1. Aerogel örtüklərinin əsas elmi və nanoarxitektura dizaynı
1.1 Aerojel əsaslı örtüklərin mənşəyi və şərhi
(Aerogel örtükləri)
Aerojel örtükləri daha geniş aerojel məişətindən əldə edilən funksional məhsulların transformativ kursunu təmsil edir– ultra məsaməli, əla istilik izolyasiyası ilə tanınan aşağı sıxlıqlı bərk maddələr, hündür sahə, və nanoölçülü memarlıq güc strukturu.
Adi monolit aerojellərdən fərqli olaraq, adətən həssas və mürəkkəb həndəsələrə daxil etmək çətin olan, aerojel təbəqələri polad kimi substratlarda nazik filmlər və ya səth sahəsi təbəqələri kimi istifadə olunur, polimerlər, parçalar, və ya tikinti məhsulları.
Bu təbəqələr toplu aerojellərin əsas xüsusiyyətlərini saxlayır– xüsusilə onların nanoölçülü məsaməliliyi və aşağı istilik keçiriciliyi– təkmilləşdirilmiş mexaniki möhkəmlik təmin edərkən, çox yönlülük, və çiləmə kimi strategiyalarla tətbiqin sadəliyi, daldırma örtük, və ya roll-to-roll emal.
Bir çox aerojel təbəqələrinin əsas komponenti silisiumdur (SiO İKİ), polimerləri özündə birləşdirən melez sistemlərə baxmayaraq, karbon, və ya keramika qabaqcılları funksionallığı uyğunlaşdırmaq üçün əhəmiyyətli dərəcədə istifadə olunur.
Aerojel örtüklərinin spesifik atributu onların nanostrukturlu şəbəkəsidir, adətən aşağıda ölçüləri olan məsamələri yaradan bir-birinə bağlı nanohissəciklərdən ibarətdir 100 nanometrlər– hava hissəciklərinin orta tamamlayıcı yolundan kiçikdir.
Bu memarlıq məhdudiyyəti qaz keçiriciliyini və konvektiv istilik ötürülməsini səmərəli şəkildə boğur, tanınmış ən etibarlı istilik izolyatorlarından biri arasında aerojel bitirmə işləri.
1.2 Sintez Yolları və Qurutma Mexanizmləri
Aerojel örtüklərinin qurulması sol-gel kimyası vasitəsilə nəm gel şəbəkəsinin formalaşması ilə başlayır, burada tetraetil ortosilikat kimi molekulyar öncüllər (TEOS) üçölçülü silisium şəbəkəsi yaratmaq üçün maye mühitdə hidroliz və kondensasiya reaksiyalarına məruz qalırlar..
Bu prosedur məsamə ölçüsünü idarə etmək üçün incə tənzimlənə bilər, bit morfologiyası, və pH kimi spesifikasiyaları yenidən tənzimləməklə çarpaz əlaqə sıxlığı, su-prekursor nisbəti, və sürücü növü.
Jel şəbəkəsi bir substratda nazik bir film quruluşu daxilində yaradıldıqdan sonra, həlledici maneə zərif nanostrukturu pozmadan məsamə mayesindən qurtulmaqdan asılıdır.– ənənəvi olaraq superkritik qurutma yolu ilə həll edilən problem.
Superkritik qurutmada, həlledici (ümumiyyətlə spirt və ya CO ₂) kritik nöqtəsindən kənarda qızdırılır və təzyiqə məruz qalır, maye-buxar interfeysindən qurtulmaq və kapilyar stressin səbəb olduğu büzülməni dayandırmaq.
Effektiv olsa da, bu texnika enerji tutumludur və böyük və ya in-situ təbəqə tətbiqləri üçün daha az uyğundur.
( Aerogel örtükləri)
Bu məhdudiyyətlərdən qurtulmaq üçün, mühit gərginliyi qurutmasında irəliləyişlər (APD) həqiqətən yüksək təzyiqli cihazlara ehtiyac olmadan möhkəm aerojel örtüklərinin istehsalına imkan verdilər.
Bu, silisiumlu nümayəndələrdən istifadə edərək silisium şəbəkəsinin səthinin tənzimlənməsi yolu ilə əldə edilir (məs., trimetilxlorosilan), səthi hidroksil qruplarını hidrofobik hissələrlə əvəz edən, buxarlanma zamanı kapilyar qüvvələrin aşağı salınması.
Yaranan örtüklər məsamələri üstələyir 90% və qalınlığı 0,1-ə qədərdir– 0.3 q/sm³, miqyaslı istehsala imkan verərkən onların izolyasiya performansını qoruyur.
2. İstilik və Mexaniki Səmərəlilik Xüsusiyyətləri
2.1 Müstəsna istilik izolyasiyası və isti transferin qarşısının alınması
Aerojel örtüklərinin ən məşhur yaşayış xüsusiyyəti onların ultra aşağı istilik keçiriciliyidir, ümumiyyətlə fərqlənir 0.012 üçün 0.020 W/m · K mühit şəraitində– sabit havaya bərabərdir və poliuretan kimi ənənəvi izolyasiya materiallarından kəskin şəkildə aşağıdır (0.025– 0.030 W/m · K )və ya mineral yun (0.035– 0.040 W/m · K).
