Фабрики за гъвкави аерогелове: Принципът на действие на изолационни листове от аерогел, подсилени с влакна
Водени от световната енергийна криза и ускорения преход към нисковъглеродно развитие, високоефективните топлоизолационни материали се превръщат в ключово изискване за пестене на енергия в различни индустрии. Традиционните изолационни материали, като стъклена вата, минерална вата и полиуретанова пяна, са способни да отговорят на основните изисквания, но имат очевидни ограничения по отношение на топлинната ефективност, намаляването на теглото и устойчивостта на високи температури.
Аерогелните изолационни листове, подсилени с влакна, са ново поколение нанопорести топлоизолационни материали, демонстриращи революционни характеристики благодарение на уникалния си дизайн и механизъм за термична защита. В момента те намират все по-голямо приложение във високотехнологични области като възобновяема енергия, аерокосмическа индустрия и електронно оборудване.
- Основният механизъм на топлоизолация
Многомерно потискане на топлопреноса с помощта на наноструктура
Предимствата на изолационните листове от аерогел, подсилени с влакна, произтичат от тясната връзка между тяхната микроструктура и механизмите за топлопреминаване. Твърдата рамка на материала е съставена от наночастици, образуващи непрекъсната триизмерна мрежова структура с висока порьозност, варираща от 80% до 99%. Размерите на порите обикновено варират от 20 до 50 nm, което е по-малко от средния свободен пробег на въздушните молекули при нормални условия (приблизително 70 nm).
В такава структура и трите основни пътя за пренос на топлина са едновременно потиснати:
- Топлопроводимост през твърдата фаза
Извиващите се термични пътища и изключително малката площ на напречното сечение на нанорамката значително увеличават съпротивлението на топлопренос в твърдата фаза.
- Топлопроводимост на газа
Газовите молекули, разположени вътре в нанопорите, са лишени от възможността за свободни сблъсъци, в резултат на което ефективността на топлопреноса, дължаща се на дифузия на газ, рязко намалява.
- Лъчист топлообмен
Въвеждането на добавки за инфрачервено екраниране, като титанов диоксид (TiO₂) и силициев карбид (SiC), позволява ефективното абсорбиране и отразяване на инфрачервеното лъчение, чийто дял се увеличава при повишени температури, като по този начин допълнително се ограничава топлопреносът.
Синергичното потискане на трите механизма за топлопреминаване осигурява ултраниска топлопроводимост – по-малка от 0,015 W/(m K), което значително надвишава характеристиките на традиционните топлоизолационни материали, като например стъклена вата (около 0,035 W/(m K)).
Jutao Environmental Technology — специалисти по аерогелови разтвори
Останете свързани с нас, за да получавате най-новите актуализации, анализи за индустрията и приложни решения в областта на аерогеловете.