氣凝膠是一種具有優(yōu)異隔熱性能的材料,其獨特的微觀結(jié)構(gòu)和物理特性使其成為高效的隔熱材料。
氣凝膠的隔熱性能得益于其特殊的納米級多孔結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有效地減少了熱傳導(dǎo)和對流的可能性。氣凝膠的孔隙率很高,甚至可以達到99%,且這些孔洞的尺寸遠小于空氣分子的平均自由程,從而阻止了空氣對流的發(fā)生。此外,氣凝膠的密度非常低,但其比表面積和孔隙率卻非常高,這些特性共同作用,使得氣凝膠具有很低的熱導(dǎo)率,從而實現(xiàn)了優(yōu)異的隔熱效果。
氣凝膠的隔熱性能不僅體現(xiàn)在其基本材料屬性上,還通過與其他材料復(fù)合使用來進一步提升。例如,SiO2氣凝膠通過與紅外遮光劑和增強材料的復(fù)合,不僅提高了隔熱性能,還增強了力學(xué)性能,使其在航空航天、軍事、電子、建筑等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。此外,SiO2氣凝膠材料因其很高的高溫?zé)釋?dǎo)率,特別適合于高溫段的隔熱應(yīng)用,展示了其在高溫隔熱領(lǐng)域的巨大潛力。

氣凝膠的隔熱性能在多個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,包括航天航空、建筑、冷藏和保溫設(shè)備、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品以及太陽能領(lǐng)域。
航天航空領(lǐng)域:氣凝膠在航天軍事領(lǐng)域的應(yīng)用是最早最成熟的,氣凝膠保溫材料因為導(dǎo)熱系數(shù)低,絕熱性能優(yōu)良以及質(zhì)量輕和抗壓能力強的特點早已在航空航工得到應(yīng)用,目前主要用于飛機艙室艙壁和重要儀器的隔熱防護,如,美國MKV-22“魚鷹”可傾旋翼機艙壁隔熱系統(tǒng)和紅外系統(tǒng)的防護均使用到了氣凝膠。又如,英國“美洲豹”戰(zhàn)斗機改型的駕駛艙機艙隔熱壁中即使用了氣凝膠材料。
建筑領(lǐng)域:氣凝膠可應(yīng)用于建筑外墻保溫、內(nèi)墻保溫、樓面和屋頂保溫,因其具有低導(dǎo)熱系數(shù)、A級防火性能、強疏水性等特點可完美解決建筑保溫方面所有問題;此外,使用氣凝膠做建筑保溫材料,可有效降低保溫層厚度,提高房屋空間利用率,為安全、低碳、節(jié)能建筑帶來可能性。
冷藏和保溫設(shè)備:氣凝膠隔熱材料可以用于冷藏車輛、冷庫和保溫箱等設(shè)備中,有效地減少熱量的傳遞,保持冷藏或保溫環(huán)境的穩(wěn)定。
新能源汽車:氣凝膠隔熱材料可以用于汽車引擎艙、排氣管和底盤等部位的隔熱,降低引擎艙內(nèi)部溫度,提高發(fā)動機的效率,減少能源浪費。氣凝膠材料還廣泛應(yīng)用于動力電池模組與殼體之間的隔熱防震、電池箱的外部防寒層和高溫隔熱層等方面。這有助于實現(xiàn)更有效的電池溫控和電控管理,降低電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險。

電子產(chǎn)品:氣凝膠隔熱材料可以用于電子產(chǎn)品的散熱和隔熱,幫助降低電子產(chǎn)品的溫度,提高其性能和可靠性。
太陽能領(lǐng)域:氣凝膠隔熱材料可以用于太陽能集熱器的隔熱層,減少熱量的散失,提高太陽能的利用效率。
氣凝膠的這些應(yīng)用不僅提高了能源利用效率,還有助于節(jié)能減排,實現(xiàn)環(huán)保目標。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和國家政策的支持,氣凝膠隔熱材料的應(yīng)用場景還在進一步擴大。