推荐一个综合化学实验——纳米SiO_(2)复合隔热材料的制备

纳米二氧化硅复合隔热材料因其导热系数低、密度低、孔隙率高等特点而得到广泛应用。以此为基础设计了一个研究型的综合化学实验,以偏硅酸钠为原料,在盐酸和硫酸的作用下进行水解,涂布到无纺布基材上,基材通过热水老化和溶剂置换后,在三甲基氯硅烷和六甲基二硅氧烷的混合液中进行改性,最后通过常压干燥获得纳米二氧化硅复合隔热材料。该实验的开展可加强理论知识与工程实践的融合,培养学生自主学习和分析与解决问题的能力。

硬硅钙石复合隔热涂料制备与隔热性能测试

以硬硅钙石作阻隔型填料,以金红石型二氧化钛和中空玻璃微珠为反射型功能填料,制备建筑外墙隔热涂料。研究了单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛、中空玻璃微珠以及复合添加3种填料对涂层隔热性能的影响。结果表明:单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛或中空玻璃微珠均可提高涂层隔热性能,硬硅钙石的适宜掺量为9%,金红石型二氧化钛的适宜掺量为30%,空心玻璃微珠的适宜掺量为20%;复合掺入硬硅钙石、金红石型二氧化钛和空心玻璃微珠可进一步提高涂层隔热性能,掺量为9%、30%和15%时,涂层的热反射率可达93.69%。按建筑行业标准JG/T235—2008《建筑反射隔热涂料》进行检测,涂料对波长为250～2 500 nm范围内的太阳反射比为0.85,半球发射率为0.87,隔热温差为13℃,符合标准要求;空心玻璃微珠、二氧化钛和硬硅钙石复合掺入后,发挥协同作用,能更加有效地提高涂层的隔热性能。

高温复合隔热结构组成对其瞬态热特性的影响

建立多层复合隔热结构辐射-导热与相变换热模型,采用Monte Corlo方法模拟复合隔热结构内半透明介质的热辐射传递,有限体积法求解能量方程。分析比较了纤维隔热毡-金属膜复合结构、纤维隔热毡-纤维增强气凝胶材料-金属膜复合结构、纤维隔热毡-纤维增强气凝胶材料-相变隔热材料-金属膜复合结构等三类典型复合隔热结构的瞬态换热特性,研究表明不同的复合隔热结构组成其热特性差异显著,为复合隔热结构的设计、优化提供了指导思路。

治理矿井热害的复合隔热材料及其应用

针对深井热害问题,分析复合材料的隔热机理,介绍了冒泡复合隔热材料。通过原材料不同配比进行实验,结合实验室圆管法测量绝热材料热导率装置,确定原材料的最佳配比,记录最佳配比材料的主要性能指标;利用巷道隔热结构放热量理论,推导出巷道采用冒泡复合隔热材料与不含冒泡复合隔热材料时,围岩向巷道内释放热量的差值计算公式。结合霄云煤矿1307综采工作面热害现状,运用围岩向巷道内释放热量的差值计算式,得出采用冒泡复合隔热材料后,巷道出口气流温度降低4.956℃;运用数值模拟软件对附加复合材料的巷道与不含复合材料的巷道进行模拟对比分析,得出采用复合材料的巷道出口气流温度比不含复合材料的约低5℃;通过应用现场巷道空气温度测量,得出添加复合材料后,巷道出口气流温度平均降低4.9℃。结果表明:该复合隔热材料能够有效减少围岩放热,降低巷道内的气流温度。

半透明复合隔热涂层的瞬态热分析

将光线踪迹 /节点分析法拓展 ,用以计算具有基底、多层半透明非灰介质内的辐射与导热瞬态耦合换热 .分析了吸收 -散射性非灰复合涂层的瞬态传热特性 ;考察了不透明界面 (表面有积灰 )、半透明界面 (表面没有积灰 )的表面辐射特性以及复杂换热边界条件 .采用具有多个波段的谱带模型模拟高散射性氧化锆的辐射特性 ,与采用双热流结合格林函数法的计算结果比较表明 ,本文的计算结果可靠、精度高 ,为工程设计提供了参考依据 .

