1. Aerogel qoplamalarining asosiy fanlari va nanoarxitektura dizayni
1.1 Aerogel asosidagi qoplamalarning kelib chiqishi va talqini
(Aerojel qoplamalar)
Aerojel qoplamalari kengroq aerojellardan olingan funktsional mahsulotlarning o'zgaruvchan kursini ifodalaydi– ultra gözenekli, ajoyib issiqlik izolyatsiyasi bilan mashhur past zichlikdagi qattiq moddalar, baland maydon, va nano o'lchamdagi me'moriy quvvat strukturasi.
An'anaviy monolitik aerojellardan farqli o'laroq, Ular odatda zaif va murakkab geometriyalarga qo'shilishi qiyin, aerojel qatlamlari po'lat kabi substratlarda yupqa plyonkalar yoki sirt maydoni qatlamlari sifatida ishlatiladi, polimerlar, matolar, yoki qurilish mahsulotlari.
Bu qatlamlar ommaviy aerojellarning asosiy xususiyatlarini saqlab qoladi– ayniqsa, ularning nano darajada g'ovakligi va issiqlik o'tkazuvchanligi pasaygan– yaxshilangan mexanik mustahkamlikni ta'minlagan holda, ko'p qirralilik, va püskürtme kabi strategiyalar bilan qo'llashning soddaligi, daldırma qoplamasi, yoki rulonli ishlov berish.
Ko'p aerojel qatlamlarining asosiy komponenti silikadir (SiO IKKI), polimerlarni o'z ichiga olgan chatishtirish tizimlari bo'lsa-da, uglerod, yoki keramika peshqadamlari funksionallikni moslashtirish uchun sezilarli darajada foydalaniladi.
Aerojel qoplamalarining o'ziga xos xususiyati ularning nanostrukturali tarmog'idir, odatda quyida o'lchamlari bo'lgan teshiklarni yaratadigan o'zaro bog'langan nanozarrachalardan iborat 100 nanometrlar– havo zarralarining o'rtacha qo'shimcha yo'lidan kichikroq.
Ushbu me'moriy cheklov gaz o'tkazuvchanligini va konvektiv issiqlik uzatishni samarali ravishda bostiradi, aerojel pardozlash eng ishonchli issiqlik izolyatorlaridan biri hisoblanadi.
1.2 Sintez yo'llari va quritish mexanizmlari
Aerojel qoplamalarining qurilishi sol-gel kimyosi orqali nam jel tarmog'ining shakllanishi bilan boshlanadi, Bu erda tetraetil ortosilikat kabi molekulyar peshqadamlar (TEOS) uch o'lchovli silika tarmog'ini hosil qilish uchun suyuq muhitda gidroliz va kondensatsiya reaktsiyalariga uchraydi..
Ushbu protsedura gözenek hajmini nazorat qilish uchun nozik sozlanishi mumkin, bit morfologiyasi, va pH kabi spetsifikatsiyalarni qayta sozlash orqali o'zaro bog'lanish zichligi, suv-prekursor nisbati, va haydovchi turi.
Jel tarmog'i substratda nozik plyonka o'rnatish ichida yaratilgandan so'ng, hal qiluvchi to'siq nozik nanostrukturani buzmasdan, gözenekli suyuqlikdan xalos bo'lishga bog'liq.– an'anaviy ravishda o'ta kritik quritish orqali hal qilingan muammo.
Superkritik quritishda, hal qiluvchi (odatda alkogol yoki CO ₂) kritik nuqtadan tashqarida isitiladi va bosim o'tkaziladi, suyuqlik-bug' interfeysidan xalos bo'lish va kapillyar stressdan kelib chiqadigan qisqarishni to'xtatish.
Samarali bo'lsa-da, bu usul energiya talab qiladi va katta yoki in-situ qatlamli ilovalar uchun kamroq mos keladi.
