एअरजेल कोटिंग्ज: अभियांत्रिकी अल्ट्रा-लाइटवेट, नॅनोस्केल एअरजेल कार कोटिंगमध्ये उच्च-कार्यक्षमता थर्मल आणि कार्यात्मक अडथळे

1. आवश्यक विज्ञान आणि एअरजेल कोटिंग्जचे नॅनोआर्किटेक्चरल डिझाइन

1.1 एरोजेल-आधारित कोटिंग्जची उत्पत्ती आणि व्याख्या

(एअरजेल कोटिंग्ज)

एरजेल कव्हरिंग्स एरोजेल्सच्या व्यापक घराण्यातून घेतलेल्या कार्यात्मक उत्पादनांच्या परिवर्तनात्मक अभ्यासक्रमाचे प्रतिनिधित्व करतात– अति-सच्छिद्र, कमी घनतेचे घन पदार्थ त्यांच्या उल्लेखनीय थर्मल इन्सुलेशनसाठी प्रसिद्ध आहेत, उच्च क्षेत्र, आणि नॅनोस्केल आर्किटेक्चरल पॉवर स्ट्रक्चर.

पारंपारिक मोनोलिथिक एरोजेल्सच्या विपरीत, जे सहसा असुरक्षित असतात आणि गुंतागुंतीच्या भूमितीमध्ये समाविष्ट करणे कठीण असते, एअरजेल लेयर्सचा वापर स्लिम मूव्हीज किंवा स्टील्ससारख्या सबस्ट्रॅटम्सवरील पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळाच्या थर म्हणून केला जातो, पॉलिमर, फॅब्रिक्स, किंवा बांधकाम उत्पादने.

हे थर बल्क एरोजेल्सचे मुख्य गुणधर्म राखून ठेवतात– विशेषतः त्यांची नॅनोस्केल सच्छिद्रता आणि कमी थर्मल चालकता– वर्धित यांत्रिक कडकपणा पुरवठा करताना, अष्टपैलुत्व, आणि फवारणीसारख्या रणनीतींसह अनुप्रयोगाची साधेपणा, बुडविणे, किंवा रोल-टू-रोल प्रक्रिया.

अनेक एअरजेल थरांचा प्राथमिक घटक म्हणजे सिलिका (SiO TWO), जरी क्रॉसब्रीड सिस्टममध्ये पॉलिमरचा समावेश होतो, कार्बन, किंवा सिरेमिक अग्रगण्य कार्यक्षमतेसाठी उपयुक्तपणे वापरले जातात.

एअरजेल कोटिंग्जचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांचे नॅनोस्ट्रक्चर्ड नेटवर्क, सामान्यत: एकमेकांशी जोडलेल्या नॅनोकणांनी बनलेले असते जे खाली आकारांसह छिद्र तयार करतात 100 नॅनोमीटर– हवेच्या कणांच्या क्षुद्र प्रशंसनीय मार्गापेक्षा लहान.

ही वास्तुशास्त्रीय मर्यादा वायूचे वहन आणि संवहनी उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमतेने दाबते, मान्यताप्राप्त सर्वात विश्वासार्ह थर्मल इन्सुलेटरपैकी एक एअरजेल फिनिश बनवणे.

1.2 संश्लेषण मार्ग आणि कोरडे यंत्रणा

एअरजेल कोटिंग्जचे बांधकाम सोल-जेल रसायनशास्त्राद्वारे ओलसर जेल नेटवर्कच्या निर्मितीपासून सुरू होते., जेथे tetraethyl orthosilicate सारखे आण्विक अग्रदूत (TEOS) त्रिमितीय सिलिका नेटवर्क तयार करण्यासाठी द्रव माध्यमात हायड्रोलिसिस आणि संक्षेपण प्रतिक्रियांमधून जातात.

छिद्र आकार नियंत्रित करण्यासाठी ही प्रक्रिया बारीक-ट्यून केली जाऊ शकते, बिट मॉर्फोलॉजी, आणि पीएच सारख्या वैशिष्ट्यांचे समायोजन करून क्रॉस-लिंकिंग घनता, पाणी-ते-पूर्ववर्ती गुणोत्तर, आणि ड्रायव्हर प्रकार.

