Kā mainot Airgel saturu, ietekmē termiski vadītspējīgu pārklājuma veiktspēju?

Satura rādītājs

1. Nozares fona un tehnoloģiju attīstības vajadzības

2. Korelācijas mehānisms starp Airgel saturu un siltumvadītspēju

3. Eksperimentālie dati: Airgel gradienta aizstāšanas ietekme uz pārklājuma veiktspēju

4. Tipisks gadījums: Airgel pārklājumu pielietojums rūpniecībā un būvniecībā

5. Tehniskās problēmas un turpmākie attīstības virzieni

6. Datu tabula: Airgel satura un pārklājuma veiktspējas rādītāju salīdzinājums

1. Nozares fona un tehnoloģiju attīstības vajadzības

Pēdējos gados ar globālās enerģijas pārveidošanas attīstību un "divkāršā oglekļa" mērķi, augstas efektivitātes un enerģijas taupīšanas materiāli ir kļuvuši par galveno pieprasījumu būvniecības jomā, jaunā enerģija, kosmiskā aviācijas un kosmosa utt.Airgel termiskā krāsair cietais materiāls ar zemāko siltumvadītspēju (tik zemu kā 0. 012W/(M · K) 1 istabas temperatūrā). Siltumvadītspējīgam pārklājumam, ko veido Airgel un polimēru matrica, ir vairākas funkcijas, piemēram, viegla, siltuma izolācija un uguns profilakse. Tirgus lieluma vidējais gada pieauguma temps ir 18%. Tomēr nelineārā saistība starp Airgel saturu un pārklājuma veiktspēju ir kļuvusi par galveno tehnisko sašaurinājumu, kas ierobežo tā liela mēroga lietojumprogrammu.

 

 

2. Korelācijas mehānisms starp Airgel saturu un siltumvadītspēju

2.1 Siltumvadītspējas ceļa trīskāršās darbības modelis

Airgel nanopora struktūra ietekmē pārklājumu siltumvadītspēju caur šādiem mehānismiem:

Termiskās vadīšanas kavēšana: Airgel porainība ir pat 99,9%, un tā trīsdimensiju tīkla skelets paplašina siltuma pārneses ceļu līdz 5-10} reizes vairāk nekā tradicionālajiem materiāliem;

Termiskās konvekcijas bloķēšana: poru izmērs zem 70 nm ierobežo gāzes molekulu brīvo ceļu, veidojot "nulles konvekcijas efektu";

Termiskā starojuma izkliede: Airgel skeleta ēnojuma efekts var samazināt infrasarkanā starojuma siltuma pārnesi par vairāk nekā 80%.

2.2 Satura izmaiņu kritiskā ietekme

Eksperiments parāda, ka tad, kadAirgel arhitektūras pārklājumsSaturs palielinās no 1 0% līdz 25%, pārklājuma siltumvadītspēja samazinās no 0. 0 8W/(m · k) līdz 0,03W/(m · k); Bet, kad tas pārsniedz 30%, pārklājuma plaisas nepietiekamas plēvju veidojošo vielu proporcijas dēļ, un siltumvadītspēja palielinās līdz 0,05W/(M · K). Tas norāda, ka ir optimāls devas diapazons.

3. Eksperimentālie dati: Airgel gradienta aizstāšanas ietekme uz pārklājuma veiktspēju

Hubei Huifu nano un citi uzņēmumi ir atklājuši šādus noteikumus, izmantojot gradienta nomaiņas eksperimentus ar fumed silīcija dioksīdu (hb -630) un airgel:

Datu interpretācija:

Maksimālā adhēzija: ar 40% nomaiņas koeficientu, Fumed silīcija dioksīda nano mēroga izkliedēšana palielina saskarnes savienojuma stiprību, un saķere tiek palielināta par 38%;

Stipruma vājināšanās lēciena punkts: pēc vairāk nekā 80% nomaiņas, fumed silīcija dioksīda aglomerāti un izraisa stresa koncentrāciju, un stiprums samazinās par 30%;

Ekonomikas bilances punkts: saliktā sistēma 25% Airgel + 75% Fumed silīcija dioksīda samazina kopējās izmaksas par 42%.

4. Tipisks gadījums: Airgel pārklājumu pielietojums rūpniecībā un būvniecībā

4.1 Jaunu enerģijas bateriju termiskā pārvaldība

AJ1025 keramikas šķiedru airgel izolācijas izolācija, ko izstrādājusi Jiayun jauni materiāli, tiek izmantoti strāvas akumulatora moduļos:

Akumulatora šūnas temperatūras starpība tiek kontrolēta ± 2 grādu laikā, un termiskā bēguļojošā bloķēšanas laiks tiek pagarināts līdz 30 minūtēm;

1 mm biezums var sasniegt 1200 grādu termisko šoka aizsardzību, kas ir par 60% vieglāka nekā tradicionālās keramikas šķiedras.

4.2. Enerģijas taupīšanas ēku pārveidošana

Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd komerciālā kompleksa Silīcija airgel pārklājuma pielietojums Wuhanā parādās:

Pēc 2 mm pārklājuma ārsienas virsmas temperatūra vasarā tiek samazināta par 18 grādiem, un gaisa kondicionēšanas enerģijas patēriņš tiek samazināts par 34%;

The water repellency is >99,6%, kas atrisina pelējuma problēmu, ko izraisa mitrums tradicionālajā izolācijas slānī.

5. Tehniskās problēmas un turpmākie attīstības virzieni

5.1. Esošās tehniskās sašaurināšanās

Dispersijas vienveidība: Aerogeliem ir tendence apkopoties sveķos, un ir jāizstrādā tādas pirmapstrādes tehnoloģijas kā plazmas modifikācija;

Mehāniskā īpašuma vājināšanās: 25% saturā stiepes izturība ir par 50% mazāka nekā tīrajiem sveķiem, un pastiprināšanai jāievieš oglekļa nanocaurules.

5.2 Inovācijas izrāviena virziens

Gradienta kompozītmateriāla struktūra: "sviestmaizes" pārklājums (virsmas atstarojošaisAirgel pulvera krāsa+ Vidējā barjeras slānis + apakšējais līmes slānis), ko izstrādājusi Nanjingas Universitātes Tehnoloģiju komanda, tikai palielina muguras temperatūru par 65 grādiem ar 1200 grādiem;

Saprātīgs pārklājums: Ķīnas Zinātņu akadēmija izstrādā temperatūras jutīgu airgel pārklājumu, kura siltumvadītspēju var automātiski koriģēt ar ± 15%, mainot temperatūru.

6. Datu tabula: Airgel satura un pārklājuma veiktspējas rādītāju salīdzinājums

Secinājums

Airgel satura un siltumvadītspējas pārklājuma veiktspējas optimizācija ir vairāku parametru sinerģisks process, kam nepieciešami sasniegumi materiālu zinātnes, šķidruma mehānikas, termiskās inženierijas un citu disciplīnu krustojumā. Paredzams, ka ar tādu uzņēmumu tehnoloģiju atkārtošanu kā Jiayun jauni materiāli un Huifu nano, sagaidāms, ka līdz 2026. gadam globālais Airgel pārklājuma tirgus pārsniegs USD 8 miljardus, veidojot desmitiem miljardu lietojumprogrammu scenāriju, kas veido enerģijas saglabāšanu, jauni enerģijas transportlīdzekļu, rūpniecības izstrādājumu veidošanas virzienā utt.