、低导热系数(0.003~0.025 w/m•k)、高孔隙率(80,,99 8,)、高比表2面积(200~1000m/g)等特点,在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质,在航天、军事、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用前景,被称为“改变世界的神奇材料”。

气凝胶的特性及应用特性应用在所有固体材料中热导率最低,建筑节能材料,热学轻质,保温隔热材料,透明,浇铸用模具等。

超低密度材料密度 ICF以及X光激光靶 3(最低可达3kg/m)高比表面积,催化剂,吸附剂,缓释剂、离子交孔隙率多组分。

换剂、传感器等低折射率, Cherenkov探测器,光学透明,光波导,多组分, 低折射率光学材料及其它器件声学低声速声耦合器件低介电常数,微电子行业中的介电材料,电学高介电强度,电极,超级电容器高比表面积。

弹性,高能吸收剂,机械轻质。

高速粒子捕获剂气凝胶的发展世界上第一个气凝胶产品是1931年制备出的。

当时,美国加州太平洋大学(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler提出要证明一种具有相同尺寸的连续网络结构的固体“凝胶”,其形状与湿凝胶一致。

证明这种设想的简单方法,是从湿凝胶中去除液体而不破坏固体形状。

如按照通常的技术路线,很难做到这一点。

如果只是简单地让湿凝胶干燥,凝胶将会收缩,常常使原来的形状破坏,破裂成小碎片。

也就是说,这种收缩经常是伴随着凝胶的严重破裂。

Kistler推测:凝胶的固体构成是多微孔的,液体蒸发时的液一气界面存在较大的表面张力,该表面张力使孔道坍塌。

此后,Kistler发现了气凝胶制备的关键技术(Kistler,1932)。

气凝胶在建筑领域的应用

气凝胶在建筑领域的应用

气凝胶在建筑领域的应用
说明文
气凝胶在建筑领域的应用
随着科技的不断进步,新材料的应用也不断涌现。

气凝胶作为一种新型材料,具备优异的绝热、隔音、防火等特性,被广泛应用于建筑领域,成为建筑能源节约与环保的重要材料。

首先,气凝胶作为一个轻质多孔的材料,具备优异的绝热性能。

由于其分子间的孔隙率高达90%以上,空气几乎无法流经材料中心,从而达到了良好的保温效果。

因此,利用气凝胶作为外墙保温材料,其保温性能不仅可以显著提高,而且可以有效地缩小外墙厚度,提高室内面积使用率,以及减少能耗成本。

其次,气凝胶还具有较强的隔音能力。

气凝胶这种材料的分子孔隙具有非常好的吸声性能,可有效隔绝室外噪声,提高室内环境舒适度。

与传统隔音材料相比,其隔音性能更加重要。

此外,气凝胶还具有良好的防火性能。

由于气凝胶的成分是纯无机物质,在高温下不会燃烧,而且无膨胀、无毒、无味,对环境没有任何污染。

因此,在建筑的防火设计上,应用气凝胶可以有效地提高建筑的安全性。

同时,气凝胶的耐久性强,具有良好的抗水、抗潮、抗紫外线等性能,能够保持长期使用。

而且,气凝胶的加工性能也非常好,可根据施工
的需要进行各种形状进行加工,方便施工使用。

最近,气凝胶还被广
泛用于绿色屋顶的建设,成为屋顶防水、通风、保温、隔音等多种功
能的综合性材料。

因此,可以看出,气凝胶在建筑领域具有广泛的应用前景。

其优异的
绝热、隔音、防火等性能,不仅可以提高建筑物的使用价值,而且可
以实现能源节约、环保和可持续发展。

相信在未来,气凝胶将更加成
为建筑优秀材料。

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气凝胶——超级绝热保温材料气凝胶——改变世界的神奇材料二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”,是目前已知的最轻的固体材料,也是3迄今为保温性能最好的材料。

因其具有纳米多孔结构(1~100nm)、低密度(1,500kg/m)、低介电常数(1.1~2.5)、低导热系数(0.003~0.025 w/m•k)、高孔隙率(80,,99 8,)、高比表2面积(200~1000m/g)等特点,在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质,在航天、军事、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用前景,被称为“改变世界的神奇材料”。

气凝胶的特性及应用特性应用在所有固体材料中热导率最低,建筑节能材料,热学轻质,保温隔热材料,透明,浇铸用模具等。

超低密度材料密度 ICF以及X光激光靶 3(最低可达3kg/m)高比表面积,催化剂,吸附剂,缓释剂、离子交孔隙率多组分。

换剂、传感器等低折射率, Cherenkov探测器,光学透明,光波导,多组分, 低折射率光学材料及其它器件声学低声速声耦合器件低介电常数,微电子行业中的介电材料,电学高介电强度,电极,超级电容器高比表面积。

弹性,高能吸收剂,机械轻质。

高速粒子捕获剂气凝胶的发展世界上第一个气凝胶产品是1931年制备出的。

当时,美国加州太平洋大学(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler提出要证明一种具有相同尺寸的连续网络结构的固体“凝胶”,其形状与湿凝胶一致。