( Aerojel qoplamalar)
Ushbu cheklovlardan xalos bo'lish uchun, muhit stressini quritishdagi yutuqlar (APD) aslida yuqori bosimli qurilmalarga muhtoj bo'lmasdan mustahkam aerojel qoplamalarini ishlab chiqarishga imkon berdi.
Bunga silikalashtiruvchi vakillar yordamida silika tarmog'ining sirtini sozlash orqali erishiladi (masalan, trimetilxlorosilan), ular sirt gidroksil guruhlarini hidrofobik qismlar bilan almashtiradilar, bug'lanish paytida kapillyar kuchlarni kamaytirish.
Olingan qoplamalar g'ovaklikni saqlab qoladi 90% va qalinligi 0,1 ga teng– 0.3 g/sm³, masshtabli ishlab chiqarishga imkon yaratib, ularning izolyatsion ish faoliyatini himoya qiladi.
2. Issiqlik va mexanik samaradorlik xususiyatlari
2.1 Istisno issiqlik izolyatsiyasi va issiq uzatishni bostirish
Aerojel qoplamalarining eng mashhur uy-joy xususiyati ularning ultra past issiqlik o'tkazuvchanligidir, odatda dan farq qiladi 0.012 uchun 0.020 Vt/m · K atrof-muhit sharoitida– harakatsiz havoga teng va poliuretan kabi an'anaviy izolyatsiya materiallaridan keskin past (0.025– 0.030 Vt/m · K )yoki mineral jun (0.035– 0.040 Vt/m · K).
Ushbu samaradorlik nanostrukturada mavjud bo'lgan uchta issiq uzatishni bostirish mexanizmlari to'plamidan kelib chiqadi.: silika ligamentlarining ingichka tarmog'i tufayli minimal qattiq uzatish, 100 nm ostidagi teshiklarda Knudsen diffuziyasi tufayli minimal havo o'tkazuvchanligi, va doping yoki pigmentni kuchaytirish orqali radiatsiya uzatishni kamaytiradi.
Mantiqiy ilovalarda, hatto nozik qatlamlar (1– 5 mm) aerojel pardozlash termal qarshilikka erishish mumkin (R-qiymati) ancha qalin an'anaviy izolyatsiya bilan solishtirish mumkin, aerokosmikda cheklangan makon uslublarini ta'minlash, konvertlarni ishlab chiqish, va mobil gadjetlar.
Bundan tashqari, aerojel qatlamlari keng harorat oralig'ida xavfsiz ishlashni ko'rsatadi, kriyojenik muammolardan (-200 ° C )o'rtacha yuqori haroratgacha (taxminan 600 Sof silika tizimlari uchun ° C), ularni og'ir muhit uchun mos qilish.
Ularning past emissiyasi va quyosh nurini aks ettirish qobiliyati infraqizil nurni aks ettiruvchi pigmentlar yoki ko'p qatlamli arxitekturalarni birlashtirish orqali yanada kuchaytirilishi mumkin., quyosh nuri ta'sir qiladigan ilovalarda radiatsiyaviy himoyani yaxshilash.
2.2 Mexanik chidamlilik va substratning mosligi
Ularning haddan tashqari porozligidan qat'i nazar, Zamonaviy aerojel qoplamalari hayratlanarli mexanik mustahkamlikni namoyish etadi, ayniqsa, polimer biriktirgichlar yoki nanotolalar bilan mustahkamlanganda.
Krossbreed organik-noorganik formulalar, silika aerojellarini polimerlar bilan birlashtirganlar kabi, epoksilar, yoki polisiloksanlar, moslashuvchanlikni oshirish, yopishqoqlik, va zarba qarshiligi, qoplamaning tebranishlarga bardosh berishiga imkon beradi, termal velosipedda yurish, va kichik aşınma.
Ushbu gibrid tizimlar mukammal izolyatsiya ko'rsatkichlarini saqlab, 5 gacha bo'lgan uzilish qiymatlarida cho'zilishni ta'minlaydi.– 10%, bosim ostida sinishdan himoya qiladi.