सबस्ट्रॅटमवर स्लिम फिल्म सेटअपमध्ये जेल नेटवर्क तयार झाल्यानंतर, नाजूक नॅनोस्ट्रक्चरचा भंग न करता छिद्र द्रवातून मुक्त होण्यावर महत्त्वाचा अडथळा आहे– सुपरक्रिटिकल ड्रायिंगद्वारे पारंपारिकपणे समस्या सोडवली जाते.

सुपरक्रिटिकल कोरडे बाहेर, दिवाळखोर (साधारणपणे अल्कोहोल किंवा CO ₂) त्याच्या गंभीर बिंदूच्या पलीकडे उबदार आणि दबाव टाकला जातो, द्रव-वाष्प इंटरफेसपासून मुक्त होणे आणि केशिका तणाव-प्रेरित आकुंचन थांबवणे.

कार्यक्षम असताना, हे तंत्र ऊर्जा-केंद्रित आहे आणि मोठ्या किंवा इन-सीटू लेयर अनुप्रयोगांसाठी खूपच कमी योग्य आहे.

( एअरजेल कोटिंग्ज)

या निर्बंधांपासून मुक्त होण्यासाठी, वातावरणीय ताण कोरडे मध्ये प्रगती (एपीडी) उच्च-दाब उपकरणांची आवश्यकता नसताना मजबूत एअरजेल कोटिंग्जच्या उत्पादनास प्रत्यक्षात परवानगी दिली आहे.

हे सिलिलेटिंग प्रतिनिधींचा वापर करून सिलिका नेटवर्कच्या पृष्ठभागाच्या समायोजनाद्वारे प्राप्त केले जाते (उदा., trimethylchlorosilane), जे पृष्ठभागाच्या हायड्रॉक्सिल संघांना हायड्रोफोबिक मॉईटीजसह बदलतात, बाष्पीभवन दरम्यान केशिका शक्ती कमी करणे.

परिणामी कव्हरिंग्स सच्छिद्रता मागे ठेवतात 90% आणि जाडी 0.1 इतकी कमी आहे– 0.3 g/cm ³, स्केलेबल मॅन्युफॅक्चरिंग शक्य करत असताना त्यांच्या इन्सुलेशन कार्यक्षमतेचे संरक्षण करणे.

2. थर्मल आणि यांत्रिक कार्यक्षमतेची वैशिष्ट्ये

2.1 अपवादात्मक थर्मल इन्सुलेशन आणि उबदार हस्तांतरण सप्रेशन

एअरजेल कव्हरिंगची सर्वात प्रसिद्ध निवासी मालमत्ता म्हणजे त्यांची अल्ट्रा-लो थर्मल चालकता, पासून साधारणपणे भिन्न 0.012 करण्यासाठी 0.020 सभोवतालच्या परिस्थितीत W/m · K– स्थिर हवेच्या समतुल्य आणि पॉलीयुरेथेनसारख्या पारंपारिक इन्सुलेशन सामग्रीपेक्षा नाटकीयरित्या कमी (0.025– 0.030 W/m · K )किंवा खनिज लोकर (0.035– 0.040 W/m · K).

ही कार्यक्षमता नॅनोस्ट्रक्चरमध्ये अंतर्भूत असलेल्या तीन उबदार हस्तांतरण दडपशाही यंत्रणेच्या संचापासून उद्भवते.: सिलिका अस्थिबंधनांच्या पातळ नेटवर्कमुळे किमान घन प्रसार, उप-100 nm छिद्रांमध्ये नुडसेन प्रसारामुळे किमान वायुरूप वहन, आणि डोपिंग किंवा रंगद्रव्य संवर्धनाद्वारे रेडिएटिव्ह हस्तांतरण कमी केले.

समजूतदार अनुप्रयोगांमध्ये, अगदी पातळ थर (1– 5 मिमी) एअरजेल फिनिशिंगमुळे थर्मल रेझिस्टन्स मिळू शकतो (आर-मूल्य) जास्त जाड पारंपारिक इन्सुलेशनशी तुलना करता येते, एरोस्पेसमध्ये जागा-प्रतिबंधित शैली सक्षम करणे, लिफाफे विकसित करणे, आणि मोबाईल गॅझेट्स.