证明这种设想的简单方法,是从湿凝胶中去除液体而不破坏固体形状。

如按照通常的技术路线,很难做到这一点。

如果只是简单地让湿凝胶干燥,凝胶将会收缩,常常使原来的形状破坏,破裂成小碎片。

也就是说,这种收缩经常是伴随着凝胶的严重破裂。

Kistler推测:凝胶的固体构成是多微孔的,液体蒸发时的液一气界面存在较大的表面张力,该表面张力使孔道坍塌。

此后,Kistler发现了气凝胶制备的关键技术(Kistler,1932)。

Kistler研究的第一个凝胶是通过硅酸钠的酸性溶液浓缩制备的SiO凝胶。

2然而,他试图通过把凝胶中的水转变成超临界流体的方式来制备气凝胶却没有成功。

Kistler再尝试首先用水充分洗涤二氧化硅凝胶(从凝胶中去掉盐),然后用乙醇交换水,通过把乙醇变成超临界流体并使它跑掉,第一个真正的气凝胶形成了。

Kistler的气凝胶与现在制备的二氧化硅气凝胶类似,是具有相当大的理论研究价值的透明、低密度、多孔材料。

在之后的几年时间里,Kistler详尽地表征了他的二氧化硅气凝胶的特性,并制备了许多有研究价值的其它物质的气凝胶材料,包括:A10 , W0 , Fe0 , Sn0、酒石酸镍、纤维素、纤维素硝酸盐、233232 明胶、琼脂、蛋白、橡胶等气凝胶。

后来,Kistler离开了太平洋大学,到Monsanto公司供职。

Monsanto公司o公司的产品是粒状的Si0材料,很快就开始生产商品化的气凝胶产品,Monsant2虽然其生产工艺无人知晓,但人们推断应当是Kistler的方法。

Monsanto公司的气凝胶当时是被用来作化妆品及牙膏中的添加剂或触变剂。

在以后的近30年中,有关气凝胶的研究几乎没有什么进展。

直到20世纪60年代,随着价格便宜的“烟雾状的(fumed)”Si0的研制开发,气凝胶的市场开始萎缩,Monsanto2公司停止了气凝胶的生产。

从此,气凝胶在很大程度上被人淡忘了。

直到20世纪70年代后期,法国政府向Claud Bernard大学的Teichner教授寻求一种能储存氧气及火箭燃料的多孔材料。

之后所发生的事情,在从事气凝胶研究的人员中有一种传说。

Teichner让他的一个研究生来制备气凝胶并研究其应用,然而,使用Kistler的方法,包括两个耗时、费力的溶剂萃取步骤,他们的第一个气凝胶花了数周时间才制备出来。

然后,Teichner告诉这个学生,要完成他的学位论文,将需要大量的气凝胶样品;该学生意识到,如按照Kistler的方法制备,这要花许多年才能完成,他精神崩溃地离开了Teichner的实验室;经过一段短暂地休息、思考,他又回到了实验室,有一种强烈的动机,激发他去寻找一种更好的Si0气凝胶的合成2工艺。

经过不懈地努力探索,该学生成功地应用溶胶一凝胶化学法制备出Si02气凝胶,这使气凝胶科学研究前进了一大步。

这种方法用正硅酸甲酷(TMOS)代替Kistler所使用的硅酸钠,在甲醇溶液中通过TMOS水解一步产生凝胶(称为“醇凝胶”),这消除了Kistler方法中的两个缺点,即醇水替换步骤及凝胶中存在无机盐,在超临界甲醇条件下干燥这些醇凝胶,就制备出高质量的Si0气凝2胶。

后来,Teichner的研究组及其他人使这种方法扩展,制备了多种金属氧化物气凝胶产品。

这项发现之后,随着加入到这个领域的研究人员的增加,气凝胶科学技术有了快速发展。

下面是一些著名的成果:(1)20世纪80年代初期,粒子物理学家认识到SiO气凝胶将是制造切仑2科夫(Cherenkov)探测器的理想介质材料,试验需要大量的透明SiO气凝胶。

2他们使用TMOS方法,制造了两个大探测器:一个是在德国汉堡的DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron)实验室的TASSO探测器,使用了1700升SiO气凝胶;另一个是欧洲粒子物理研究所(CERN)制造的探测器,使用了2由瑞典兰德大学(University of Lund)制备的1000升Si0气凝胶。