Turli xil substratlarga bog'lang– po'lat, alyuminiy, beton, stakan, va ko'p qirrali plyonkalar– sirtni astarlash bilan erishiladi, kimyoviy birikma vakillari, yoki davolash davomida in-situ bog'lanish.
Qo'shimcha, aerojel qatlamlari hidrofobik yoki superhidrofobik bo'lishi mumkin, izolyatsiya samaradorligini pasaytirishi yoki korroziyaga olib kelishi mumkin bo'lgan suvni qaytarish va namlikning kirib kelishini to'xtatish.
Mexanik chidamlilik va atrof-muhitga chidamlilikning bu kombinatsiyasi tashqarida uzoq umr ko'rishni yaxshilaydi, dengiz, va sanoat inshootlari.
3. Amaliy ko'p qirrali va ko'p funktsiyali kombinatsiya
3.1 Akustik damping va audio izolyatsiyalash imkoniyatlari
Termal boshqaruvdan tashqari, Aerojel qoplamalari ochiq teshikli nanostruktura tufayli akustik izolyatsiyada katta salohiyatga ega., qalin yo'qotishlar va ichki ishqalanish orqali tovush energiyasini tarqatadi.
Burilishli nanopor tarmog'i akustik to'lqinlarning tarqalishiga to'sqinlik qiladi, ayniqsa, o'rtadan yuqori muntazamlik navida, aerogel qoplamalarini aerokosmik kabinalarda shovqinni kamaytirishda samarali qilish, avtomobil panellari, va qurilish devorlarining sirtlari.
Viskoelastik qatlamlar yoki mikro-teshilgan kurashlar bilan birlashtirilganda, aerojelga asoslangan tizimlar juda kam qo'shimcha og'irlik bilan keng polosali audio singdirishni amalga oshirishi mumkin– vaznga sezgir ilovalarda muhim foyda.
Ushbu ko'p funktsiyalilik integratsiyalashgan termal-akustik to'siqlarni loyihalash imkonini beradi, murakkab sozlamalarda ko'p sonli alohida qatlamlarga bo'lgan talabni kamaytirish.
3.2 Yong'inga chidamlilik va tutunni kamaytirish xususiyatlari
Aerojel qoplamalari tabiatan yonmaydi, chunki silika asosidagi tizimlar yong'inga yonilg'i qo'shmaydi va odatdagi qurilish va qurilish va izolyatsiya mahsulotlarining yonish omillaridan yuqori harorat darajasiga bardosh bera oladi..
Yog'och kabi yonuvchan substratlar bilan bog'liq bo'lganda, polimerlar, yoki to'qimachilik, aerojel qoplamalari termal to'siq sifatida ishlaydi, issiqlik uzatish va pirolizni kechiktirish, Shunday qilib, yong'inga chidamliligini oshiradi va qochish vaqtini oshiradi.
Ba'zi formulalar o'tga chidamli qo'shimchalar yoki olovni ushlab turuvchi qo'shimchalarni o'z ichiga oladi (masalan, fosfor yoki bor moddalari) isitish natijasida kengayib boradi, asosiy materialni yaxshiroq himoya qiladigan himoya char qatlamini yaratish.
Bunga qo'chimcha, ko'p polimer asosidagi izolyatsiyalardan farqli o'laroq, aerojel qatlamlari minimal tutun hosil qiladi va yuqori haroratga duchor bo'lganda zararli uchuvchi moddalar yo'q, tunnellar kabi yopiq muhitda xavfsizlikni yaxshilash, kemalar, va ko'p qavatli binolar.
4. Sektorlar bo'ylab sanoat va paydo bo'ladigan ilovalar
4.1 Qurilish va sanoat uskunalarida energiya samaradorligi
Aerojel qoplamalari uslub va ramka jihatidan oson termal boshqaruvni o'zgartiradi.
Windows uchun qo'llaniladi, devor sirtlari, va tom yopish, ular o'tkazuvchan va radiatsion issiq almashinuvni minimallashtirish orqali uyni isitish va sovutish tonnalarini kamaytiradi, nol energiya qurilishi sxemalariga hissa qo'shish.