शिवाय, एअरजेल लेयर्स प्रचंड तापमान श्रेणीमध्ये सुरक्षित कामगिरी दाखवतात, क्रायोजेनिक समस्यांपासून (-200 ° से )मध्यम उच्च तापमानापर्यंत (अंदाजे 600 शुद्ध सिलिका प्रणालींसाठी ° से), त्यांना गंभीर वातावरणासाठी योग्य बनवणे.

इन्फ्रारेड-रिफ्लेक्टीव्ह पिगमेंट्स किंवा मल्टीलेअर आर्किटेक्चर्सच्या एकत्रीकरणाद्वारे त्यांची कमी उत्सर्जनक्षमता आणि सौर परावर्तकता आणखी वाढविली जाऊ शकते., सौर-उघड अनुप्रयोगांमध्ये रेडिएटिव्ह शिल्डिंग सुधारणे.

2.2 यांत्रिक टिकाऊपणा आणि सब्सट्रेट सुसंगतता

पर्वा त्यांच्या अत्यंत porosity, आधुनिक एअरजेल फिनिशिंग आश्चर्यकारक यांत्रिक मजबूती प्रदर्शित करते, विशेषत: जेव्हा पॉलिमर बाईंडर किंवा नॅनोफायबर्ससह मजबूत केले जाते.

क्रॉसब्रीड सेंद्रिय-अकार्बनिक फॉर्म्युलेशन, जसे की पॉलिमरसह सिलिका एरोजेल्स एकत्रित करणे, epoxies, किंवा पॉलीसिलॉक्सेन, अनुकूलता वाढवणे, आसंजन, आणि प्रभाव प्रतिकार, कोटिंगला कंपन सहन करण्यास सक्षम करणे, थर्मल सायकलिंग, आणि लहान ओरखडा.

या संकरित प्रणाली 5 पर्यंत ब्रेक व्हॅल्यूमध्ये वाढवताना उत्कृष्ट इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन ठेवतात.– 10%, दबावाखाली तुटण्यापासून संरक्षण.

विविध सबस्ट्रॅटमशी बंध– स्टील, ॲल्युमिनियम, ठोस, काच, आणि बहुमुखी फॉइल– पृष्ठभाग प्राइमिंगसह साध्य केले जाते, रासायनिक संयोजन प्रतिनिधी, किंवा उपचारादरम्यान इन-सीटू बाँडिंग.

याव्यतिरिक्त, एअरजेल लेयर्स हायड्रोफोबिक किंवा सुपरहायड्रोफोबिक बनवल्या जाऊ शकतात, पाणी दूर करणे आणि ओलसरपणाचे प्रवेश थांबवणे ज्यामुळे इन्सुलेशन कार्यक्षमता खराब होऊ शकते किंवा गंज वाढू शकते.

यांत्रिक टिकाऊपणा आणि पर्यावरणीय प्रतिकार यांचे हे संयोजन बाहेरील दीर्घ आयुष्य सुधारते, सागरी, आणि औद्योगिक सेटअप.

3. व्यावहारिक अष्टपैलुत्व आणि मल्टीफंक्शनल संयोजन

3.1 अकौस्टिक डॅम्पिंग आणि ऑडिओ इन्सुलेशन क्षमता

थर्मल प्रशासनाच्या पलीकडे, एअरजेल फिनिश त्यांच्या ओपन-पोअर नॅनोस्ट्रक्चरमुळे ध्वनिक इन्सुलेशनमध्ये लक्षणीय क्षमता दर्शविते, जे जाड नुकसान आणि अंतर्गत घर्षणाद्वारे ध्वनी उर्जा नष्ट करते.

त्रासदायक नॅनोपोर नेटवर्क ध्वनिक लहरींच्या प्रसारास अडथळा आणते, विशेषत: मध्यम ते उच्च नियमितता विविधता, एरोस्पेस केबिनमधील आवाज कमी करण्यासाठी एअरजेल फिनिश कार्यक्षम बनवणे, ऑटोमोटिव्ह पॅनेल, आणि भिंत पृष्ठभाग तयार करणे.

