气凝胶材料隔热原理

《气凝胶材料隔热原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划气凝胶材料隔热原理　　SiO2气凝胶的热特性及其在隔热保温领域的应用　　摘要：SiO2气凝胶独特的结构使其具有不同于一般材料的热传导方式。本文分析了SiO2气凝胶热传导途径并提出了降低SiO2气凝胶导热系数的方法，同时归纳了SiO2气凝胶作为超级绝热材料应用于隔热保温领域的一些研究进展及应用前景。　　关键词：SiO2气凝胶热传导隔热材料　　1.引言　　全球工业化飞速发展所伴随的能源危机和环

2、境问题，对世界经济和人类生存的威胁日趋严重，因此研究开发和应用新型绝热材料对于实现国家节能减排目标具有迫切必要性和现实重大社会和经济意义。而SiO2气凝胶是一种具有低密度、高孔隙率、低热导率的纳米轻质多孔材料，它优异的隔热保温性能对于能源领域的节能环保提供了重要的发展契机。　　2.SiO2气凝胶的热特性　　由于SiO2气凝胶的纳米尺度颗粒和孔隙，以及连续的空间网络结构，它具有很低的热导率；而材料的热传导主要通过对流、辐射、热传导三种方式来实现，因此需要从材料的传热途径入手降低它的导热系数。目的-通过

3、该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　SiO2气凝胶的热传导途径　　导热系数是衡量绝热材料性能优劣的主要指标。大部分绝热材料的热传导主要通过气体的对流传导、气相热传导、固相热传导、红外辐射传热四种途径实现。　　在SiO2气凝胶纳米空隙中的气体和固体颗粒表面之间的热传输中，因为紧靠固体表面的气体静止不动或者做层

4、流运动，所以在固体－气体表面热量输运的机理本质上是属于传导类型。在纳米级结构的SiO2气凝胶中，气体往往被分隔或封闭在无数微小空间之内，因此对流传热量所占比例很小。一般来说材料的孔尺寸小于1mm时，对流引起的热传导可以忽略，而气凝胶孔径多分布在5~50nm之间，所以不考虑对流传热的影响。　　按照分子运动及碰撞理论，气体传递能量主要通过较高温度高速运动的分子与较低温度低速运动的分子碰撞实现。由于SiO2气凝胶中的微孔尺寸小于空气中占主要成分的氮气和氧气的自由程70nm，气体分子频繁地与凝胶骨架碰撞，热

5、能转移到气凝胶的结构上，从而气相传导受到限制，SiO2气凝胶得到比无对流空气更小的导热系数。　　降低气凝胶导热系数的方法　　气凝胶市场调研报告　　一、概述目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　二氧化硅气凝胶是一种合成的无定形硅胶，与结晶硅胶显著不同。硅胶分子由一个硅原子和两个氧原子构成。如下图所示，

6、硅胶有两种基本形式：无定形硅胶和结晶硅胶。如果硅胶分子排列整齐并且形成可重复样式，则为结晶硅胶。如果硅胶分子排列不整齐，则为无定形硅胶。　　两种不同气凝胶产品的扫描电子显微镜图像显示，气凝胶存在无定形特性。粉末X光衍射没有发现可测量的结晶成分。在超过1200℃时，气凝胶会转换为结晶相。　　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，也是迄今为止保温性能最好的材料。因其具有纳米多孔结构、低密度、低介电常数、低导热系数、高孔隙率、高比表面积等特点，在力学、声学、热学、光学等诸

7、方面显示出独特性质，在航天、军事、石油、化工、矿产、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价值，被称为“改变世界的神奇材料”。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　气凝胶于1931年在美国发明。目前气凝胶全球重点发展区域主要集中在美国、德国、英国，其中，依托强大的技术开发实力和新

8、产品开发力度，美国的应用领域尤为突出和领先。在高性能气凝胶应用方面，美国已经成功应用于航空航天、新能源、建筑以及高级体育用品等方面。我国在气凝胶研究和开发方面尚属早期阶段，主要集中在附加值较高的航空航天、医药等方面，众多领域仍属空白。目前国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利埃材料研究中心，日本高能物理国家实验室，美国阿斯彭气凝胶技术有限公司等。国内主要集中在同济大学波