耐高温氮化硅气凝胶材料的制备及性能文献综述
2020-04-17 19:45:04
随着社会经济发展,能源与环境已成为全球性问题,我国钢铁冶金、高温窑及太阳能光伏等高温、高能耗行业能源利用率低,能耗大,CO2等有害气体排放量大。
能耗大的原因主要由于传统耐高温隔热材料如岩棉、泡沫玻璃、多孔陶瓷板和耐火砖等隔热性能差,热量损失严重,尤其是1000℃以上的高温隔热性能明显下降。
节能减排作为我国的基本国策,是经济社会发展的永久主题,提高能源利用率迫在眉睫。
气凝胶是一种纳米多孔的新型材料,由于其低密度、高比表面积、高孔隙率,导热系数极低的特点,在隔热,吸附领域受到了广泛的关注。
自1931年,美国加州太平洋大学(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler首次通过乙醇超临界干燥制备出二氧化硅气凝胶气凝胶发明至今,已有近90年的时间。
这中间,国内在对于气凝胶的制备工艺,性能应用上进行了不断的研究探索。
如今,气凝胶已经成为具有较强竞争力的高新技术产品之一,在中国国家经济转型升级、节能降耗政策的持续推进的时代背景之下,更是越来越多受到了政府、学术界、企业界、融资界的密切关注。
2 二氧化硅气凝胶材料 2.1概述 二氧化硅气凝胶具有无毒、无味、无污染的特性,颗粒尺寸小、比表面积大,是一种低密度的无机非金属多孔材料。
在光学上,纳米二氧化硅颗粒能表现出小尺寸效应和表面界面效应,使其具有特殊的光学特性,超高的孔隙率和极低的折光指数,因而可浸渍入聚合物等添加剂来制备非线性光学活性玻璃。
在热学上,二氧化硅气凝胶的纳米多孔网络结构能够有效限制固态热传导和气态热传导,且超小的材料内部气孔尺寸可消除大部分热对流,从而使对流、传热大幅度降低,优异的绝热性能使其成为纳米孔超级绝热材料的载体。