व्हिस्कोइलास्टिक लेयर्स किंवा सूक्ष्म छिद्रयुक्त स्ट्रगलिंगसह एकत्रित केल्यावर, एरोजेल-आधारित प्रणाली ब्रॉडबँड ऑडिओ शोषण अगदी कमी वजनाने पूर्ण करू शकतात– वजन-संवेदनशील अनुप्रयोगांमध्ये एक आवश्यक फायदा.

ही मल्टीफंक्शनॅलिटी एकात्मिक थर्मल-अकॉस्टिक अडथळ्यांचे डिझाइन सक्षम करते, गुंतागुंतीच्या सेटिंगमध्ये असंख्य स्वतंत्र स्तरांची आवश्यकता कमी करणे.

3.2 आग प्रतिरोध आणि धूर कमी गुणधर्म

एअरजेल कव्हरिंग्स जन्मजात गैर-दहनशील असतात, सिलिका-आधारित प्रणाली आगीत इंधन जोडत नाहीत आणि सामान्य इमारत आणि बांधकाम आणि इन्सुलेशन उत्पादनांच्या प्रज्वलन घटकांपेक्षा तापमान पातळी चांगल्या प्रकारे टिकवून ठेवू शकतात.

लाकूड सारख्या ज्वलनशील सबस्ट्रॅटमशी संबंधित असताना, पॉलिमर, किंवा कापड, एअरजेल कोटिंग्स थर्मल अडथळा म्हणून कार्य करतात, उष्णता हस्तांतरण आणि पायरोलिसिस विलंब, अशा प्रकारे आग प्रतिरोध वाढवणे आणि सुटण्याचा वेळ वाढवणे.

काही फॉर्म्युलामध्ये अंतर्मुख पदार्थ किंवा ज्वाला-प्रतिरोधक डोपेंट्स समाविष्ट असतात (उदा., फॉस्फरस किंवा बोरॉन पदार्थ) जे गरम झाल्यावर विस्तृत होते, एक संरक्षणात्मक चार थर तयार करणे जे अंतर्निहित सामग्रीचे अधिक चांगले संरक्षण करते.

याव्यतिरिक्त, असंख्य पॉलिमर-आधारित इन्सुलेशनच्या विपरीत, एअरजेल लेयर कमीत कमी धूर तयार करतात आणि जास्त उबदार असताना कोणतेही हानिकारक वाष्पशील नसतात, बोगद्यासारख्या बंदिस्त वातावरणात सुरक्षितता सुधारणे, जहाजे, आणि उंच इमारती.

4. संपूर्ण क्षेत्रांमध्ये औद्योगिक आणि उद्भवणारे अनुप्रयोग

4.1 इमारत आणि औद्योगिक उपकरणे मध्ये ऊर्जा कार्यक्षमता

एअरजेल फिनिश शैली आणि फ्रेमवर्कमध्ये सोपे थर्मल व्यवस्थापन बदलत आहेत.

खिडक्यांवर लागू, भिंत पृष्ठभाग, आणि छप्पर, ते प्रवाहकीय आणि रेडिएटिव्ह उबदार एक्सचेंज कमी करून घर गरम आणि शीतलक टन कमी करतात, निव्वळ-शून्य ऊर्जा बिल्डिंग लेआउटमध्ये योगदान.

पारदर्शक एअरजेल कोटिंग्ज, विशेषतः, थर्मल गेन ब्लॉक करताना दिवसा ट्रान्समिशनला परवानगी द्या, त्यांना skylights आणि पडदा भिंत पृष्ठभाग योग्य बनवण्यासाठी.

औद्योगिक पाइपिंग आणि स्टोरेज टाक्यांमध्ये, एरोजेल-लेपित इन्सुलेशन वाष्पातील शक्ती कमी करते, क्रायोजेनिक, आणि प्रक्रिया द्रव प्रणाली, कार्यात्मक कार्यक्षमता वाढवणे आणि कार्बन उत्सर्जन कमी करणे.

