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)。
纳米气凝胶保温材料

纳米气凝胶保温材料纳米气凝胶是一种新型的保温材料,其具有独特的性能和广泛的应用前景。
纳米气凝胶由高度发达的纳米孔隙结构组成,其导热系数极低,同时具有良好的柔韧性和耐久性。
本文将首先介绍纳米气凝胶的基本特性和制备方法,然后探讨其在建筑、能源和环保领域的应用,最后分析其存在的问题并展望未来发展的方向。
纳米气凝胶是一种由纳米孔隙结构组成的固体材料,其孔隙结构具有非常小的孔隙尺寸和大量的孔隙体积。
这种特殊的结构决定了纳米气凝胶具有极低的导热系数,通常在0.01W/(m·K)以下。
与传统的保温材料相比,纳米气凝胶可以显著降低能量传递,并减少能量的损耗。
此外,纳米气凝胶还具有良好的柔韧性和耐久性,可以适应不同形状和尺寸的建筑结构。
纳米气凝胶的制备方法多种多样,主要包括溶胶-凝胶法、湿法合成法和气相法等。
溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一,其过程主要包括溶胶制备、凝胶形成和凝胶干燥等步骤。
在溶胶制备阶段,通过添加适量的溶剂和表面活性剂来控制溶胶的分散性和粘度。
然后,通过添加适量的交联剂和固化剂来形成凝胶结构。
最后,通过干燥和热处理等方法将凝胶转变为纳米气凝胶。
纳米气凝胶在建筑领域具有广泛的应用前景。
首先,它可以用于建筑外墙的保温隔热,有效减少热量传递,降低能耗。
其次,纳米气凝胶可以应用于建筑物的屋顶和地板保温,提高室内的舒适性和能源利用效率。
此外,纳米气凝胶还可以用于冷库和高温设备的保温,如冰箱和热水器等。
在能源领域,纳米气凝胶也可以应用于太阳能电池板和燃料电池的保温,提高能源转化效率。
在环保方面,纳米气凝胶可以用于废水处理和烟气净化,具有重要的环保意义。
然而,纳米气凝胶目前还存在一些问题需要解决。
首先,纳米气凝胶的制备成本较高,限制了其大规模应用。
其次,纳米气凝胶的力学性能相对较差,容易发生压缩变形。
此外,纳米气凝胶的耐水性和耐候性较差,需要进一步改进。
未来,需要进一步研究纳米气凝胶的制备工艺和材料性能,以提高其制备成本和力学性能。
低成本硅基气凝胶绝热材料

低成本硅基气凝胶绝热材料低成本硅基气凝胶绝热材料是一种具有优异绝热性能的新型材料,被广泛应用于建筑、航空航天、能源等领域。
相比于传统绝热材料,硅基气凝胶材料具有更轻、更薄、更柔软、更环保的特点,因此备受青睐。
低成本是硅基气凝胶材料的一大优势。
传统的气凝胶材料价格昂贵,制备过程复杂,制约了其在大规模应用中的推广。
而硅基气凝胶材料以硅为主要原料,制备工艺简单,成本低廉,可以实现规模化生产,降低了材料的采购成本,为各行业提供了更为经济实惠的选择。
硅基气凝胶材料具有优异的绝热性能。
由于其孔隙率高达90%以上,有效阻挡了热传导和对流传热,使其在绝热效果上具有明显优势。
在建筑领域,硅基气凝胶材料可以应用于墙体、屋顶、地板等部位,有效隔绝室内外温差,提高建筑的节能性能。
在航空航天领域,硅基气凝胶材料可以用于制备航天器热控保护层,保障航天器在极端环境下的正常运行。
硅基气凝胶材料还具有良好的柔软性和可塑性。
其柔软性使其可以轻松填充各种形状的空间,适用于复杂结构的绝热需求。
同时,硅基气凝胶材料可以通过改变配方和工艺实现多样化的性能调控,满足不同领域的需求。
这种可塑性使其在工程应用中具有更广泛的适用性和灵活性。
硅基气凝胶材料的环保性也备受关注。
作为一种无机材料,硅基气凝胶对环境无污染,不含有害物质,符合绿色环保要求。
其制备过程中无需添加有机溶剂,降低了对环境的影响。
在当前提倡绿色发展的背景下,硅基气凝胶材料的环保特性符合社会的可持续发展方向。
低成本硅基气凝胶绝热材料以其独特的优势在各领域得到广泛应用。
随着科技的不断发展和创新,相信硅基气凝胶材料将在未来展现出更广阔的应用前景,为各行业的发展注入新的活力。
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。
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气凝胶——”最棒“的绝热材料

