Airgel este un material poros cu o structură la nano -scală. Este cunoscut sub numele de fum printre solide datorită proprietăților sale ultra-ușoare și ultra-izolante. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea tehnologiei de economisire a energiei de înaltă eficiență, aplicarea AIRGEL în aerospațial, izolarea clădirilor, conductele industriale și alte câmpuri s-a extins treptat. Cu toate acestea, ca un nou tip de material de înaltă performanță, Airgel se confruntă, de asemenea, cu provocări în ceea ce privește prețurile și practic. Acest articol va analiza sistematic principalele avantaje și dezavantaje ale materialelor Airgel pentru a ajuta cititorii să înțeleagă pe deplin acest material viitor.
Conţinut
1.. Avantajele principale ale Airgel
1.1 Performanță excelentă de izolare termică
1.2 ușor, eficient și ușor de instalat
1.3 Performanță excelentă impermeabilă
1.4 Retardant de flacără și siguranță puternică
1,5 durabilitate și protecție asupra mediului
2.. Dezavantaje principale ale Airgel
1.. Avantajele principale ale Airgel
1.1 Performanță excelentă de izolare termică
Airgel, datorită structurii sale nanopore unice, prezintă o conductivitate termică extrem de scăzută și este unul dintre materialele solide cu cele mai cunoscute proprietăți de izolare termică. Luând ca exemplu aerul de silice, porozitatea sa internă este la fel de mare de peste 90%, iar porii la nano-scală inhibă efectiv mișcarea termică a moleculelor de gaz și a conducerii de căldură solide pe gaz și poate menține în continuare izolație termică excelentă chiar și în medii la temperaturi ridicate peste 650 grade. În schimb, conductivitatea termică a materialelor tradiționale de izolare crește semnificativ la temperaturi ridicate, iar stabilitatea aerului o face prima alegere pentru condiții de muncă extreme, cum ar fi petrochimia și aerospațial. De exemplu, în aplicațiile de izolare a conductelor, Airgel poate reduce semnificativ pierderea de căldură și poate crește eficiența de economisire a energiei cu mai mult de 30%, evitând în același timp riscul de arsuri către personalul de pe suprafețe de temperatură ridicată.
1.2 ușor, eficient și ușor de instalat
Airgel este de numai 1\/5 până la 1\/3 grosimea materialelor tradiționale, dar poate oferi același efect de izolare termică sau chiar mai bun, economisind semnificativ spațiul de instalare și este potrivit în special pentru locuri cu spațiu limitat, cum ar fi cabine nave sau conducte dense în instalațiile chimice. Flexibilitatea sa permite ca echipamentele în formă de complex să fie înfășurate direct fără a fi nevoie de matrițe personalizate. După tăiere, poate fi fixat prin suprapunere sau legare, ceea ce îmbunătățește eficiența construcției cu mai mult de 50%. În plus, caracteristicile ușoare și subțiri reduc sarcina de suport și reduc costul întăririi structurale. Materialele tradiționale sunt predispuse la efecte ale podului termic datorită grosimii lor mari, în timp ce acoperirea continuă a aerului poate bloca eficient calea de conducere a căldurii. De exemplu, în construirea aplicațiilor de perete exterior, condensarea și pierderea de energie cauzată de podurile la rece și calde pot fi evitate.
1.3 Performanță excelentă impermeabilă
Airgel a fost tratat cu modificare hidrofobă, cu o rată hidrofobă de peste 98%, un unghi de contact cu căderea apei de peste 150 de grade și aproape nici o absorbție de umiditate. Această caracteristică o face remarcabilă în medii umede sau în aer liber, evitând problema creșterii conductivității termice a materialelor tradiționale după absorbția apei. Luând ca exemplu conductele de ulei, Airgel poate rezista eroziunii prin ploaie și apă de condensare pentru o lungă perioadă de timp, să prevină coroziunea sub stratul de izolare și să prelungească durata de viață a echipamentului la mai mult de 20 de ani. În schimb, performanța de izolare termică a lânii de rocă scade cu 80% după absorbția apei și este ușor de reprodus mucegai. Structura cu celule închise a aerului elimină, de asemenea, daunele de îngheț cauzate de penetrarea apei și este potrivită pentru scene precum rezervoarele de depozitare la temperaturi joase.