2(2)使用TMOS方法,制备Si0气凝胶块状材料的第一个试验工厂(中试2厂)是由兰德大学的研究人员在瑞典的斯乔波(S jobo)建立的。

工厂使用了3000升的高压反应釜,以满足使用超临界甲醇(239.4?,8.09MPa)所需的高温高压。

可是,在1984年高压釜在生产过程中发生泄漏,厂房内很快充满了甲醇蒸气,随之发生了爆炸。

幸运的是,在这次事故中未造成人员伤亡,但设备完全报废了。

后来,工厂重建,继续使用 TMOS方法生产SiO气凝胶。

现在,这家2工厂由Airglass公司管理。

(3)1983年,伯克利实验室(Berkeley Lab)的微结构材料研究组(Microstructured Materials Group)发现毒性非常大的化合物TMOS可用正硅酸乙脂(TEOS)替代,TEOS是比较安全的试剂,使用TEOS不降低气凝胶产品的质量。

(4)微结构材料研究组(Microstructured Materials Group)也发现,在进行超临界干燥之前,凝胶中的乙醇能用液态CO替换,而不会对气凝胶产生不2 良影响。

在安全性方面,这又是一个极大的进步,因为在CO的临界点(31.0?,27.3MPa)的工作条件要比甲醇容易达到。

此外,C0没有爆炸的危险。

这种技术2被用于由TEOS制备透明的SiO气凝胶材料。

德国BASF公司同时发明了由硅酸2钠制备SiO气凝胶小珠的CO取代法,这种材料直到1996年才开始投产,商品22名为“BASOGEL"。

(5) 1985年,德国维尔兹堡大学物理所的Jochen Fricke教授在维尔兹堡组织了首届“气凝胶国际研讨会”(International Sympos ium on Aerogels,简称ISA)在这次会议上收到了世界各地的研究人员提交的25篇论文。

随后,ISA分别于1988年在法国的蒙彼利埃、1991年在德国的维尔兹堡、1994年在美国的伯克利举行。

其中参加1994年的第四届ISA会议的人员有151名,10个特约报告,51篇投稿,35篇展报。

第五、六界ISA会议分别于1997年和2000年在法国的蒙彼利埃及美国新墨西哥州的阿尔伯克基市(Albuquerque)举行。

(b) 20世纪80年代后期,由Larry Hrubesh领导的LLNL实验室(Lawrence Livermore National Laborato动研究人员制备出世界上密度最小的CO气凝胶2 3(并且是密度最小的固体材料),气凝胶的密度为0.003g/cm,仅是空气密度的3倍。

(7)美国的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)制备的气凝胶已经在航天飞机宇宙飞行中执行了几次特别任务,这些低密度的气凝胶被用来收集高速的宇宙尘埃样品。

目前,气凝胶的研制主要集中在德国的BASF公司、DESY公司,美国的劳仑兹利物莫尔国家实验室(LLNL)、桑迪亚国家实验室(SNL),法国的蒙彼利埃材料研究中心,瑞典的LUND公司以及美国、德国、日本的一些高等院校。

在国内,SiO气凝胶的制备及其特性研究九十年代才开始起步。

目前国内比较有实力的气2 凝胶研究机构包括同济大学、国防科技大学、北京科技大学、绍兴市纳诺高科有限公司下属的研发中心等。

白炭黑与SiO气凝胶的区别 2从定义、结构、性能、生产工艺以及应用等多方面对白炭黑与SiO气凝胶进2行区别。

定义 1.白炭黑:白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称。

气凝胶:是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集成纳米多孔网状结构,并在孔固体相和孔隙结构均为纳米量隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料, 级。

2.结构传统法生产的白炭黑结构示意图改进工艺后生产的白炭黑结构示意图SiO气凝胶的结构示意图 23.性能白炭黑分子式为Si0?nH20(水合二氧化硅),是一种白色、无毒、无定型微2 细粉状物,具有多孔性、高分散、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异性能。

高纯者Si0达99.8%,原始粒径,0.003mm,密度为23 g / cm,熔点1750?。

2.319-2.653Si0气凝胶具有低的折射率、低的弹性模量、低声阻抗、低热导率、强吸附2 性、典型的分形结构等性能。

目前制备得到的气凝胶,其孔隙率在80-99.8%,2典型孔洞尺寸在100nm范围内,比表面积可达1000m/g,作为基本单元的胶质3粒子直径约为1-20nm,采用一步法制备的密度在0.05-0.2 g / cm,采用二步法制3备的SiO气凝胶密度在0.010 g / cm以下。

24.生产工艺白炭黑的制备方法很多,为了方便,仅以稻壳灰制备白炭黑的工艺为例,与我们用稻壳灰生产SiO气凝胶的工艺进行比较。

2白炭黑工艺:酸化处理过滤稻壳灰碱化处理煅烧水洗烘干过滤粉碎白炭黑SiO气凝胶工艺: 2过滤溶胶、凝胶碱浸取稻壳灰醇洗水洗超临界干燥老化SiO气凝胶 25.应用白炭黑的世界年产量大约为80—90万吨,产品品种有50—60种。

白炭黑以前主要用于军工领域,从20世纪90年代开始大量用于民用工业,如硅橡胶、聚酯、密封胶、涂料、油墨和着色剂(调色剂)、电缆溶胶、弹性体、化妆品、医药产品、复合材料、食品等领域。

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