气凝胶——”最棒“的绝热材料
气凝胶是由纳米多孔骨架结构所构成的新型固体材料,其中90%以上的体积由空气所占据,是目前世界上最轻的固体材料。
气凝胶的这种特殊结构,使其成为了一种超隔热材料,这也是世界上研究最多的气凝胶性能。
气凝胶虽然具有优异的保温性能,但是脆性大,极大的限制了其应用。
所以目前商业化气凝胶隔热材料主要是由玻璃纤维增强的氧化硅气凝胶复合材料。
气凝胶绝热毡
管道保温性能对比
气凝胶保温衣
绝热采光板
典型的应用领域
热注蒸汽管道保温
建筑围护结构超级保温材料
LNG输送管道保冷
轨道客车保温
矿用救生舱隔热
军事用途
气凝胶超保温材料的机理:
1.对流:当气凝胶材料中的气孔直径小于70nm时,气孔内的空气分子就失去了自由流动的能力,相对地附着在气孔壁上,这时材料处于近似真空状态。
2.辐射:由于气凝胶内的气孔均为纳米级气孔再加材料本身极低的体积密度,使材料内部气孔壁数目趋于“无穷多“,对于每一个气孔壁来说都有遮热板的作用,因而产生近于”无穷多遮热板“的效应,从而使辐射传热下降到近乎最低极限。
3.热传导:由
于近于无穷多纳米孔的存在,热流在固体中就只能沿着气孔壁传递,近于无穷多的气孔壁构成了近于“无穷长路劲”效应,使得固体热传导的能力下降到接近最低极限。
二氧化硅气凝胶保温材料

二氧化硅气凝胶保温材料
二氧化硅气凝胶保温材料是一种新型的保温材料,具有优异的保温性能和环保
特点,被广泛应用于建筑、航天航空、电子、医药等领域。
它的独特性能使其成为当前保温材料领域的热点和发展方向。
首先,二氧化硅气凝胶保温材料具有极低的导热系数。
由于其多孔的结构和微
观的孔隙大小,使得热传导受到限制,从而大大降低了热量的传递速度。
这种特性使得二氧化硅气凝胶保温材料在保温方面具有明显的优势,能够有效减少能源消耗,降低建筑物的能耗。
其次,二氧化硅气凝胶保温材料具有良好的防火性能。
由于其主要成分为二氧
化硅,具有非常高的熔点和燃点,因此在火灾发生时能够有效地阻止火焰的蔓延,减缓火势的蔓延速度,保护建筑物和人员的安全。
另外,二氧化硅气凝胶保温材料还具有优异的吸声性能。
其多孔的结构和微观
的孔隙大小使得其能够有效吸收声波,减少噪音的传播,创造一个安静舒适的环境。
这种特性使得二氧化硅气凝胶保温材料在建筑材料中得到了广泛应用。
此外,二氧化硅气凝胶保温材料还具有优异的耐热性和耐寒性。
在高温环境下,其稳定的化学性质和优异的热稳定性能使得其能够长时间保持稳定的性能,不会发生变形或者破损;在低温环境下,其微观的孔隙结构能够有效阻止冷空气的传递,保持室内的温暖。
综上所述,二氧化硅气凝胶保温材料具有极佳的保温性能、防火性能、吸声性
能以及耐热性和耐寒性,是一种非常优秀的保温材料。
随着科技的不断发展和进步,相信二氧化硅气凝胶保温材料将会在更多领域得到应用,并为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。
纳米气凝胶 保温材料