复合隔热体系对水泥基涂料高温隔热性能的影响

水泥基非膨胀型防火涂料中隔热组分是影响其隔热性能的关键.采用气凝胶粉、空心树脂球、封闭气孔3种隔热组分构成三元复合隔热体系,研究隔热组分总体积不变的情况下,3种隔热组分体积分数的变化对水泥基涂料高温隔热性能的影响,并通过浓度三角形分析气凝胶粉-树脂球-封闭气孔三元隔热系统高温隔热性能的变化规律.研究表明:掺气凝胶粉时高温隔热性能显著优于空心树脂球和封闭气孔,在气凝胶粉-空心树脂球、气凝胶粉-封闭气孔两个二元隔热系统中,随着气凝胶粉体积分数的增加,样品高温隔热性能显著提升;在气凝胶粉-空心树脂球-封闭气孔三元隔热系统中,气凝胶粉体积分数在0. 33～0. 78之间且空心树脂球和封闭气孔体积分数接近时,样品具有较好的高温隔热性能.

纤维增强纳米SiO_2复合隔热材料的力学性能研究

采用干法成型工艺制备了纤维增强纳米SiO2复合隔热材料,考察了成型压力和纤维长度对复合材料力学性能的影响。结果表明,成型压力越大,复合材料承受压力载荷的能力越强,纤维表面致密的纳米级颗粒覆层对纤维起到的保护和应力缓冲作用越强,抗折强度越高。增强纤维长度对抗压强度影响不大,纤维越长,抗折强度越高,但当纤维过长时会因分散困难而导致抗折强度下降,故适宜的纤维长度为5mm。此外,采用等效包容体理论建立了纤维增强复合材料细观力学分析模型,并对纤维增强机理进行了深入分析和探讨。

纳米复合隔热材料高温等效导热系数辨识方法

搭建高温瞬态热特性实验装置,测量获取某纳米复合隔热材料在290~1 090 K温度范围内的高温瞬态热特性数据。基于辐射与导热耦合传热模型和群体智能优化的遗传算法,建立随温度变化等效导热系数的辨识模型。通过数值实验验证了辨识模型的可靠性。结合真实实验测量所得高温瞬态热特性数据,辨识获取材料在290~1 090 K温度范围内的等效导热系数,介于0.027~0.043 W/(m·K),随温度升高呈非线性上升趋势。

涂敷型海泡石复合隔热材料的研制及应用

依据武器用某特殊容器隔热要求,以海泡石纤维为主原料,以空心玻璃微珠为补强填料,以钠水玻璃为粘接剂,制备涂敷型海泡石复合隔热材料,分析其浆体密度、干密度、固化特性、微观形貌、吸湿性,测试海泡石复合隔热涂层隔热性能并分析其应用效果。研究结果表明:涂敷型海泡石复合隔热材料的隔热性能、工艺可操作性与应用效果良好,可望成为满足武器用某特殊容器隔热需求的新型隔热材料。

稀土复合隔热铝合金门窗的开发与应用

介绍了稀土复合隔热铝合金门窗的性能,生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。对稀土复合隔热铝合金门窗生产工艺的技术特点进行了分析和总结,并阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势。探讨了扩大应用范围等前景与市场需求。

稀土复合隔热铝合金型材的开发与应用进展

介绍了稀土复合隔热铝合金型材的性能、主要生产技术与最佳的操作条件等有关进展情况。对目前工业化应用主要稀土生产复合隔热铝合金型材生产工艺、技术特点进行了具体的分析和总结,阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势。并探讨扩大应用与市场需求。

硅酸铝纤维/石英复合隔热材料的研制

本文研制了一种纤维布/纤维毡叠层、层间穿刺纤维加强的纤维增强石英基复合材料,该材料体积密度小、导热率低、可耐受1200℃高温,有希望成为我国航天运载器的新一代复合隔热材料。

ZrO_(2)/TiO_(2)/FEVE复合隔热涂料的制备及其性能

以纳米TiO_(2)为反射隔热层,ZrO_(2)为辐射隔热功能层,FEVE氟碳树脂(由氟烯烃和烷基乙烯基醚或烷基乙烯基酯共聚而成的热固型涂料树脂)为基体制备双层复合隔热涂层,并对其隔热防腐性能进行研究。通过改变涂层配方,探究了不同颜填料配比对涂层隔热温差、反射率、半球辐射率等性能的影响。结果表明,以25%(wt,质量分数,下同)TiO_(2)为反射顶层,25%ZrO_(2)为辐射底层可达到较好的降温效果,温差为25.3℃,此时复合涂层的半球发射率为0.93。由此可知,不同隔热类型的功能颜填料之间具有协同作用,将其复配使用可赋予涂层更显著的隔热效果。

