低品位蓝晶石制备锂离子电池窑炉用莫来石轻质隔热材料

为实现对低品位蓝晶石的综合利用,以低品位蓝晶石、α-Al_(2)O_(3)微粉和黏土为主要原料,在10 MPa下机压成型,分别经1450和1500℃保温3 h热处理,通过燃尽物法制备了莫来石轻质隔热材料。研究了黏土加入量(加入质量分数分别为5%、10%、15%、20%)和热处理温度(1450、1500℃)对试样体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热导率以及抗锂离子电池正极材料侵蚀性能和显微结构的影响。结果表明:黏土的引入促进了试样的致密化和莫来石化反应,提高了试样体积密度、热导率和强度,添加20%(w)黏土的试样经1450℃烧后物理性能最佳,其体积密度为0.88 g·cm^(-3),常温耐压强度为21.0 MPa,热导率为0.25 W·(m·K)^(-1);当热处理温度为1450℃,黏土加入量为10%(w)时,试样具有较好的抗锂离子电池正极材料侵蚀性能。

纳米隔热材料在板坯加热炉水梁中的应用研究

针对新型纳米绝热保温材料在高温板坯加热炉的应用,开展了传统水梁包扎方式与新型纳米隔热包扎方式的对比研究。通过数值仿真分析对不同方案隔热效果及温度分布进行了预测,并搭建水冷实验系统对采用不同包扎方式的水梁散热量进行测试分析。测试结果表明随着炉温逐步升高,纤维隔热材料的导热系数快速上升,常规纤维隔热水梁散热快速增加,而纳米隔热材料的导热系数增加较小,故此纳米隔热水梁的散热增加较为缓慢,两种方案散热量的差距随着炉温升高而逐渐增大。在此基础上开展了工程应用,应用效果与数值仿真及实验研究数据吻合良好。工程应用对比结果表明,纳米隔热水梁相对传统水梁包扎方案可实现水梁区域能耗降低25%,具有较好的经济和生态效益。

隔热材料布局方式对280 Ah磷酸铁锂电池热失控传播抑制效果的影响

锂离子电池的热失控传播可能带来火灾甚至爆炸风险,这已成为阻止其进一步广泛应用的迫切问题。在本研究中,使用了玻纤气凝胶和陶瓷纤维毡来抑制电池的热失控传播,探索了隔热材料的种类及厚度对抑制效果的影响。进一步设计了单块阻隔和间隔阻隔两种模式,前者表示每隔一块电池放置一片隔热材料,后者表示每隔两块电池放置一片隔热材料。研究结果显示,在单块阻隔模组中,2 mm和1 mm厚度的玻纤气凝胶都能有效阻止热失控传播,受保护电池的前后表面温升分别为193.6℃、86.1℃以及222.6℃、86.8℃;而2 mm厚度的陶瓷纤维毡则只能延缓热失控传播的速度,无法完全阻止。在间隔阻隔模组中,使用2 mm玻纤气凝胶进行阻隔时,受保护电池的前后表面温升分别为168.3℃、56℃,这说明在遭受滥用条件时,间隔阻隔模组对电池的保护效果更加优异。本方案在一定程度上缓解了隔热材料使用及模组能量密度之间的矛盾,对锂离子电池模组的安全设计具有重要的理论指导意义。

炭气凝胶隔热材料研究进展

新型高速航天飞行器的不断发展对耐高温、轻质、高效隔热材料提出了迫切需求,炭气凝胶因其纳米尺度孔隙和颗粒链结构,不仅具有传统气凝胶的低密度、高孔隙率、高比表面积及低热导率等优异的特性,还具有耐超高温(惰性气氛)、高红外比消光系数等优点,使其在作为隔热材料应用于超高温部位热防护具有显著优势。本文首先基于热传导理论,分别从气凝胶密度和微观结构(孔径、粒径)等方面阐述了炭气凝胶隔热性能的研究现状,然后综述了近年来国内外炭气凝胶隔热材料制备工艺及性能优化的研究进展,主要包括力学性能增强、耐烧蚀/抗氧化、低成本化及超轻超弹四个方面,并对各方面存在的优缺点进行了总结。最后提出低成本、高性能炭气凝胶隔热材料的后续研究方向,并对其在民用及其他特殊领域的发展应用进行展望。

