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氣凝膠是什么以及它的性能

文章出處:本站    人氣:45314    發(fā)表時(shí)間:2018-08-28 17:04:31

氣凝膠是什么?  

氣凝膠是種固體物質(zhì)形態(tài),上密度很小的固體之。密度為3千克每立方米。般常見的氣凝膠為硅氣凝膠,其早由美國(guó)科學(xué)工作者Kistler在1931年因與其友打賭制得。氣凝膠的種類很多,有硅系,碳系,硫系,金屬氧化物系,金屬系等等。aerogel是個(gè)組合詞,此處aero是形容詞,表示飛行的,gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后,又可基本保持其形狀不變,且產(chǎn)物高孔隙率、低密度,則皆可以稱之為氣凝膠。

我們說(shuō)的氣凝膠,般是指SiO2氣凝膠。但是現(xiàn)階段的氣凝膠,不僅能用SiO2制備,還能利用其他材質(zhì)制備。

氣凝膠按照材質(zhì)來(lái)分,可分為無(wú)機(jī)氣凝膠和有機(jī)氣凝膠兩大類。

無(wú)機(jī)氣凝膠,包括SiO2氣凝膠和Al2O3、ZrO2、C氣凝膠等。

氣凝膠

氣凝膠

氣凝膠有什么性能?

氣凝膠材料孔隙的大小在納米量級(jí),其空洞率高達(dá)80-99.8%,孔洞的典型尺寸為1-100nm,比表面積為600-1000㎡/g,材料密度可低達(dá)3kg/m3。

氣凝膠的隔熱性能如此出色,正是因?yàn)闅饽z空洞率高,以致于材料幾乎是由分子長(zhǎng)鏈組成。這樣在傳熱過程中,熱傳導(dǎo)沿著分子鏈傳導(dǎo),傳熱路徑被大大拉長(zhǎng),出現(xiàn)了“無(wú)限長(zhǎng)路效應(yīng)”。

實(shí)際上,氣凝膠對(duì)熱輻射、熱對(duì)流的阻隔作業(yè)也非常明顯。

這樣綜合表現(xiàn)出來(lái)的,就是氣凝膠的良隔熱性能。



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