二氧化硅气凝胶复合隔热材料研究进展

二氧化硅气凝胶具有高孔隙率、低热导率等特点,使其成为新型超级隔热材料。然而,二氧化硅气凝胶的柔韧性、整体性差,并且常温干燥制备的气凝胶在高温时热导率迅速上升,这些都大大限制了二氧化硅气凝胶的应用。近些年,通过原位溶胶-凝胶法和模压成型法制备得到的二氧化硅气凝胶复合隔热材料,在一定程度上提高了其韧性、整体性和高温隔热性能,使得二氧化硅气凝胶作为单独块体隔热材料成为可能。本文阐述了二氧化硅气凝胶隔热材料的隔热机理,综述了近年来抗辐射型、纤维增强型和聚合物增强型二氧化硅气凝胶复合隔热材料的研究现状,最后讨论了该领域今后研究趋势。

纤维增强复合隔热涂料室温快速固化试验研究

为满足秋冬季热力设备检修维护需要,研究了一种可以室温快速固化,同时具有良好隔热效果的新型隔热涂料。在相同掺量的玻璃纤维、石英砂、珍珠岩、纤维素、减水剂、石灰的基础上,研究了不同掺量聚丙烯酸酯乳液、水玻璃和水泥对涂料固化时间的影响。通过测试该涂料的固化时间及力学性能,得到了最佳配方。结果表明:当水泥用量为450 g,聚丙烯酸酯乳液用量为水泥用量的20%,水玻璃用量为水泥用量的13%时,涂料能够快速固化,而且具有良好的抗折和抗压强度。

稀土复合隔热铝合金及窗体的开发与应用

对目前工业化采用的稀土复合隔热铝合金及窗体生产工艺技术特点进行了分析总结,指出了扩大应用的市场前景。

复合隔热组合活塞结构设计及优化

提出一种采用空气和隔热衬垫复合隔热的钢顶铝裙活塞,其中活塞顶、隔热衬垫和铝裙通过4个对称螺栓连接.为了解该活塞结构特性,开展组合活塞热边界分析,并进行活塞温度场仿真与试验测试对比,揭示空气隔热腔及隔热衬垫对整体活塞温度场的影响.结果表明:经活塞环槽区输出的热流减小约为20%,后续进行组合活塞机械应力及接触面压对比分析,验证了仿真模型的有效性.在此基础上进一步开展活塞热机应力分析,针对隔热衬垫与活塞顶接触面应力状态较差的部位,通过组合活塞结构匹配优化降低了结构应力幅值、改善了应力分布,其中应力幅值降低约为50%,据此最终完成复合隔热组合活塞设计.

JN-3型复合隔热板的研制及在渔船上的应用

1 渔船保冷的现状及问题 渔船保冷技术是关系到渔业生产经济效益和社会效益的重大问题,一直是渔业生产中关键的一环。以前,这个问题没有解决好,往往是鱼抓得到手吃不到口。鱼货变质丢弃,既浪费生产资料、劳动力,又浪费资源。50年代起,机帆渔船得到很大推广。60年代开始渔船带冰出海。

铝箔复合隔热夹芯板材在空调领域中的应用与推广的探讨

以节约能源为主题,对几种常用空调风管保温材料进行比较,笔者认为用铝箔复合隔热夹芯板制作空调风管是今后空调风管的发展方向。

基于SLS的高强度低密石墨陶瓷复合隔热材料快速制备

本文率先利用选择性激光烧结技术快速制备了高强度石墨陶瓷复合隔热材料,重点研究了二次固化、真空压力浸渍、碳化和高温烧结等后处理工艺以及材料配方组成对其密度、抗压强度和导热系数的影响。研究发现加入适量的硅粉和可膨胀石墨可以对石墨陶瓷复合隔热材料的密度、抗压强度和导热系数进行调控,采取合适后处理工艺路线可以改变石墨陶瓷复合隔热材料的综合性能。最终实现了低密度(<1.2 g/cm^3)、高抗压强度(>10 MPa)、低的导热系数(<2 W/(m·K))和耐高温(>1650℃)等多个性能指标的统一,满足了工业应用需求。