İnşaat, endüstriyel ekipman ve kişisel koruma alanlarında, termal yalıtım malzemeleri her zaman son yıllarda hızla gelişen yeni bir nanomalzeme türü olarak her zaman önemli bir rol ., ultra düşük termal iletkenliği, son derece düşük nansa ile çok düşük termal yapısı ile birçok termal yalıtım teknolojisi arasında öne çıkmıştır. İletim, konveksiyon ve radyasyon, ancak aynı zamanda iyi mekanik uyarlanabilirliğe ve fonksiyonel entegrasyon potansiyeline sahiptir . Bu makale, Airgel'in termal yalıtım prensibini analiz edecek ve modern termal yalıtım sistemlerindeki avantajlarını ve uygulama beklentilerini keşfedecektir .}
İçerik
1. Termal yalıtım ilkelerinin bilimsel analizi
2. başvuru alanları ve vakalar
3. Geliştirme için mevcut zorluklar ve talimatlar
1. Termal yalıtım ilkelerinin bilimsel analizi
Airgel'in mükemmel termal yalıtım performansına sahip olmasının nedeni, esas olarak benzersiz yapısal özellikleri ve ısı transfer inhibisyon mekanizması . airgel, genellikle% 90-99 .} .} {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{bu son derece düşük yoğunluklu bir gözenekten oluşan gözenekli bir malzemedir. Katı bileşenin ısı iletim yolunu azaltır, ancak mikroskobik ölçekte ısı transferi için bir "bariyer" oluşturur.
Isı iletimi açısından, hava meleğinin katı iskeleti son derece seyrektir, bu da . malzemesinin içindeki termal iletkenliği önemli ölçüde azaltır, hava cüzdanındaki ısı çok sayıda gözenekten geçmelidir ve bu "aralıklı yol" ın, ikincil olarak, sıcaklığın etkinliğini etkili bir şekilde zayıflatır. Hava moleküllerinin ortalama serbest yolundan daha küçük olan nanometreler, böylece gaz konveksiyonunun ortaya çıkmasını inhibe eder . Bu boyut etkisi, hava moleküllerinin gözeneklerde etkili bir akış oluşturamayacağı anlamına gelir, böylece gaz konveksiyonu ısı transferinin katkısını büyük ölçüde azaltır .
Radyasyon açısından, Airgel'in yapısı, kızılötesi saçılma maddeleri ile doping yaparak termal radyasyonun yansımasını veya absorpsiyon yeteneğini arttırabilir, orta ve yüksek sıcaklık ortamlarında radyasyon ısı transferini daha da inhibe edebilir . Bu mekanizma, yüksek sıcaklık uygulamalarında özellikle değerlidir .
Deneysel veriler ayrıca Airgel . 'in mükemmel termal yalıtım performansını güçlü bir şekilde destekler . 015–0 . 015–0 . 03 w/m · k oda sıcaklığında, cam fiber ve mineral yünü gibi geleneksel termal izolasyon malzemelerinden önemli ölçüde daha iyi olabilir. Bu veriler sadece statik bir ortamda Airgel'in termal yalıtım avantajını yansıtmakla kalmaz, aynı zamanda havacılık, inşaat, termal koruyucu giysiler ve diğer alanlardaki tanıtımı ve uygulaması için deneysel bir temel sağlar.
2. başvuru alanları ve vakalar
Mükemmel termal yalıtım performansı ve hafif özellikleri ile hava celk malzemeleri, bina enerjisini koruma konusunda birçok alanda geniş uygulama beklentileri göstermiştir, hava cüzdanı duvarlar, çatılar, kapılar ve pencerelerin yalıtım katmanları için kullanılabilir, enerji tüketimi {{{{{{{{{{ Reaktörler ve buhar boruları gibi ekipman için bir yalıtım tabakası olarak, 600 derecenin üzerinde yüksek sıcaklıklara dayanma yeteneğine sahip, ekipman yükünü azaltırken ve servis ömrünü uzatma .
Tekstil ve kişisel koruma alanında, esnek hava celisi kompozitler soğuk geçirmez giysilerde, yangın söndürme kıyafetlerinde ve askeri ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır . "Kutup ayısı saçlarının yapısını taklit eden, son derece soğuk çevresinde birleştirilen ve hafif yıpranabilir ekipmanlar için uygun olan bazı biyonik tasarımlar {{son derece soğuk yıpranabilirlik için uygun olan bazı biyonik tasarımlar {
Buna ek olarak, havacılık alanında, uzay aracı ısı kalkanlarında, Mars Rover iniş sistemlerinde ve astronot kıyafetleri için termal koruma katmanlarında Airgel kullanılmıştır, aşırı ısı akışı ve ağırlık kontrolü ., mükemmel termal kontrol yeteneklerinin ikili gereksinimlerini karşılayan NASA . NASA . NASA . ikili gereksinimlerini nasa {. gibi çok uzay görevlerinde doğrulanmıştır.
