气凝胶保温隔热材料-课件.ppt

1、 主要内容主要内容n发展历程发展历程n保温绝热原理n特性n应用 源自太空任务的高科技材料源自太空任务的高科技材料 掀起绝热保温新革命掀起绝热保温新革命n n 气凝胶的发展历程气凝胶的发展历程n1931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。n1985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）n1993年，气凝胶被应用到宇航服、 太空飞船、航天飞机等。20022002年，美国宇航局创立年，美国宇航局创立AspenAspen气凝胶公司以供气凝胶公司以供研发和生产气凝胶。研发和生产气凝胶。 20042004年，年

2、，绍兴纳诺高科有限公司绍兴纳诺高科有限公司建厂试生产，注建厂试生产，注册资金册资金50005000万，占地万，占地300300余亩余亩。 20062006年年4 4月，投资月，投资2 2亿建成世界上最大的二氧化硅亿建成世界上最大的二氧化硅气凝胶生产基地，年产量气凝胶生产基地，年产量3 3吨，并正式投入运行。吨，并正式投入运行。 20122012年，第二个工厂开始施工建设。产能为现有年，第二个工厂开始施工建设。产能为现有1010倍，达到倍，达到2000020000立方米。立方米。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

3、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。2013年，建成两条生产线，满产可达30000m。 对流对流：当气凝胶材料中的气孔直径小于当气凝胶材料中的气孔直径小于70nm时，气孔时，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。孔壁上，这时材料处于近似真空状态。 辐射辐射：由于材料内的气孔均为纳米级气孔再加材料本身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

4、趋于极低的体积密度，使材料内部气孔壁数日趋于“无穷多无穷多”，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，因而产生近于于“无穷多遮热板无穷多遮热板”的效应，从而使辐射传热下降到近乎的效应，从而使辐射传热下降到近乎最低极限最低极限 热传导热传导：由于近于无穷多纳米孔的存在，热流在固体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成了近于“无穷长路径无穷长路径”效应，使得固体热传导的能力下效应，使得固体热传导的能力下降到接近最低极限降到接近最低极限气凝胶

5、保温隔热原理气凝胶的特性气凝胶的特性n纳米级材料（50nm）n低导热系数（0.013W/(Km)）n低密度（3kg/m3 ）n高孔隙率（催化剂、吸附剂）n低折射率6mm气凝胶能够承受气凝胶能够承受1kg烈性炸药爆炸不变烈性炸药爆炸不变形、不损坏且硬度、形、不损坏且硬度、韧性可调节与特殊材韧性可调节与特殊材料复合可优化提升性料复合可优化提升性能能军用车辆外部装甲军用车辆外部装甲n特性：高孔隙率、高比表面积n强力吸附剂,效果优于活性炭n防毒面具、动物房除臭等n气凝胶作为耐高温的无机材料。n使用前后能够保持不粉化、不脆化、不老化。n不支持霉菌生长，综合性能长期保持不变。n使用年限，与建筑物同寿命。阿

6、仑尼乌斯阿仑尼乌斯研究方法测试热老化研究方法测试热老化20年后收缩年后收缩 1%使用寿命使用寿命（等效性实验）600 ,3h气凝胶在太空任务的应用气凝胶在太空任务的应用 绝缘俄罗斯“和平号”空间站“火星漫步者”，抵挡入夜-100超低温 美“火星探路者”探测器（保护机器人电子仪器设备）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 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

7、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。军军 事事 应应 用用美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 .气凝胶材质透明，光线可自由透射气凝胶材质透明，光线可自由透射.低折射率，对入射光几乎没有反射损失，太阳光透过低折射率，对入射光几乎没有反射损失，太阳光透过率高达率高达87%.纳米孔状材料，内部存在大量微小孔洞，孔隙率在纳米孔状材料，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。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。射的反射面和折射面，极大地阻滞了辐射的热量散失。气凝胶在太阳能能源应用原理气凝胶在太阳能能源应用原理气凝胶进军时尚界气凝胶进军时尚界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n美国环保署证实：n气凝胶作为非晶体硅n无毒性，无诱变，不腐蚀n无致癌作用n硅进入人体不起化学反应，不被人体吸收n非刺激性物质n不影响人体健康实实 物物 展展 示示出厂成品预氧化纤维基材谢谢