Airgel ir porains materiāls ar nanomēroga struktūru. Tas ir pazīstams kā dūmi cietvielu vidū tā īpaši gaismas un īpaši izolējošo īpašību dēļ. Pēdējos gados, attīstot augstas efektivitātes enerģijas taupīšanas tehnoloģiju, ir pakāpeniski paplašinājusies Airgel piemērošana kosmiskajā aviosabiedrībā, ēku izolācija, rūpniecības cauruļvadi un citi lauki. Tomēr Airgel kā jauna veida augstas veiktspējas materiālu veids saskaras arī ar cenu un praktiskuma izaicinājumiem. Šis raksts sistemātiski analizēs Airgel materiālu galvenās priekšrocības un trūkumus, lai palīdzētu lasītājiem pilnībā izprast šo nākotnes materiālu.
Apmierināts
1. Airgel galvenās priekšrocības
1.1 Lieliska siltuma izolācijas veiktspēja
1.2 viegls, efektīvs un viegli uzstādāms
1.3 Lieliska ūdensnecaurlaidīga veiktspēja
1.4. Liesmas slāpējoša un spēcīga drošība
1.5 Izturība un vides aizsardzība
1. Airgel galvenās priekšrocības
1.1 Lieliska siltuma izolācijas veiktspēja
Airgel tā unikālās nanopora struktūras dēļ uzrāda ārkārtīgi zemu siltumvadītspēju un ir viens no cietajiem materiāliem ar vispazīstamākajām siltumizolācijas īpašībām. Piemēram, silīcija dioksīda airgela, tā iekšējā porainība ir pat vairāk nekā 90%, un nanomēroga poras efektīvi kavē gāzes molekulu un gāzes cietās siltuma vadīšanas termisko kustību, un tā joprojām var uzturēt lielisku siltumizolāciju pat augstas temperatūras vidē virs 650 grādiem. Turpretī tradicionālo izolācijas materiālu siltumvadītspēja ievērojami palielinās augstā temperatūrā, un Airgel stabilitāte padara to par pirmo izvēli ekstrēmiem darba apstākļiem, piemēram, naftas ķīmijas un kosmosa. Piemēram, cauruļvadu izolācijas lietojumos Airgel var ievērojami samazināt siltuma zudumus un palielināt enerģijas taupīšanas efektivitāti par vairāk nekā 30%, vienlaikus izvairoties no apdegumu riska personālam no augstas temperatūras virsmām.
1.2 viegls, efektīvs un viegli uzstādāms
Airgel ir tikai no 1\/5 līdz 1\/3 tradicionālo materiālu biezums, bet tas var nodrošināt tādu pašu vai pat labāku siltuma izolācijas efektu, ievērojami ietaupot uzstādīšanas vietu, un tas ir īpaši piemērots vietām ar ierobežotu vietu, piemēram, kuģu kajītēm vai blīviem cauruļvadiem ķīmiskajās augos. Tās elastība ļauj tieši iesaiņot sarežģītas formas aprīkojumu, bez nepieciešamības pēc pielāgotām veidnēm. Pēc griešanas to var noteikt, pārklājot vai saistoties, kas uzlabo būvniecības efektivitāti par vairāk nekā 50%. Turklāt gaismas un plānas īpašības samazina atbalsta slodzi un samazina strukturālās pastiprināšanas izmaksas. Tradicionālajiem materiāliem ir tendence uz termisko tilta efektiem to lielā biezuma dēļ, savukārt nepārtraukts Airgel pārklājums var efektīvi bloķēt siltuma vadīšanas ceļu. Piemēram, var izvairīties no ārējo sienu lietojumiem, var izvairīties no kondensācijas un enerģijas zudumiem, ko izraisa auksti un karsti tilti.
1.3 Lieliska ūdensnecaurlaidīga veiktspēja
Airgel ir apstrādāts ar hidrofobām modifikāciju ar hidrofobu ātrumu virs 98%, ūdens piliena kontakta leņķi pārsniedz 150 grādus un gandrīz bez mitruma absorbcijas. Šī funkcija padara to izcilu mitrā vai brīvdabas vidē, izvairoties no tradicionālo materiālu planējošās siltumvadītspējas problēmas pēc ūdens absorbcijas. Ņemot vērā eļļas cauruļvadus kā piemēru, Airgel ilgstoši var pretoties erozijai ar lietus un kondensācijas ūdeni, novērst koroziju izolācijas slānī un pagarināt aprīkojuma kalpošanas laiku līdz vairāk nekā 20 gadiem. Turpretī akmens vilnas siltumizolācijas veiktspēja pēc ūdens absorbēšanas samazinās par 80%, un to ir viegli audzēt pelējums. Airgel slēgtā šūnu struktūra arī novērš sala vāciņu bojājumus, ko izraisa ūdens iespiešanās, un tā ir piemērota tādām ainām kā zemas temperatūras uzglabāšanas tvertnes.
