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摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比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“火星探路者”探测器都用它来进行热绝缘。气凝胶在航天中的应用远不止这些,美国国家宇航局的“星尘”号飞船正带着它在太空中执行一项十分重要的使命———收集彗星微粒。科学家认为,彗星微粒中包含着太阳系中原始、古老的物质,研究它可以帮助人类更清楚地了解太阳和行星的历史。2006年,“星尘”号飞船将带着人类获得的彗星星尘样品返回地球。3mm厚的气凝胶防风衣在面对恶劣环境时足以保持人类体表温度。安徽实用气凝胶图片
气凝胶绝热毡和传统保温材料对比有以下优势:3、防水效果好:气凝胶绝热毡憎水率超过99%,同时允许水蒸气透过,具有独特的疏水透气性,因此,在使用过程中能够有效减少凝露的产生,很大程度的避免保温层下腐蚀(CUI)。而传统保温材料在使用过程中极易吸水,造成导热系数升高,保温效果下降,管道层造成腐蚀。4、使用温度范围广:气凝胶绝热毡的使用温度非常的广,从-200℃低温到650℃高温都能正常使用。而传统保温材料中,普通橡塑低能够达到-40℃,而高温只能达到120℃;高温领域中,硅酸铝很高可耐高温800℃,但不耐低温,而其余大多数保温材料中,高温也只到100℃左右。5、使用寿命长:气凝胶绝热毡使用寿命达15年以上,是传统材料的3-5倍,可有效减少保温材料替换的费用和施工运营的成本。传统保温材料中的硅酸铝和岩棉在使用3-5年就会发生结构坍塌,造成导热系数升高,需要重新更换保温材料。安徽实用气凝胶图片气凝胶涂料的适用范围:山洞隧道、金属结构、建筑领域、工业设备、玻璃、防霉等。
在材料的量子尺寸效应研究方面。由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构,化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明,掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在,并观察到很强的可见光发射,为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应,可进一步研制新型激光防护镜。通过掺杂的方法还是形成纳米复合相材料的有效手段。此外,硅气凝胶是折射率可调的材料,使用不同密度的气凝胶介质作为切伦柯夫阀值探测器,可确定高能粒子的质量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步减速,实现“软着陆”,如选用透明气凝胶在空间捕获高速粒子,可用肉眼或显微镜观察被阻挡、捕获的粒子。
气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和超临界干燥处理构成。在溶胶凝胶过程中,通过控制溶液的水解和缩聚反应条件,在溶体内形成不同结构的纳米团簇,团簇之间的相互粘连形成凝胶体,而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后剩余的液态试剂。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏,采用超临界干燥工艺处理,把凝胶置于压力容器中加温升压,使凝胶内的液体发生相变成超临界态的流体,气液界面消失,表面张力不复存在,此时将这种超临界流体从压力容器中释放,即可得到多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度气凝胶材料。2mm厚的气凝胶保温服与30mm的羽绒服保温效果相当。
有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料,它具有很大的比表面积(600—1000m2/g)和高电导率(10—25s/cm).而且,密度变化范围广(0.05—1.0g/cm3).如在其微孔洞内充入适当的电解液,可以制成新型可充电电池,它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性,初步实验结果表明:碳气凝胶的充电容量达3×104/kg2,功率密度为7kw/kg,反复充放电性能良好。天阳气凝胶绝热板持久耐热。安徽实用气凝胶图片
气凝胶布料保温服有效地摆脱了传统保温服饰的厚重,将时尚与实用完美结合。安徽实用气凝胶图片
气凝胶隔热涂料的具体施工工艺是怎么样的呢?一起看一下下面:1、气凝胶隔热涂料在涂敷前应进行充分搅拌3min以上,使其混合均匀。2、气凝胶隔热涂料采用喷涂施工,具体可根据施工环境、涂刷面积、质量要求及生产商的建议来确定,采用刷涂,滚涂,喷涂等方式。3、防腐施工:气凝胶隔热涂料涂装前金属表面应先喷涂防腐涂抹面料,保证没有钢结构腐蚀表面暴露在空气中(实际是为了施工涂料做准备),用普通油漆刷来回涂抹2到3遍,均匀干膜厚度≥80μ。安徽实用气凝胶图片