3D打印隔热材料研究进展

3D打印技术能够实现面向性能的设计以及非常规结构的制造,其在隔热领域的应用可以使材料具有更加精细、可控、定制化的结构与功能。当前,3D打印隔热材料技术仍处于快速迭代期,打印材料、结构设计和制造工艺等技术瓶颈尚待突破。本文对3D打印隔热材料的现状进行了综述,简要分析了在隔热材料制造方面较有前景的3D打印工艺,对比了各工艺的优缺点以及适用的材料类型,着重讨论了3D打印陶瓷、发泡混凝土、泡沫塑料和气凝胶材料在隔热领域的研究进展,最后总结了目前面临的技术挑战和未来的主要发展方向。

新型防隔热材料技术领域研制管理实践

近年来,某领域航天装备进入了新的发展机遇期。飞行器系统作为实现任务总体目标的核心关键,其超长的服役时间、严酷的力热环境条件、极高的轻质化防热承载要求,使得材料技术成为决定成败的重中之重。然而,装备所涉及的新型防隔热材料技术领域新、关键技术难度大、风险性高、与之相匹配的能力条件薄弱,给管理带来了极大的挑战。主要体现在:一是因装备的前沿性、探索性、不确定性,以及材料自身在该领域相对薄弱的基础,材料技术具有高风险、不确定性和动态性等特点,需要建立符合规律的科学管理方法,帮助技术系统理清新技术攻关路线,有效应对因创新性和跨越性带来的研制风险。二是工程研制过程中,科学问题研究、关键技术攻关、演示验证试验和能力条件建设等任务紧密耦合、相互制约、螺旋迭代,使得有关材料技术攻关的管理程序复杂度极高。

不同隔热材料下的深井巷道隔热降温模拟研究

为解决煤矿开采深度不断延伸带来的热害问题,揭示深井巷道温度场分布特征,选用5种矿用隔热材料开展深井巷道隔热降温模拟研究,分析不同厚度隔热层、不同围岩初始温度对围岩温度场、调热圈半径及巷内风流温度变化的影响,并探究隔热层附近围岩温度场的演变特征。结果表明:添加泡沫混凝土的材料隔热性能最佳,经济成本最低;隔热层选用导热系数较低的隔热材料有助于提高隔热层的隔热效果,5~10 cm为最佳隔热层厚度;温度场与围岩层、锚喷层、隔热层在空间上分布一致,隔热材料导热系数与巷道围岩的温度梯度呈负相关,隔热层厚度、原岩温度与巷道围岩温度梯度呈正相关,隔热材料、隔热层厚度和原岩温度对调热圈半径有一定程度的影响,相比无隔热层巷道,巷道隔热和降温效果显著。

莫来石晶须/陶瓷纤维增强堇青石质隔热材料

基于改善高温工业使用的堇青石质隔热材料强度较低的问题,以蓝晶石、黏土、氧化镁粉为原料,以小麦淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维和MoO_(3),通过MoO_(3)催化莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有莫来石晶须/陶瓷纤维互锁多级结构增强的堇青石质隔热材料。研究了硅酸铝陶瓷纤维在MoO_(3)的作用下于不同温度(1200、1250、1300和1350℃)热处理后对材料显微结构、常温力学性能和热导率的影响。结果表明:在MoO_(3)的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面生长,基本呈现垂直趋势,部分穿插于发育良好的堇青石晶粒中;随着热处理温度的升高,硅酸铝陶瓷纤维表面的莫来石晶须由短棒状转变为细长针状,且长径比逐渐增大;这种具有纤维/晶须多级结构的堇青石质材料,其力学性能得以提高的同时热导率也降低,其中1350℃热处理后试样的性能最佳。