Bu səmərəlilik nanostrukturda olan üç isti transferin qarşısının alınması mexanizminin dəstindən irəli gəlir.: silisium ligamentlərinin nazik şəbəkəsinə görə minimal bərk ötürülmə, 100 nm-dən aşağı məsamələrdə Knudsen diffuziyasına görə minimal aeriform keçiricilik, və dopinq və ya piqmentin gücləndirilməsi yolu ilə radiasiyanın ötürülməsini azaldır.
Ağıllı tətbiqlərdə, hətta nazik təbəqələr (1– 5 mm) aerojel bitirmə istilik müqavimətinə nail ola bilər (R-dəyəri) daha qalın ənənəvi izolyasiya ilə müqayisə edilə bilər, aerokosmik sahədə məhdud məkan üslublarına imkan verir, zərflərin hazırlanması, və mobil qurğular.
Üstəlik, aerojel təbəqələri geniş temperatur diapazonunda təhlükəsiz performans göstərir, kriogen problemlərdən (-200 ° C )orta yüksək temperatura qədər (təxminən 600 Saf silisium sistemləri üçün ° C), onları ağır mühitlər üçün uyğun edir.
Onların aşağı emissiya qabiliyyəti və günəş əks etdirmə qabiliyyəti infraqırmızı əks etdirən piqmentlərin və ya çox qatlı arxitekturaların konsolidasiyası vasitəsilə daha da gücləndirilə bilər., günəşə məruz qalan tətbiqlərdə radiasiyadan qorunmanın yaxşılaşdırılması.
2.2 Mexanik Davamlılıq və Substrat Uyğunluğu
Onların həddindən artıq məsaməliliyindən asılı olmayaraq, müasir aerojel örtükləri təəccüblü mexaniki möhkəmlik nümayiş etdirir, xüsusilə polimer bağlayıcılar və ya nanoliflərlə gücləndirildikdə.
Crossbreed üzvi-qeyri-üzvi formulalar, məsələn, silisium aerojellərini polimerlərlə birləşdirənlər, epoksilər, və ya polisiloksanlar, uyğunlaşma qabiliyyətini artırmaq, yapışma, və təsir müqaviməti, örtüyü vibrasiyaya tab gətirməyə imkan verir, termal velosiped, və kiçik aşınma.
Bu hibrid sistemlər 5-ə qədər qırılma dəyərlərində uzanma təmin edərkən əla izolyasiya performansını saxlayır.– 10%, təzyiq altında qırılmadan qoruyur.
Müxtəlif substratlara yapışdırın– polad, alüminium, beton, şüşə, və çox yönlü folqa– səthin astarlanması ilə əldə edilir, kimyəvi birləşmələrin nümayəndələri, və ya müalicə zamanı in-situ bağlanma.
Əlavə olaraq, aerojel təbəqələri hidrofobik və ya superhidrofobik olmaq üçün hazırlana bilər, izolyasiyanın səmərəliliyini pisləşdirə və ya korroziyaya səbəb ola biləcək suyun dəf edilməsi və rütubətin daxil olmasını dayandırması.
Mexanik dayanıqlığın və ətraf mühitə davamlılığın bu birləşməsi xaricdə uzun ömür müddətini artırır, dəniz, və sənaye qurğuları.
3. Praktik çox yönlülük və çoxfunksiyalı birləşmə
3.1 Akustik Damping və Audio İzolyasiya İmkanları
Termal idarəetmədən kənar, aerojel örtükləri açıq məsamə nanostrukturuna görə akustik izolyasiyada əhəmiyyətli potensial göstərir, qalın itkilər və daxili sürtünmə yolu ilə səs enerjisini yayır.
Dolu nanopor şəbəkəsi akustik dalğaların yayılmasına mane olur, xüsusilə orta və yüksək müntəzəmlik çeşidində, aerogelin bitirilməsi aerokosmik kabinlərdə səs-küyün azaldılmasında effektivdir, avtomobil panelləri, və tikinti divar səthləri.
Viskoelastik təbəqələrlə və ya mikro perforasiyalı mübarizələrlə birləşdirildikdə, aerojel əsaslı sistemlər çox az əlavə çəki ilə genişzolaqlı səsin udulmasına nail ola bilər– çəkiyə həssas tətbiqlərdə mühüm fayda.
Bu çoxfunksiyalılıq inteqrasiya edilmiş istilik-akustik maneələrin dizaynına imkan verir, mürəkkəb parametrlərdə çoxsaylı ayrı-ayrı təbəqələrə olan tələbi azaldır.
3.2 Yanğına davamlılıq və tüstünün azaldılması xüsusiyyətləri
Aerogel örtükləri təbii olaraq yanmazdır, çünki silisium əsaslı sistemlər yanğına yanacaq əlavə etmir və tipik bina və tikinti və izolyasiya məhsullarının alovlanma faktorları üzərində temperatur səviyyələrinə yaxşı dözə bilir..
