基于二氧化硅气凝胶的多层隔热结构设计与隔热效果评价

多孔隔热材料具有可设计性、可功能化、可组装性好等优点,但其短时间内难以实现高效保温。方法:拟采用二氧化硅气凝胶作为主体,石蜡作为相变介质,构筑多层保温结构。通过对多层复合结构的研究,获得复合多层复合结构在不同服役条件下的导热性能。结果:研究表明,该材料的保温效果与其所采用的相变材料及组合方法有很大关系。其中,以含石蜡填充的气凝胶为中间层的层状(双层)夹芯结构具有优良的保温性能。10 min后,10 mm厚的夹芯结构的冷端区温度只有59℃,比其他模式中的67℃和71℃要低得多。结论:该优化方法的实质是通过改变MTIS的传热途径,达到短时间、高效率的保温效果,为其在多种保温场合的应用提供了新思路。

基于二氧化硅气凝胶的多层隔热结构设计与隔热效果评价

【目的】多孔隔热材料因其在设计性、功能化和易于组装方面的优势而被广泛应用,但需要解决其在短期和高效隔热方面存在的重大障碍。【方法】为解决这个问题,以硅气凝胶为主体、石蜡为相变材料(PCM),构建多层隔热结构(MTIS)。通过优化分层结构,记录冷端随时间变化的温度,并评估其隔热性能。【结果】研究发现,MTIS的隔热性能与所应用的PCM和组装方式密切相关。在各种组合中,以石蜡填充气凝胶为中间层的叠层(双层)夹层结构具有优异的隔热性能。在300°C下加热10 min后,10 mm的多层夹层结构的冷端温度仅为59°C,显著低于其他模式下的67°C或71°C。【结论】这种优化设计的本质是改变MTIS的热平衡路径,来实现短期和高效的隔热,使其在各种隔热应用中具有一定的通用性。

SiO_2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

二氧化硅气凝胶隔热复合材料的高温疏水改性及失效机制

SiO_(2)气凝胶隔热复合材料已经广泛应用于航空航天、石油化工等隔热保温领域,通过疏水改性可大幅拓展其应用场景。为了使SiO_(2)气凝胶隔热复合材料在更高温度仍保持良好的疏水性能,采用聚硅氧烷改性硅酸盐涂料对SiO_(2)气凝胶隔热复合材料进行表面刷涂疏水改性,然后研究了涂层厚度对裂纹扩张的影响以及涂层在高温下疏水性能的失效机制和刷涂改性前后复合材料的耐磨损性能。结果表明,当涂层厚度大约为13μm时,所制备的涂层表面无裂纹,接触角可达(113±2)°,经450℃高温热处理1800 s后接触角依然可以保持在105°左右,表现出良好的热稳定性,同时涂层显著提高了复合材料的耐磨损性能。

SiO_(2)气凝胶隔热毡的制备及性能研究

利用原位合成法在常压干燥下制备了SiO_(2)气凝胶隔热毡,研究了水玻璃体积分数、反应溶液pH值和表面改性剂用量对SiO_(2)气凝胶隔热毡性能的影响。结果表明,随着水玻璃/去离子水的体积比和反应溶液p H值分别在1∶1~1∶5和7.5~9范围变化时,SiO_(2)气凝胶隔热毡的孔隙率都是先增大后减小,密度和导热系数则均是相应先减小后增大,接触角变化不大;随着三甲基氯硅烷/凝胶复合体的质量比增大,样品的密度逐渐减小,接触角逐渐增大,导热系数相应地先减小后增大;优选的水玻璃/去离子水的体积比、反应溶液p H值和三甲基氯硅烷/凝胶复合体的质量比分别为1∶3、8和0.03∶1,此时样品的密度、孔隙率和导热系数分别为0.3 g·cm^(-3)、68.4%和0.019 2 W·m^(-1)·K^(-1)。

二氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备与应用

高马赫数和新航天器具有严格的空气动力学加热环境.保温材料的性能和传热计算对飞机热保护结构的优化和预测具有一定的指导意义.其瞬态传热模拟结果与实验值吻合良好,为绝缘材料的预测和优化提供了依据.

电动客车电池舱气凝胶隔热毡的安装工艺改进

为解决电池舱气凝胶隔热毡安装时对舱内封板电泳层的破坏以及效率低,开发了一种安装卡扣,将气凝胶隔热毡与舱内封板快速、便捷地固定在一起,且不破坏封板上原有的电泳层。

气凝胶隔热材料在玻璃熔窑的应用

应用气凝胶隔热材料对玻璃熔窑进行二次保温,熔窑表面温度下降,散热减少,节能效果明显。

夹层结构气凝胶外防热材料的制备及应用技术研究

为了提升传统气凝胶材料的抗承载能力,本实验开展了夹层结构抗冲刷气凝胶外防热材料的制备及应用技术研究,通过研究面板致密化参数(浸渍方式、陶瓷前驱体浓度、浸渍次数等),突破了面板致密化技术,面板材料力学强度稳固提高;通过开展不同Z向纤维密度预制体的制备,突破了夹层结构Z向连接技术,材料应变协调性能大幅提升,中心点挠曲位移达8.5 mm,展现出优异的承载和隔热性能。