纳米气凝胶保温材料纳米气凝胶保温材料是一种新型的保温材料,它具有优异的保温性能和环保性能,被广泛应用于建筑、航空航天、汽车、电子等领域。
纳米气凝胶保温材料是一种由纳米颗粒组成的多孔材料,其孔隙率高达90%以上,具有极低的热导率和较高的抗压强度。
这种材料的热导率仅为传统保温材料的1/10,可以有效地减少热量的传递,从而达到保温的效果。
同时,纳米气凝胶保温材料还具有优异的防火性能和耐腐蚀性能,可以有效地提高建筑物的安全性和耐久性。
在建筑领域,纳米气凝胶保温材料被广泛应用于外墙保温、屋顶保温、地面保温等方面。
与传统保温材料相比,纳米气凝胶保温材料具有更好的保温效果和更长的使用寿命,可以有效地降低建筑物的能耗和维护成本。
同时,纳米气凝胶保温材料还可以减少建筑物的噪音和震动,提高居住舒适度。
在航空航天领域,纳米气凝胶保温材料被广泛应用于航空器的保温和隔热。
由于其轻质、高强度和优异的保温性能,纳米气凝胶保温材料可以有效地减轻航空器的重量,提高其飞行性能和燃油效率。
同时,纳米气凝胶保温材料还可以有效地隔离航空器内外的温度差异,保护航空器内部的设备和仪器。
在汽车领域,纳米气凝胶保温材料被广泛应用于汽车的隔音和保温。
由于其轻质、柔软和优异的隔音性能,纳米气凝胶保温材料可以有效地降低汽车的噪音和震动,提高驾驶舒适度。
同时,纳米气凝胶保温材料还可以有效地隔离车内外的温度差异,提高汽车的能效和燃油效率。
在电子领域,纳米气凝胶保温材料被广泛应用于电子设备的隔热和保温。
由于其优异的保温性能和耐高温性能,纳米气凝胶保温材料可以有效地保护电子设备不受高温和低温的影响,提高其稳定性和可靠性。
纳米气凝胶保温材料是一种具有广泛应用前景的新型保温材料,它可以有效地提高建筑物、航空器、汽车和电子设备的性能和安全性,为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。
混凝土中添加气凝胶的保温隔热方法

混凝土中添加气凝胶的保温隔热方法一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,但其导热系数较高,难以满足节能要求。
为了改善混凝土的隔热性能,可以在混凝土中添加气凝胶。
本文将介绍混凝土中添加气凝胶的保温隔热方法。
二、气凝胶介绍气凝胶是一种超轻质、多孔、高效隔热材料,其导热系数极低,通常为0.013 ~ 0.018 W/(m·K),比传统保温材料如聚苯乙烯、聚氨酯等更为优异。
因此,将气凝胶添加到混凝土中,可以有效提高混凝土的隔热性能。
三、混凝土中添加气凝胶的方法1. 气凝胶粉末掺合法将气凝胶粉末与混凝土原材料一起掺合,然后进行混凝土的浇筑。
这种方法操作简单,但由于气凝胶粉末与混凝土原材料的不同,会导致混凝土的均匀性不佳,影响混凝土的力学性能。
2. 混凝土拌合料掺合法将气凝胶拌合料与混凝土拌合,然后进行混凝土的浇筑。
这种方法可以保证气凝胶和混凝土的充分混合,提高混凝土的均匀性,但需要对气凝胶拌合料的选取和配比进行严格控制。
3. 混凝土表面涂刷法将气凝胶涂刷在混凝土表面,形成一层隔热保温层。
这种方法操作简单,但需要注意涂刷的厚度和均匀性,否则会影响隔热效果。
4. 混凝土加气凝胶发泡剂法将气凝胶发泡剂加入到混凝土中,通过发泡作用使气凝胶在混凝土中分布均匀。
这种方法可以保证混凝土的均匀性和气凝胶的分散性,但需要注意发泡剂的选取和使用量的控制。
四、气凝胶的选用气凝胶种类繁多,需要根据具体情况进行选择。
在选择气凝胶时,需要考虑以下因素:1. 导热系数:应选择导热系数较低的气凝胶。
2. 稳定性:应选择稳定性较高的气凝胶,以保证其在混凝土中的分散性和隔热性能。
3. 成本:应选择成本适中的气凝胶,以保证施工的经济性。
五、结论混凝土中添加气凝胶是一种有效的保温隔热方法。
在选择气凝胶和掺合方法时,需要根据具体情况进行选择,以保证施工的效果和经济性。
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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。