Taxta kimi yanan substratlarla əlaqəli olduqda, polimerlər, və ya tekstil, aerojel örtükləri termal maneə kimi fəaliyyət göstərir, istilik transferini və piroliz prosesini gecikdirir, beləliklə, yanğına davamlılığı artırır və qaçış müddətini artırır.
Bəzi düsturlar şişkin əlavələr və ya alov gecikdirən əlavələr ehtiva edir (məs., fosfor və ya bor maddələri) isitmə zamanı genişlənir, əsas materialı daha yaxşı qoruyan qoruyucu kömür qatının yaradılması.
Bundan əlavə, çoxsaylı polimer əsaslı izolyasiyalardan fərqli olaraq, aerojel təbəqələri yüksək istiliyə məruz qaldıqda minimal tüstü yaradır və zərərli uçucu maddələr yaratmır, tunellər kimi qapalı mühitlərdə təhlükəsizliyin artırılması, gəmilər, və hündürmərtəbəli binalar.
4. Bütün sektorlarda sənaye və yaranan tətbiqlər
4.1 Bina və Sənaye Avadanlıqlarında Enerji Səmərəliliyi
Aerogel örtükləri üslub və çərçivədə asan istilik idarəetməsini dəyişir.
Pəncərələrə tətbiq olunur, divar səthləri, və dam örtükləri, keçirici və radiasiyalı isti mübadiləsini minimuma endirməklə evin isitmə və soyutma tonunu azaldırlar, xalis sıfır enerji bina planlarına töhfə vermək.
Şəffaf aerojel örtüklər, xüsusilə, istilik qazancını bloklayarkən gündüz ötürülməsinə icazə verin, onları tavan pəncərələri və pərdə divarları üçün mükəmməl edir.
Sənaye boru kəmərlərində və saxlama çənlərində, aerojel ilə örtülmüş izolyasiya buxarda güc itkisini azaldır, kriogen, və emal maye sistemləri, funksional səmərəliliyin artırılması və karbon qazlarının minimuma endirilməsi.
Onların nazik profili standart üzlüklərin quraşdırılması mümkün olmayan məkanı məhdud olan ərazilərdə yenidən təchiz etməyə imkan verir.
4.2 Aerokosmik, Müdafiə, və Geyilən İnnovasiyaların Assimilyasiyası
Aerokosmikdə, aerojel örtükləri həssas komponentləri atmosferə təkrar giriş və ya dərin kosmos missiyaları zamanı kəskin temperatur səviyyəsindəki dəyişikliklərdən qoruyur.
Onlar istilik mühafizə sistemlərində istifadə olunur (TPS), peyk korpusları, və astronavta uyğun astarlar, burada çəki qənaəti birbaşa aşağı salınma xərclərinə çevrilir.
Qoruma tətbiqlərində, aerojel örtüklü parçalar arktik və ya səhra atmosferlərində işçilər və alətlər üçün yüngül istilik izolyasiyası təklif edir.
Geyilə bilən texnologiya, müdrik geyimlərdə bədən istiliyini qoruyan çox yönlü aerojel birləşmələrindən qazanır, kənar avadanlıq, və tibbi istilik siyasəti sistemləri.
Əlavə olaraq, Tədqiqat, quraşdırılmış sensor qurğular və ya faza dəyişdirmə materialları ilə aerogel bitişlərini aşkar etməkdir (PCM-lər) çevik üçün, ekoloji problemlərə uyğunlaşan reseptiv izolyasiya.
Nəhayət, aerojel örtükləri enerjidə makromiqyaslı çətinlikləri həll etmək üçün nanoölçülü mühəndisliyin gücünü nümunə göstərir, təhlükəsizlik, və davamlılıq.
Ultra aşağı istilik keçiriciliyini mexaniki elastiklik və çoxfunksiyalı imkanlarla birləşdirərək, onlar səth mühəndisliyinin hüdudlarını yenidən müəyyənləşdirirlər.
İstehsal xərcləri azaldıqca və tətbiq üsulları daha təsirli olur, aerojel örtükləri gələcək nəsil izolyasiyada tipik bir məhsul olmaq üçün yerləşdirilmişdir, təhlükəsizlik sistemləri, və bazarlarda ağıllı səth sahələri.
5. yalvarmaq
Cabr-Beton artıq ilə Beton Qarışıqlarının tədarükçüsüdür 12 nano-tikinti enerjisinə qənaət və nanotexnologiyanın inkişafı sahəsində illik təcrübə. Kredit kartı ilə ödənişi qəbul edir, T/T, West Union və Paypal. TRUNNANO malları FedEx vasitəsilə xaricdəki müştərilərə göndərəcək, DHL, hava ilə, və ya dəniz yolu ilə. Əgər siz yüksək keyfiyyətli beton qatışığı axtarırsınızsa, zəhmət olmasa bizimlə əlaqə saxlayın və sorğu göndərin.
Teqlər:Aerogel örtükləri, Silisium Aerogel Termal İzolyasiya Örtüyü, istilik izolyasiya örtüyü
Bütün məqalələr və şəkillər internetdəndir. Müəllif hüququ ilə bağlı hər hansı problem varsa, silmək üçün vaxtında bizimlə əlaqə saxlayın.
Bizi sorğulayın