Cum afectează schimbarea conținutului de aer al aerului performanța de acoperire conductoare termic?

Cuprins

1. Nevoile de fond și de dezvoltare a tehnologiei industriei

2. Mecanismul de corelație între conținutul de aer și conductivitatea termică

3. Date experimentale: Efectul înlocuirii gradientului Airgel asupra performanței acoperirii

4. Cazul tipic: Aplicarea acoperirilor Airgel în industrie și construcții

5. Provocări tehnice și direcții de dezvoltare viitoare

6. Tabelul de date: compararea conținutului de aer și a indicatorilor de performanță de acoperire

1. Nevoile de fond și de dezvoltare a tehnologiei industriei

În ultimii ani, odată cu avansarea transformării globale a energiei și a obiectivului „dual carbon”, a materialelor de înaltă eficiență și de economisire a energiei au devenit cererea de bază în domeniile construcțiilor, energiei noi, aerospațial etc.Vopsea termică cu aereste materialul solid cu cea mai mică conductivitate termică (la fel de scăzut ca 0. 012w/(m · k) 1 la temperatura camerei). Acoperirea conductoare termică formată din Airgel și Matricea Polymer are mai multe funcții, cum ar fi ușurință, izolație de căldură și prevenirea incendiilor. Mărimea pieței are o rată medie de creștere anuală de 18%. Cu toate acestea, relația neliniară dintre conținutul aerian și performanța de acoperire a devenit un blocaj tehnic cheie care restricționează aplicația sa pe scară largă.

 

 

2. Mecanismul de corelație între conținutul de aer și conductivitatea termică

2.1 Model de acțiune triplă a căii de conductivitate termică

Structura nanoporoasă a aerului afectează conductivitatea termică a acoperirilor prin următoarele mecanisme:

Inhibarea conducerii termice: porozitatea Airgel este de până la 99,9%, iar scheletul său tridimensional de rețea extinde calea de transfer de căldură la 5-10 de ori cea a materialelor tradiționale;

Blocarea convecției termice: dimensiunea porilor sub 70 nm limitează calea liberă a moleculelor de gaz, formând un „efect de convecție zero”;

Răspândire la radiații termice: Efectul de umbrire al scheletului Airgel poate reduce transferul de căldură cu radiații în infraroșu cu mai mult de 80%.

2.2 Efectul critic al schimbării conținutului

Experimentul arată că atunci cândAirgel Architectural CoatingConținutul crește de la 1 0% la 25%, conductivitatea termică a acoperirii scade de la 0. 0 8w/(m · k) la 0,03w/(m · k); Dar când depășește 30%, acoperirea fisuri din cauza proporției insuficiente de substanțe care formează filmele, iar conductivitatea termică crește la 0,05W/(M · K). Acest lucru indică faptul că există un interval de dozare optim.

3. Date experimentale: Efectul înlocuirii gradientului Airgel asupra performanței acoperirii

Hubei Huifu Nano și alte companii au dezvăluit următoarele reguli prin experimente de înlocuire a gradientului de silice fumată (HB -630) și Airgel:

Interpretarea datelor:

Adeziune de vârf: la 40% raport de înlocuire, dispersia la scară nano a siliceului fumată îmbunătățește rezistența la lipire interfațială, iar adeziunea este crescută cu 38%;

Punctul de inflexiune de atenuare a forței: după peste 80% înlocuire, aglomerate de silice fumate și provoacă concentrația de stres, iar rezistența scade cu 30%;

Punct de echilibru economic: sistemul compus de 25% airgel + 75% silice fumată reduce costul total cu 42%.

4. Cazul tipic: Aplicarea acoperirilor Airgel în industrie și construcții

4.1 Gestionarea termică a noilor baterii cu energie

Izolația AJ1025 Ceramic Airgel Felt Felt Dezvoltată de Jiayun Noi Materiale sunt utilizate în modulele de baterii de alimentare:

Diferența de temperatură a celulei bateriei este controlată la ± 2 grade, iar timpul de blocare termic de blocare este prelungit la 30 de minute;

Grosimea de 1 mm poate obține o protecție împotriva șocului termic de 1200 de grade, care este cu 60% mai ușoară decât fibrele ceramice tradiționale.

4.2 Transformarea de economisire a energiei a clădirilor

Aplicarea acoperirii cu aer siliciu a Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd într -un complex comercial din Wuhan arată:

După acoperire 2mm, temperatura de suprafață a peretelui exterior vara este redusă cu 18 grade, iar consumul de energie de aer condiționat este redus cu 34%;

The water repellency is >99,6%, care rezolvă problema matriței cauzată de umiditate în stratul tradițional de izolare.

5. Provocări tehnice și direcții de dezvoltare viitoare

5.1 blocaje tehnice existente

Uniformitatea de dispersie: aerogelii tind să se aglomereze în rășini și trebuie dezvoltate tehnologii de pretratare, cum ar fi modificarea plasmatică;

Atenuarea proprietății mecanice: la 25% conținut, rezistența la tracțiune este cu 50% mai mică decât cea a rășinii pure, iar nanotuburile de carbon trebuie introduse pentru întărire.

5.2 Direcția descoperirii inovației

Structura compusă gradient: acoperirea „sandwich” (reflectorizant de suprafațăVopsea cu pulbere cu aer+ strat de barieră mijlocie + strat adeziv de jos) Dezvoltat de echipa Nanjing University of Technology crește doar temperatura din spate cu 65 de grade la 1200 de grade;

Acoperire inteligentă: Academia Chineză de Științe dezvoltă o acoperire aeriană sensibilă la temperatură, a cărei conductivitate termică poate fi ajustată automat cu ± 15% cu modificări de temperatură.

6. Tabelul de date: compararea conținutului de aer și a indicatorilor de performanță de acoperire

Concluzie

Optimizarea conținutului de aer și a performanței de acoperire conductoare termică este un proces sinergic multi-parametru, care necesită descoperiri în intersecția științei materialelor, mecanicii fluidelor, inginerie termică și alte discipline. Odată cu iterația tehnologică a companiilor precum Jiayun New Materials și Huifu Nano, este de așteptat ca până în 2026, piața globală de acoperire ai aerului să depășească 8 miliarde de dolari SUA, formând zeci de miliarde de scenarii de aplicare în domeniile construirii de conservare a energiei, noi vehicule energetice, conducte industriale, etc. În viitor, direcția de dezvoltare a informațiilor și a integrării funcționale a Airgel Coatings va deveni în viitor, direcția de dezvoltare a informațiilor.