冰与火的考验,这种地球上的常见材料应用不同环境同样出色

冰与火的考验,这种地球上的常见材料应用不同环境同样出色

首页角色扮演半个凡人更新时间:2024-04-30

二氧化硅这种材料,低头可见,但是应用方向值得我们探索

低温绝热领域

真空绝热板(Vacuum Insulation Panel,VIP)是基于真空绝热技术而兴起的新型超级绝热材料,它结合了真空绝热和微孔绝热两种方法的优势所在,因而在绝热效果的发挥上达到了极致。

VIP由隔热性能良好的多孔类纳米芯材在真空状态下用高阻隔膜封装而成,最大程度上减少了热传导、热对流和热辐射,隔绝了热量的传递,具有高效的保温能力。

真空绝热板芯材采用纳米微孔材料,本身具备极高的保温性。在进行真空封装处理后,整体保温性能更是大幅度提升。其导热系数低至0.005W/(m·K)以下,保温性能相当于岩棉的8倍,发泡聚氨酯的5倍,气凝胶的4倍。

目前真空绝热板已广泛应用于建筑外墙保温、冷链保温、医药疫苗保温、冷冻冷藏设备保温等行业,助力其降低能耗、节能减排。

高温绝热领域

高温环境对保温绝热材料耐受性要求更高,材料封装层在极大的温差变化下往往容易受到破坏,因此高温绝热领域目前更多的是在纳米绝热材料上做文章,而不再采用真空封装。

研究表明要实现高效绝热的目的,一是材料在保持足够的机械强度同时其体积密度足够小;二是将空气的对流尽量减弱;三是通过材料更多的界面增加热传导路径并使热辐射经反射、散射和吸收从而降到最低。

目前所应用的高温纳米绝热材料主要以气相二氧化硅等为主,配以特殊无机黏结剂、遮光剂等,混合耐高温纤维而制成。气相二氧化硅是硅的卤化物,在氢氧火焰中高温水解生成的纳米级白色粉末,它是一种无定形二氧化硅产品,原生粒径在7~40nm之间。其纳米级孔隙网络结构和热障成分不仅杜绝了对流传热,而且极大地降低了材料的导热系数和高温热辐射,使材料在热面温度800摄氏度时的导热系数低至0.03W/(m·K)。

高温纳米微孔绝热材料的保温性能较传统材料有更显著的优势,在达到要求范围内的保温性后,可以大幅降低保温层厚度。此外高温纳米微孔绝热材料可以承受1100摄氏度的高温,具备极强的阻燃性,同时导热系数随温度升高的提升幅度低,收缩率低。

高温纳米微孔绝热材料适用于多种场景的高温绝热,包括多种发电站、水泥厂、玻璃厂、金属冶炼、石油化工、新材料制造等各种需要用到高温窑炉、反应堆或高温环境的领域。

使用高温纳米微孔绝热材料,可以更好地实现保温隔热,减少高温反应的热量损失,节省能源,帮助实现多个重要工业生产领域降本增效、节能减排。

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