气凝胶保温隔热材料 -
气凝胶进军时尚界
Hugo boss
“零夹层”气凝胶纤维 3mm防风衣 (40mm羽绒服)
碳纤维加气凝胶内底 英· 安妮· 怕你特尔征服 喜马拉雅山
气凝胶材质帐篷 适用于极低恶劣环境 南极洲、北极圈探险队专用 防水、透气、质轻、保温
美国环保署证实: 气凝胶作为非晶体硅 ⑴无毒性,无诱变,不腐蚀 ⑵无致癌作用 ⑶硅进入人体不起化学反应,不被人体吸收 ⑷非刺激性物质 ⑸不影响人体健康
6mm气凝胶能够承受 1kg烈性炸药爆炸不变 形、不损坏且硬度、 韧性可调节与特殊材 料复合可优化提升性 能 @军用车辆外部装甲
特性:高孔隙率、高 比表面积 强力吸附剂,效果优于 活性炭 @防毒面具、动物房 除臭等
气凝胶作为耐高温的无机材料。 使用前后能够保持不粉化、不脆化、不 老化。 不支持霉菌生长,综合性能长期保持不 变。 使用年限,与建筑物同寿命。
气凝胶保温隔热原理
• 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。
• 辐射:由于材料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日趋于“无穷多”, 对于每一个气孔壁来说都具有遮热板的作用,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
• 热传导:由于近于无穷多纳米孔的存在,热流在固体
中传递时就只能沿着气孔壁传递,近于无穷多的气孔壁构 成了近于“无穷长路径”效应,使得固体热传导的能力下 降到接近最低极限
气凝胶的特性
纳米级材料(50nm) 低导热系数(0.013W/(K· m)) 低密度(3kg/m3 ) 高孔隙率(催化剂、吸附剂) 低折射率
美· 宇航服气凝胶材质的隔热内里 该夹层约18毫米厚度 能够帮助宇航员承受抗击 1400℃的高温~-130℃的超低温 ·
气凝胶是太空任务的高科技材 料,纳诺高科的革命性创举使它 从仅供科研试验的样品投入到大 规模生产;也使得它从航天航空 工程、军工行业的新贵转入到民 用、商业应用领域,所付出的前 期成本耗资巨大,但当前的费用 已经降低到民用可以承受的价格 点。
军事应用
美· DDG51驱逐舰
船舶保温,如锅炉、舱壁、舱体、甲板、 热力源、管道、烟囱和甲板等
气凝胶在太阳能能源应用原理
Ⅰ.气凝胶材质透明,光线可自由透射
Ⅱ.低折射率,对入射光几乎没有反射损失,太阳光透过 率高达87% Ⅲ.纳米孔状材料,内部存在大量微小孔洞,孔隙率在 80%~99.8%。布满了无限多的孔壁,而这些孔壁都是辐 射的反射面和折射面,极大地阻滞了辐射的热量散失。
实物展 示
出厂成品 预氧化纤维基材
谢谢
2002年,美国宇航局创立Aspen气凝胶公司以供
研发和生产气凝胶。 • 2004年,绍兴纳诺高科有限公司建厂试生产,注 册资金5000万,占地300余亩。 • 2006年4月,投资2亿建成世界上最大的二氧化硅 气凝胶生产基地,年产量3吨,并正式投入运行。 • 2012年,第二个工厂开始施工建设。产能为现有 10倍,达到20000立方米。
使用寿命
阿仑尼乌斯研究方法测试热老化
600 ℃,3h (等效性实验)
20年后收缩 <1%源自 气凝胶在太空任务的应用美“火星探路者”探测器 (保护机器人电子仪器设备)
“火星漫步者”,抵挡入夜-100℃超低温
俄罗斯“和平号”空间 站
绝缘
宇宙飞船重返地面 高速飞行中承受大气层剧烈摩擦 气凝胶隔绝千摄氏度高温 保障航天器安全返还
气凝胶保温隔热复合材料
主要内容
发展历程 保温绝热原理 特性
应用
源自太空任务的高科技材料
——掀起绝热保温新革命
气凝胶的发展历程
1931年,美国斯坦福大学Kistler通过水解水 玻璃首次制备得到气凝胶。 1985年,德国维尔兹堡大学物理所组织召开首 届“气凝胶国际研讨会”简称ISA。(2012年, 为第十届ISA会议) 1993年,气凝胶被应用到宇航服、 太空飞船、航天飞机等。
2004年,解决了实验室制备纯气凝胶 到大规模量产气凝胶的突破性难题 2005年,气凝胶与纤维毡复合研制成 功,并投产建成小试验线。解决了纯 气凝胶因其易碎性而无法真正应用到 保温行业的问题。 2006年,低中高温段各型号气凝 胶绝 热毡均取得突破,并落实投产。 2006年至今,产能逐步扩大。 201 3年,建成两条生产线,满产可达 30000m³ 。