Airgel este un material nemetalic anorganic cu un grad de ignifug de flacără de A. Nu eliberează fum toxic atunci când este expus la foc, iar indicele său de oxigen depășește 60%, ceea ce este mult mai mare decât materialele de izolare organică, cum ar fi poliuretanul. Într -un incendiu, Airgel poate încetini efectiv răspândirea flăcărilor și poate cumpăra timp pentru evacuare și salvare. De exemplu, în căruțele feroviare de mare viteză sau în instalațiile electrice, stratul de izolare ai aerului poate rezista la temperaturi ridicate pe termen scurt de 1000 de grade pentru a proteja echipamentele de bază de daune. În plus, caracteristicile sale scăzute de fum îndeplinesc standarde stricte, cum ar fi UE EN13501, evitând pericolele secundare și sunt deosebit de potrivite pentru locurile cu cerințe extrem de mari de protecție împotriva incendiilor, cum ar fi tunelurile și clădirile înalte.
1,5 durabilitate și protecție asupra mediului
Airgel este compus în principal din componente anorganice, cum ar fi dioxidul de siliciu și are o rezistență puternică de îmbătrânire. Are o structură stabilă în intervalul {{0}} gradul la 650 grade, o rezistență la compresiune de 0. 2-0. 5 MPa și o durată de viață de 20-30 ani, care este aceeași cu echipamentul. Prietenia sa de mediu se reflectă în două aspecte: în primul rând, nu conține substanțe dăunătoare, cum ar fi azbest și COV, iar procesele de producție și utilizare sunt fără poluare; În al doilea rând, poate fi reciclat și reutilizat și poate fi zdrobit și refăcut în suspensie de izolare după ce a fost aruncat. În comparație cu materialele tradiționale, lâna de rocă este dificil de degradat după ce a fost aruncată, iar proprietățile cu conținut scăzut de carbon ale Airgel sunt în conformitate cu tendința globală a neutralității carbonului. De exemplu, în Certificarea Green Building (LEED), Airgel poate obține puncte suplimentare pentru sustenabilitatea sa.
2.. Dezavantaje principale ale Airgel
Deși Airgel funcționează bine în ceea ce privește izolarea căldurii, prevenirea incendiilor și rezistența la umiditate, costul ridicat este în continuare principalul obstacol pentru aplicarea sa răspândită. Datorită procesului de producție complex și a costurilor ridicate ale materiilor prime, prețul curent al Airgel este mult mai mare decât cel al materialelor de izolare tradiționale, cum ar fi lână de sticlă, lână de rocă sau spumă poliuretanică. Acest lucru face dificilă promovarea în proiectele sensibile la costuri și este potrivit doar pentru scenarii de aplicare de înaltă calitate sau de înaltă performanță, cum ar fi aerospațial, industria militară, petrochimia și alte domenii.
În plus, Airgel are anumite probleme de scădere a prafului în timpul utilizării. Structura sa materială este fragilă și este ușor să generați praf fin în timpul procesării sau instalării, ceea ce este deosebit de nefavorabil în camerele curate sau în medii care necesită o curățenie ridicată. Pentru a evita impactul prafului asupra operatorilor și echipamentelor, Airgel trebuie, de obicei, să fie acoperit, ceea ce crește complexitatea construcției și costurile suplimentare și, de asemenea, limitează utilizarea directă a acesteia în unele domenii.
În rezumat, Airgel, ca material de izolare termică de înaltă performanță de înaltă performanță, devine o alegere importantă în câmpurile de construcție industriale și de înaltă calitate, datorită izolației termice excelente, rezistenței la foc, rezistenței la umiditate și proprietăților de protecție a mediului. Deși problema sa ridicată și praful său sunt în continuare principalii factori care își limitează aplicarea pe scară largă, odată cu îmbunătățirea continuă a tehnologiei de producție și dezvoltarea pe scară largă, perspectivele de aplicare ale AIRGEL sunt încă largi. În viitor, Airgel este de așteptat să joace un rol mai critic în realizarea conservării energiei ecologice și a modernizării materialelor.