त्यांचे पातळ प्रोफाइल स्पेस-मर्यादित भागात रेट्रोफिटिंगला परवानगी देते जेथे मानक क्लॅडिंग स्थापित केले जाऊ शकत नाही..

4.2 एरोस्पेस, संरक्षण, आणि वेअरेबल इनोव्हेशन ॲसिमिलेशन

एरोस्पेस मध्ये, एअरजेल कोटिंग्स संपूर्ण वातावरणातील री-एंट्री किंवा डीप-स्पेस मिशनमध्ये तापमानातील तीव्र बदलांपासून संवेदनशील घटक सुरक्षित करतात.

ते थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टममध्ये वापरले जातात (TPS), उपग्रह गृहनिर्माण, आणि अंतराळवीर फिट अस्तर, जेथे वजन बचत थेट कमी लाँच खर्चात रूपांतरित होते.

संरक्षण अनुप्रयोगांमध्ये, एरोजेल-लेपित फॅब्रिक्स कामगारांसाठी आणि आर्क्टिक किंवा वाळवंटी वातावरणातील उपकरणांसाठी हलके-वजन थर्मल इन्सुलेशन देतात.

परिधान करण्यायोग्य तंत्रज्ञान अष्टपैलू एअरजेल संयुगांपासून प्राप्त होते जे बुद्धिमान कपड्यांमध्ये शरीराचे तापमान टिकवून ठेवतात, बाहेरील उपकरणे, आणि वैद्यकीय थर्मल पॉलिसी सिस्टम.

याव्यतिरिक्त, अभ्यास एम्बेडेड सेन्सिंग युनिट्स किंवा फेज-चेंज सामग्रीसह एअरजेल फिनिश शोधत आहे (पीसीएम) लवचिक साठी, ग्रहणक्षम इन्सुलेशन जे पर्यावरणीय समस्यांशी जुळवून घेते.

शेवटी, एअरजेल कोटिंग्स उर्जेतील मॅक्रो-स्केल अडचणी दूर करण्यासाठी नॅनोस्केल अभियांत्रिकीच्या सामर्थ्याचे उदाहरण देतात, सुरक्षा, आणि टिकाऊपणा.

यांत्रिक लवचिकता आणि मल्टीफंक्शनल क्षमतांसह अल्ट्रा-लो थर्मल चालकता एकत्रित करून, ते पृष्ठभाग अभियांत्रिकीच्या मर्यादा पुन्हा परिभाषित करत आहेत.

उत्पादन खर्च कमी असल्याने आणि अर्जाच्या पद्धती अधिक प्रभावी होतात, एअरजेल कव्हरिंग्स पुढील पिढीच्या इन्सुलेशनमध्ये एक सामान्य उत्पादन म्हणून स्थित आहेत, सुरक्षा प्रणाली, आणि संपूर्ण मार्केटमध्ये बुद्धिमान पृष्ठभाग क्षेत्रे.

5. भीक मागणे

Cabr-Concrete हे ओव्हरसह काँक्रीट मिश्रणाचा पुरवठादार आहे 12 नॅनो-बिल्डिंग ऊर्जा संवर्धन आणि नॅनोटेक्नॉलॉजी विकासाचा अनुभव. ते क्रेडिट कार्डद्वारे पेमेंट स्वीकारते, T/T, वेस्ट युनियन आणि पेपल. TRUNNANO FedEx द्वारे परदेशातील ग्राहकांना माल पाठवेल, DHL, हवेने, किंवा समुद्राने. जर तुम्ही उच्च दर्जाचे काँक्रीट मिश्रण शोधत असाल, कृपया आमच्याशी संपर्क साधा आणि चौकशी पाठवा.
टॅग्ज:एअरजेल कोटिंग्ज, सिलिका एअरजेल थर्मल इन्सुलेशन कोटिंग, थर्मल इन्सुलेशन कोटिंग

सर्व लेख आणि चित्रे इंटरनेटवरून आहेत. काही कॉपीराइट समस्या असल्यास, कृपया हटवण्यासाठी वेळेत आमच्याशी संपर्क साधा.

आमची चौकशी करा