3. Geliştirme için mevcut zorluklar ve talimatlar
Although aerogel materials have excellent performance in the field of thermal insulation due to their ultra-low thermal conductivity and ultra-light structure, they still face a series of challenges in practical applications. The first is the problem of mechanical brittleness. Traditional silica aerogels are extremely fragile due to their loose nano-skeleton and are easily broken during transportation or use, which limits their use in flexible and . Şu anda, araştırmacılar, lif takviyesi ve organik polimer kompozitler yoluyla basınç direncini ve esnekliklerini artırıyor ve bina yalıtımı ve giysiler sıcaklığı alanlarındaki kullanım ihtiyaçlarını karşılamak için yavaş yavaş gerçekleştiriyorlar ..
İkincisi, büyük ölçekli hazırlığın maliyet problemi . Mevcut ana akım sol-jel yöntemi, süperkritik co₂ kurutma işlemi ile birleştirilmiş, tam yapılara sahip yüksek performanslı aerojeller elde edebilir, ekipman pahalıdır, enerji tüketimi yüksektir, süreç döngüsü uzundur, bu da büyük endüstriyel üretim {{5} 'ı, büyük endüstriyel üretimi araştırmayı zorlaştıran uzundur, bu araştırmayı araştırmayı zorlaştıran, {{5}' ı, büyük endüstriyel üretimi araştırmayı zorlaştıran, {{5} ' İleri atmosferik basınç kurutma ve donma kurutma ve hazırlık verimliliğini artırmak ve genel maliyetleri azaltmak için öncü optimizasyonu otomatik kontrol ile birleştirir .
Ek olarak, zayıf çevresel uyarlanabilirlik aynı zamanda aerogellerin ({0}} aerogellerinin tanıtımını sınırlayan temel faktörlerden biridir, çünkü yüksek gözeneklilik yapısının nemi emmesi kolaydır, su girişi gözenek çöküşüne ve performans bozulmasına neden olacaktır, bu nedenle, nemlendirme direnci ve hava direnci .} .}, . 'nin genel olarak kullanılması, .,.,.,. genel olarak kullanılır, . ., . {{2} üt. Nem, rüzgar ve yağmur ve yüksek ultraviyole gibi dış ortamlarda stabilitesini ve dayanıklılığını artırmak için .
Gelecekte, aerojellerin gelişimi sadece "kırılgan, üretilmesi zor" sorunlarını çözmemeli, aynı zamanda alev geciktirici, elektromanyetik koruma, faz değişim sıcaklık regülasyonu ve diğer kompozit fonksiyonları vermek gibi çok işlevli entegrasyon yönünde gelişmelidir.
Malzeme bilimi ve hazırlık teknolojisinin sürekli ilerlemesiyle, aerogellerin geliştirilmesi daha çeşitlendirilmiş ve yüksek performanslı bir yöne doğru ilerlemektedir ve çok işlevli entegrasyon, geleneksel mükemmel termal yalıtım performansına ek olarak, hava yalıtımı, yangın koruma ve diğer fonksiyonları birleştiremeyen kompozit hava malzemeleri ., Ses yalıtımı, yangın koruması geliştiremeyen bileşik hava malzemeleri haline gelecektir. Yalnızca inşaat, ulaşım, elektronik, vb. Alanlarında çoklu performans ihtiyaçlarını karşılayın ., aynı zamanda akıllı üretim ve üst düzey ekipmanlarda aerogellerin uygulama alanını genişletin .
Biyonik tasarım, aerogellerin mekanik özelliklerini .}}}}}}}}, Doğada yapılara dayanarak, kutup ayısı saçlarının nanofiber kompozit yapısı gibi, araştırmacılar daha yüksek sertlik ve darbe direnci olan hava calimatları tasarlar . Bu yapısal biyonik strateji, sadece mekanik gücün arttırılmasını sağlamaz. ve gözenekli özellikler, esnek koruyucu giysiler, havacılık ve diğer alanlarda aerogellerin uygulama potansiyelini büyük ölçüde genişletme .
Yeşil çevre koruma kavramı, aerojellerin hazırlama sürecini, selüloz hava genli gibi biyo-bazlı hammaddelere dayanan hava melek malzemelerinin geliştirilmesini sürdürülebilir hale getirmeye teşvik etmiştir, aynı zamanda geliştirme teknolojisini biyodegradeyi de azaltmakla kalmaz, aynı zamanda aynı zamanda, aynı zamanda ekonomik ve yeniden optimize etmeyi optimize ederek, aynı zamanda biyodegradeyi geliştirir ve optimize eder ve optimize edilmiştir. Airgel endüstrisi gelecekteki çevre dostu üretim için önemli bir yön haline gelecektir .
Airgel, mükemmel termal yalıtım performansı ve hafif gözenekli yapısı nedeniyle geleneksel termal yalıtım malzemeleri için önemli bir takviye haline gelmiştir ., yüksek kırılganlık, yüksek çevresel uyumluluk ve fiber takviye ilerlemesi, kompozit malzemeler ve yeşil preparat teknolojisinin ilerlemesi, performans iyileştirme sürecini geliştirmektedir. Çok işlevli entegrasyon ve biyonik tasarım, termal yalıtım, ses yalıtım, elektromanyetik ekranlama gibi çoklu işlevlerin entegrasyonunu gerçekleştirin ve çevre koruması ve sürdürülebilirliğe odaklanır . Teknoloji olgunlaşmaya devam ettikçe, hava cazibesi bina enerji tasarrufu, endüstriyel yüksek sıcaklık, doku, direnç, emme yardımcı olmasında daha fazla rol oynayacak, Hedefler .