一种气凝胶隔热套数控仿真加工工艺设计

采用UG10.0/CAD/CAM模块对气凝胶隔热套进行数控加工工艺设计与实施,通过三维建模、数控编程、模拟仿真加工等步骤,最终确定合理有效的加工工艺路线并生成数控编程代码,实现了异型复杂结构气凝胶零件的可加工性,缩短了试制周期,降低了生产成本,提升了合格率和竞争性。

气凝胶保温隔热疏水涂料在敦煌壁画中的应用研究

由于敦煌地处甘肃,气候条件恶劣,温度变化大,所以导致敦煌壁画易脱落、干裂等。极端的降水会导致敦煌壁画盐分结晶并与石窟壁分离。为了保护敦煌壁画,减小温度变化对敦煌壁画的影响,防止因水而导致敦煌壁画发生病害等,通过文献分析法,对气凝胶的保温隔热疏水性能和气凝胶材料在涂料方面的应用进行分析和梳理。分析结果表明:气凝胶保温隔热疏水涂料具有良好的保温隔热性能以及疏水性能,可以保护敦煌壁画免受自然灾害的侵蚀,延长敦煌壁画的寿命。

祝融号火星车纳米气凝胶隔热装置设计及应用

针对火星表面低温大气环境下多层隔热组件隔热性能大幅衰减、不能满足火星车保温需求的难题,提出了一种新型、高效、轻质纳米气凝胶隔热装置设计方法,采用在真空和火星大气环境下导热率极低的纳米气凝胶为隔热材料,通过基于低导热复合材料的盒盖式局部支撑封装、气凝胶与结构间填充缓冲泡沫进行多余物过滤、铺设反射屏进行辐射漏热隔离、开设排气孔等设计方法,解决了力学性能增强、多余物控制、辐射漏热隔离、快速泄复压等工程应用难题,成功完成纳米气凝胶在祝融号火星车的工程应用。地面试验测试结果表明,1400 Pa、二氧化碳气氛、25℃时纳米气凝胶隔热装置总导热系数低至0.0080 W/(m·K),有力保障了祝融号火星车舱内设备在零加热功率补偿条件下在轨温度仍处于允许范围内。火星车纳米气凝胶隔热装置总质量为5.95 kg,仅占火星车总质量的2.5%。

多层隔热材料的研究进展

多层隔热材料在高真空环境下具有极低的热导率,被称为"超级绝热材料"。介绍了多层隔热材料的组成,对其隔热原理、隔热性能的影响因素进行了总结,综述了高温多层隔热材料和多层气凝胶隔热材料的研究进展,并列举了多层隔热材料的应用实例,对多层隔热材料未来的研究方向进行了展望。

一种新型的气凝胶复合多层隔热组件

针对传统低温镀铝薄膜-涤纶丝网多层隔热组件结构参数和隔热性能难以定量的问题,设计了一种新型的铝箔-气凝胶的复合多层隔热组件,从结构和材料上对传统多层隔热组件进行改进,使其在性能上达到传统多层隔热组件性能的同时,可以对多层的隔热性能进行定量控制和设计。实验结果表明:新型5层铝箔-气凝胶复合多层隔热组件的隔热性能与传统25层镀铝薄膜-涤纶丝网多层隔热组件的隔热性能相当,其当量导热系数均达到10-4量级,且新型铝箔-气凝胶复合多层隔热组件的性能更加稳定。

纳米孔超级绝热材料研究现状及进展

纳米孔超级绝热材料是一种新型高效隔热材料,具有轻质、耐高温、孔隙率高、导热率低等优点,目前已成为保温隔热材料领域研究的热点,其中最具代表性的是气凝胶隔热材料和纳米粉末基复合隔热材料。本文对这两种隔热材料的研究现状进行了综述,并对纳米孔超级绝热材料发展前景进行了展望。

一种兼具升降温功能的多阶宽程数字温控仪的设计与研制

目的设计和研制一种兼具升降温功能的多阶宽程数字温控仪。方法采用独立数显温控模块对经纳米气凝胶隔热处理的TEC半导体制冷元件和PET柔性加热元件进行精准升降温控制和稳定维持。结果仪器可实现2℃至常温间两个温阶和常温至80℃间八个温阶的精准调控,兼具致冷和加热双功能;制冷组平均降温速率ν_(J-BW)=-0.55℃/min,精度±0.1℃;加热组平均升温速率ν_(S-BW)=+1.90℃/min,精度±0.2℃,邻近温差最高50℃。结论仪器能在较宽温程内同时实现多温阶的制冷和加热功能并稳定控制和维持,在提升相关科学研究和实验教学中具有重要意义。