羧甲基纤维素钠加入量对镁铝尖晶石质多孔隔热材料性能的影响

为提高热工窑炉的能源利用效率,首先将质量比为35∶65的中档镁砂细粉与煅烧氧化铝粉混合、烘干、破碎至d_(50)=2.3μm的混合粉;然后分别引入不同量的稳泡剂羧甲基纤维素钠(CMC)和0.6%(w)的发泡剂油酸钾,制得泡沫料浆;最后将泡沫料浆注入40 mm×40 mm×40 mm模具中,脱模,经110℃保温24 h干燥,再经1500℃保温3 h烧后,制备了镁铝尖晶石质多孔隔热材料。研究了CMC加入量(外加质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对料浆和烧后试样性能的影响。结果表明:1)当CMC加入量大于0.1%(w)后,料浆膨胀比降低,黏度增大,气泡数量减少,气泡平均直径变小。2)当CMC加入量为0.2%(w)时,料浆的Zeta电位绝对值最大,为18.3 mV,此时料浆最稳定;烧后试样内部的气孔为球形封闭气孔,数量最多,此时试样的显气孔率为73.5%,体积密度为0.95 g·cm^(-3),常温耐压强度为13.1 MPa。

民用建筑节能检测中常用外墙保温隔热材料检测方法研究

为解决民用建筑能耗大的问题,本文结合某工程的实际情况,详细分析了民用建筑外墙保温隔热材料节能检测原理后,针对在检测过程中存在的问题,提出了相应的解决措施,其中涵盖了优化改善检测环境、创新升级检测设备以及做好取样工作等,旨在提升常用外墙保温隔热材料在民用建筑中的应用质量和效率,促进建筑行业的节能化发展,以期为相关人员提供参考和借鉴。

高硅氧隔热材料研究综述

目前我国建筑运行能耗在社会总能耗中所占比例逐年增加,使用隔热材料降低建筑运行能耗是实现建筑节能的重要途径,高硅氧隔热材料由于其较低的导热性能受到了科研人员的广泛关注。本文阐述了SiO_(2)气凝胶及SiO_(2)纤维隔热材料的制备方法,同时对SiO_(2)隔热材料的研究成果进行了综述,阐明了两种类型SiO_(2)隔热材料的优缺点,并对SiO_(2)隔热材料在未来的发展方向进行展望。

矿用隔热材料应用及发展趋势

随着矿井开采深度的不断增加,矿井热害问题日益突出。矿用隔热材料的应用成为改善地下工作环境和提高通风设备效能的有效手段。本文介绍了矿用隔热材料的主要类型,论述了矿用隔热材料在井巷工程、矿山设备中的应用领域,并详细介绍了这些领域中隔热材料的具体应用情况。分析了矿用隔热材料未来的发展趋势,包括新材料的研发应用、绿色环保要求、技术创新和智能化发展等方面的趋势,为矿山工程指出了可持续发展的方向。

不同厚度隔热材料的电池模组热扩散研究

以锂离子电池热失控蔓延抑制为目标,针对一种小型模组,触发使其发生热失控,研究不同材料及厚度的隔热材料对热蔓延抑制的效果。实验结果表明,只考虑隔热很难抑制热量在模组间的蔓延,电池均会发生热失控;添加液冷板并设定一定的流速,在隔热材料和液冷板的协同作用下成功抑制热蔓延,次节电池的散热和吸热很快达到平衡,未发生热失控,为选择最合适的隔热材料方案提供了依据。

保温隔热材料在办公类建筑中的应用研究

在办公类建筑中,保温隔热材料的应用技术研究至关重要。这些材料在建筑中起到关键作用,能够有效地降低能耗、提高舒适度,并对环境造成的影响较小。采用合适的保温隔热材料可以显著减少能源消耗,降低供暖和制冷成本。在办公楼的设计和施工中,选择适当的保温隔热材料可以提高建筑的能效,减少能源浪费。随着技术的不断进步,新型保温隔热材料的研发和应用也在不断推进。新型材料不但隔热效果好,而且环境友好,经久耐用,更能适应办公类建筑的需要。本课题的开展,将为实现建筑节能与舒适的优化提供理论依据,对于推动我国建筑业的可持续发展具有重要意义。