Shaffof aerojel qoplamalar, ayniqsa, termal daromadni blokirovka qilishda kunduzgi uzatishga ruxsat bering, ularni skeyplar va parda devori sirtlari uchun mukammal qilish.
Sanoat quvurlari va saqlash tanklarida, aerojel bilan qoplangan izolyatsiya bug'da quvvat yo'qotilishini kamaytiradi, kriyojenik, va suyuqlik tizimlarini qayta ishlash, funktsional samaradorlikni oshirish va uglerod chiqindilarini minimallashtirish.
Ularning nozik profili standart qoplamani o'rnatish mumkin bo'lmagan makon cheklangan joylarda qayta jihozlash imkonini beradi.
4.2 Aerokosmik, Mudofaa, va taqiladigan innovatsiyalarni assimilyatsiya qilish
Aerokosmik sohasida, aerojel qoplamalari sezgir komponentlarni atmosferaga qayta kirish yoki chuqur kosmik missiyalar davomida harorat darajasining keskin o'zgarishidan himoya qiladi.
Ular termal himoya tizimlarida qo'llaniladi (TPS), sun'iy yo'ldosh korpuslari, va astronavtga mos astarlar, Bu erda vaznni tejash to'g'ridan-to'g'ri tushirilgan ishga tushirish xarajatlariga aylanadi.
Himoya dasturlarida, aerojel bilan qoplangan matolar arktik yoki cho'l atmosferalarida ishchilar va asboblar uchun engil issiqlik izolatsiyasini taklif qiladi..
Kiyinish texnologiyasi aqlli kiyimlarda tana haroratini saqlaydigan ko'p qirrali aerojel birikmalaridan foyda oladi, tashqi uskunalar, va tibbiy issiqlik siyosati tizimlari.
Qo'shimcha, tadqiqot o'rnatilgan sezgi birliklari yoki fazani o'zgartiruvchi materiallar bilan aerogel qoplamalarini aniqlashdir (PCMlar) moslashuvchan uchun, ekologik muammolarga moslashuvchi retseptiv izolyatsiya.
Nihoyat, aerojel qoplamalari energiyadagi so'l miqyosdagi qiyinchiliklarni hal qilish uchun nano o'lchovli muhandislik kuchini misol qilib ko'rsatadi, xavfsizlik, va barqarorlik.
Mexanik moslashuvchanlik va ko'p funktsiyali imkoniyatlar bilan ultra past issiqlik o'tkazuvchanligini birlashtirish orqali, ular sirt muhandisligi chegaralarini qayta belgilamoqda.
Ishlab chiqarish xarajatlari pasayganligi va qo'llash usullari ancha samarali bo'lganligi sababli, aerogel qoplamalari keyingi avlod izolyatsiyasida odatiy mahsulot bo'lishi uchun joylashtirilgan, xavfsizlik tizimlari, va bozorlardagi aqlli sirt maydonlari.
5. yolvormoq
Cabr-Beton - bu ortiq bo'lgan beton qo'shimchalari yetkazib beruvchisi 12 nano-qurilish energiyasini tejash va nanotexnologiyalarni rivojlantirish bo'yicha ko'p yillik tajriba. Kredit karta orqali to'lovni qabul qiladi, T/T, West Union va Paypal. TRUNNANO tovarlarni chet eldagi mijozlarga FedEx orqali jo'natadi, DHL, havo orqali, yoki dengiz orqali. Agar siz yuqori sifatli beton qo'shimchasini qidirsangiz, iltimos biz bilan bog'laning va so'rov yuboring.
Teglar:Aerojel qoplamalar, Silika aerojel issiqlik izolyatsiyasi qoplamasi, issiqlik izolyatsiyasi qoplamasi
Barcha maqolalar va rasmlar Internetdan olingan. Agar mualliflik huquqi bilan bog'liq muammolar mavjud bo'lsa, o'chirish uchun o'z vaqtida biz bilan bog'laning.
Bizdan so'rang