SiC作为纳米SiO2多孔绝热材料红外遮光剂的试验研究

中高温环境下纳米SiO2多孔绝热材料对红外热辐射近于透明,而导致其绝热性能变差。针对这一问题,将SiC微粉作为红外遮光剂引入绝热材料中,测定了不同粒度和掺加量试样的有效消光系数。结果发现,在波长为2.5～7.0μm红外辐射波段,SiC微粉的引入能使材料有效消光系数大幅提高。无遮光剂试样的有效消光系数为1.9～12.6m2/kg,而加入质量分数25%中位粒径3.029μm的SiC微粉(SiC03)后,试样有效消光系数达到52.7～58.8m2/kg。背温试验结果证明了纳米SiO2多孔绝热材料中引入SiC后,其隔热性能得到明显改善。

红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用研究进展

气凝胶作为目前为止最轻的固体,具有极低的热导率,是一种较为理想的轻质、高效、最具潜力的隔热材料。但纯二氧化硅气凝胶的红外透明性影响了其高温隔热性能。介绍了红外遮光剂红外辐射抑制机理,综述了使用炭黑、TiO2和六钛酸钾晶须等作为红外遮光剂提高二氧化硅气凝胶隔热性能的研究进展,并对未来红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用做了展望。

红外遮光剂对硅酸盐隔热保温涂料性能的影响

分别选取六钛酸钾晶须(PTW),金红石型二氧化钛(TiO_2)和钛溶胶作为红外遮光剂,以九水合硅酸钠为粘结剂,添加SiO_2气凝胶等隔热填料,用机械搅拌的方法制备出硅酸盐隔热保温涂料。研究了红外遮光剂对涂料红外透过率,消光系数和导热系数的影响。结果表明:三种红外遮光剂中,钛溶胶分散性最好,掺杂钛溶胶的涂料红外透过率最低,消光系数最大,导热系数最低,可降低至0.032 W·m^(-1)·K^(-1)。

遮光剂掺杂Al_2O_3-SiO_2气凝胶/莫来石纤维毡复合材料的高温隔热性能研究

分别以TiCl_4和ZrOCl_2·8H_2O作为钛源和锆源,经过溶胶–凝胶和超临界CO_2干燥过程,将遮光剂粒子TiO_2和ZrO_2掺入到Al_2O_3-SiO_2气凝胶,并进一步以莫来石纤维毡为增强相制备出具有一定力学性能的耐高温气凝胶复合材料,分别探究了两种遮光剂粒子对复合材料的微观结构、力学性能和热导率的影响。结果显示:遮光剂粒子的引入可以有效阻止气凝胶在高温下的塌陷和团聚,保持气凝胶高孔隙率的特性;复合材料呈现典型的气凝胶填充纤维结构,并且具有轻质(0.21~0.24 g·cm^(–1))和高强度(弯曲强度为0.98~1.26 MPa)的优异性能,拓展了材料的实用性;在1050℃的高温下,由于TiO_2和ZrO_2粒子对红外电磁波具有吸收和散射作用,可以将复合材料的热导率由0.098 W·m^(-1)·K^(-1)分别降低至0.085 W·m^(-1)·K^(-1)和0.076 W·m^(-1)·K^(-1),从而有效提高材料的高温隔热性能。

纳米SiO_2多孔陶瓷的绝热性能

本文制备了纳米SiO2多孔陶瓷材料,并引入红外遮光剂提高其在高温下的绝热性能。利用场发射扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶红外分析仪和背温试验等方法对该材料的微观结构及绝热性能进行分析,并重点研究了红外遮光剂的作用机理。当添加质量分数为20%、平均粒径为1.07μm的六钛酸钾(K2Ti6O13)作为遮光剂时,试样的最大有效消光系数从19.5m2/Kg提高到60.6m2/Kg,热面温度为600℃的试样的背面温度从252℃降低到148.9℃。红外遮光剂的加入能有效散射和反射红外辐射,显著提高试样的有效消光系数,改善该材料的高温绝热性能。

超级绝热型防火材料的研究进展及其在城市地下空间的应用展望

超级绝热型防火材料,是一种具有纳米孔隙结构及超低导热系数的无机材料,可分为溶胶-凝胶法气凝胶复合材料和气相法氧化物纳米粉末基材料两种.其基础组成氧化物为SiO_2和更高熔点的Al_2O_3、ZrO_2,且研究发现合适的复合组元比单组元在火灾温度下具有更好的耐热稳定性.红外遮光剂是显著降低材料高温导热系数的关键组分,通过比红外消光系数测定以及基于Mie散射理论等的数值计算为红外遮光剂的合理选择提供了依据.超级绝热型防火材料,具有高效防火的特点,只要很小的厚度就能达到较高的耐火等级.随着气凝胶材料从超临界干燥向常压干燥的发展,以及超级绝热型防火材料总体生产成本的降低,这种材料将在城市地下空间被动防火系统中发挥重要的作用.

SiO_2纳米多孔绝热材料的制备与绝热性能研究

以纳米SiO2粉末为主要原料,添加红外遮光剂和无碱超细玻璃纤维,采用干压法成型成功制备了密度小、导热系数低的SiO2纳米多孔绝热材料。为改善高温条件下的绝热性能,重点研究了红外遮光剂的选取及其影响。结果表明:以SiC作为红外遮光剂的SiO2纳米多孔绝热材料可有效降低高温下的红外热辐射。