气凝胶耐高温新材料解决热传导难题推动工业节能降耗
2018-06-12 18:42:27
作者:本网整理 来源:中国玻璃网
一块小小的隔热毡,正面在1000多摄氏度的幽蓝色火焰喷射下,背面依然可以用手摸,其优异的耐高温绝热性能引起了记者的注意。
这种新型材料之所以拥有神奇的绝热性能,是因为一种叫气凝胶的物质。
通俗来说,气凝胶不是胶,而是一种物质形态,由90%以上的空气和不足10%的固体构成,可以承受相当于自身质量几千倍的压力。
气凝胶很早由美国斯坦福大学DrKistler在1931年通过水解水玻璃制备得到。但由于工艺复杂及成本太高,气凝胶在问世后并没有引起足够重视。
上世纪80年代,欧洲才开始注意到这种新材料。1993年,气凝胶被美国应用到宇航服、太空飞船、航天飞机等,在“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用到了气凝胶。
“如果做到很好,气凝胶这种固体甚至能飘在空气中……非常神奇。”摩根坤德董事长李振声告诉记者,气凝胶也称“冻结的烟”或是蓝烟,是一种纳米微孔绝热材料,占据了整个绝热材料市场金字塔的塔尖部分。
天津大学教授李晓雷在国内开展气凝胶研究已有多年。他告诉记者,气凝胶之所以具有超级绝热性能主要源于其特殊的纳米微孔结构。由于材料内部形成的微孔直径小于空气分子的平均自由行程,分子间的碰撞传热受到抑制,再加上热辐射遮蔽成分的作用,使该材料在高温下可达到比静止空气还低的导热系数,纳米绝热材料的隔热效果是传统隔热材料的4倍。
相比传统保温材料,纳米绝热材料可长期在1000℃的区间温度环境下工作,用作隔热保温层,具有良好的热稳定性,可作绝热层,使用寿命在15年以上,可大幅减少热损失,降低能源消耗,提高节能效果。
“虽然这种新型绝热材料的单价比传统保温材料高,但综合考虑使用寿命、施工费用等,整体成本更低。”摩根坤德总经理马翔这样说。
工业一直是我国能源消耗的大户。钢铁、石化、电力等高耗能行业的能源消费占整个工业能耗比重的70%以上。而实现真正的工业节能降耗,耐高温新材料、新技术的应用势在必行。
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