节能墙体隔热材料在住宅建筑设计中的应用研究

随着社会的发展和人们生活水平的提高,住宅建筑的能耗问题越来越受到关注。节能墙体隔热材料是高效、环保的新型建筑材料,其在住宅建筑设计中得到了广泛应用。在此形势下,设计人员应充分了解各种节能墙体隔热材料的性能,做好住宅建筑设计工作,确保建筑工程施工活动顺利开展,且在保证建筑企业经济收益和社会收益的同时,为建筑行业健康发展贡献一份力量。基于此,文章在说明住宅建筑设计中常用节能墙体隔热材料的基础上,通过阐述节能墙体隔热材料在住宅建筑设计中应用的价值和要求,分析了节能墙体隔热材料在住宅建筑设计中应用存在的问题,然后针对问题提出了具体的优化措施,以期为节能墙体隔热材料在相关领域的应用提供有益的参考。

建筑工程中的新型纳米隔热材料研究

纳米隔热材料在建筑工程中的应用,不仅能使建筑结构更加稳定,还可以使建筑物整体质量得到保障。为此,必须加强对纳米隔热材料的研究,结合具体情况选择合适的纳米隔热材料应用到建筑工程中。文章对纳米隔热材料在建筑工程中的应用进行了分析和研究,希望对促进我国建筑工程事业的发展起到积极作用。

高性能建筑保温隔热材料的研究与优化

为推动高性能建筑保温隔热技术的发展和应用,通过介绍某大厦的工程概况,分析了气凝胶保温材料与低辐射镀膜玻璃在超高层建筑中的应用优势。在此基础上,从材料复合、玻璃性能优化、屋面隔热防水、热桥处理等角度,提出了保温隔热系统的设计优化策略。研究结果表明:综合采用气凝胶保温材料与低辐射镀膜玻璃,可显著提升建筑围护结构的保温隔热性能,改善室内热舒适度,并有效降低建筑运行能耗。同时,该项目采用的先进保温隔热材料及节能设计理念,为超高层建筑乃至整个建筑行业的可持续发展提供了宝贵经验和示范作用。

多层隔热材料热防护方法

基于运载火箭一二级发动机分离时热流密度约为9.6 MW/m^(2)、持续时间0.5 s,二级发动机工作时的喷管辐射热流密度为25~100 kW/m^(2)、持续时间120 s的边界条件,选取了2.0 mm厚的氧化锆陶瓷纤维板、5.0/8.0 mm厚的硅酸铝纤维毡、3.2/1.6 mm厚的阻燃型硅橡胶组成的两种隔热方案。应用一维非稳态方法仿真分析了两种隔热方案保护下发动机舱内部组件的壁温,依据隔热组件壁温及材料质量,提出了耐高温多层隔热材料热防护方案。使用液化气喷枪喷吹高温合金平板模拟燃烧室壁,模拟试验壁温测试值表明隔热方案可以满足热防护要求。

莫来石-堇青石质废窑具制备轻质隔热材料

为了规模化、高值化利用莫来石-堇青石质废窑具,以莫来石-堇青石质废窑具、黏土和铝矾土为主要原料,以十六烷基三甲基溴化铵为发泡剂,以聚乙烯醇为稳泡剂,采用发泡法制备莫来石-堇青石质轻质隔热材料,主要研究热处理温度(分别为1050、1100、1150和1200℃)对轻质隔热材料性能的影响。结果表明:1)所制备的莫来石-堇青石质隔热材料的物相组成为莫来石、堇青石、刚玉和微量方石英;2)在1150℃保温3 h制备的莫来石-堇青石质隔热材料的综合性能最佳,其热导率为0.160 W·m^(-1)·K^(-1),体积密度为0.89 g·cm^(-3),显气孔率为69.7%,常温耐压强度为7.82 MPa,常温抗折强度为1.8 MPa。

锂离子动力电池用气凝胶隔热材料研究进展

近年来,新能源汽车行业发展迅猛。锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长等优势成为应用最广泛的动力电池,但其在极端条件下存在热失控安全问题。气凝胶作为一种新型纳米多孔隔热材料,复合材料耐温可达1000℃以上,其凭借优异的隔热性能及轻质、防火、环保等特性,被逐渐应用于新能源汽车电池电芯隔热防火。本文介绍了锂离子电池热失控现象及热防护措施,常用的气凝胶隔热材料及其应用于锂电池中的性能优势,并与传统动力电池隔热材料进行对比,最后对其应用前景进行展望。