Airgel ir neorganisks nemetālisks materiāls ar liesmas slāpējošo A pakāpi A. Tas neatbrīvo toksiskus dūmus, kad tas tiek pakļauts ugunsgrēkam, un tā skābekļa indekss pārsniedz 60%, kas ir daudz augstāks nekā organiskas izolācijas materiāli, piemēram, poliuretāns. Ugunsgrēkā Airgel var efektīvi palēnināt liesmu izplatību un iegādāties laiku evakuācijai un glābšanai. Piemēram, ātrgaitas dzelzceļa pārvadājumos vai enerģijas iekārtās Airgel izolācijas slānis var izturēt īstermiņa augsto temperatūru 1000 grādu, lai aizsargātu kodolu aprīkojumu no bojājumiem. Turklāt tā zemās dūmu īpašības atbilst stingriem standartiem, piemēram, ES EN13501, izvairoties no sekundāriem draudiem, un tas ir īpaši piemērots vietām ar ārkārtīgi augstām ugunsdrošības prasībām, piemēram, tuneļiem un daudzstāvu ēkām.
1.5 Izturība un vides aizsardzība
Airgel galvenokārt sastāv no neorganiskiem komponentiem, piemēram, silīcija dioksīda, un tai ir spēcīga izturība pret novecošanos. Tam ir stabila struktūra {{0}} grāda diapazonā līdz 650 grādiem, saspieda stiprība 0. 2-0. 5 MPa, un kalpošanas laiks 20-30 Gads, kas ir tāds pats kā aprīkojumam. Tā draudzīgums videi atspoguļojas divos aspektos: pirmkārt, tas nesatur kaitīgas vielas, piemēram, azbestu un GOS, un ražošanas un lietošanas procesi nav piesārņoti; Otrkārt, to var pārstrādāt un izmantot atkārtoti, un pēc izmešanas to var sasmalcināt un pārveidot izolācijas vircā. Salīdzinot ar tradicionālajiem materiāliem, akmens vilnu ir grūti noārdīt pēc izmešanas, un Airgel zemu oglekļa satura īpašības atbilst oglekļa neitralitātes globālajai tendencei. Piemēram, zaļās ēkas sertifikācijā (LEED) Airgel par tās ilgtspējību var iegūt papildu punktus.
Lai arī Airgel darbojas labi attiecībā uz siltuma izolāciju, ugunsgrēka novēršanu un mitruma izturību, tā augstās izmaksas joprojām ir galvenais šķērslis tā plaši izplatītajai lietošanai. Sakarā ar sarežģīto ražošanas procesu un augstajām izejvielu izmaksām, pašreizējā Airgel cena ir daudz augstāka nekā tradicionālajiem izolācijas materiāliem, piemēram, stikla vilnai, akmeņu vilnai vai poliuretāna putām. Tas apgrūtina izmaksu jutīgu projektu veicināšanu, un tas ir piemērots tikai augstas klases vai ārkārtīgi augstas veiktspējas lietojumprogrammu scenārijiem, piemēram, kosmiskai, militārajai rūpniecībai, naftas ķīmijas un citām jomām.
Turklāt Airgel lietošanas laikā ir noteiktas putekļu kritiena problēmas. Tās materiāla struktūra ir trausla, un apstrādes vai uzstādīšanas laikā ir viegli ģenerēt smalkus putekļus, kas ir īpaši nelabvēlīgi tīrās telpās vai vidē, kurai nepieciešama augsta tīrība. Lai izvairītos no putekļu ietekmes uz operatoriem un aprīkojumu, parasti ir jāpārklāj Airgel, kas palielina būvniecības un papildu izmaksu sarežģītību, kā arī ierobežo tā tiešo izmantošanu dažās jomās.
Rezumējot, Airgel kā progresīvs augstas veiktspējas siltumizolācijas materiāls kļūst par svarīgu izvēli rūpnieciskos un augstākās klases būvniecības laukos, pateicoties tā lieliskajai siltumizolācijai, ugunsizturībai, mitruma izturībai un vides aizsardzības īpašībām. Lai arī tās augstās izmaksu un putekļu problēma joprojām ir galvenie faktori, kas ierobežo tā plaši izplatīto pielietojumu, nepārtraukti uzlabojot ražošanas tehnoloģiju un liela mēroga attīstību, Airgel lietojumprogrammu izredzes joprojām ir plašas. Paredzams, ka nākotnē Airgel būs kritiskāka loma zaļās enerģijas saglabāšanas un materiālu modernizācijas sasniegšanā.