Airgel to porowaty materiał o strukturze nanoskali. Jest znany jako dym wśród ciał stałych ze względu na jego ultralekkie i ultra-insulujące właściwości. W ostatnich latach, wraz z rozwojem wysokowydajności technologii oszczędzania energii, stopniowo rozszerzało się zastosowanie lotnicza w lotnisku, izolacji budynku, rurociągach przemysłowych i innych dziedzin. Jednak jako nowy rodzaj materiału o wysokiej wydajności, Airgel stoi również w obliczu wyzwań związanych z ceną i praktycznością. Ten artykuł systematycznie analizuje główne zalety i wady materiałów lotniczych, aby pomóc czytelnikom w pełni zrozumieć ten przyszły materiał.
Treść
1.1 Doskonała wydajność izolacji termicznej
1.2 Lekkie, wydajne i łatwe w instalacji
1.3 Doskonała wydajność wodoodporna
1.4 Płomienie Redardant i Silne Bezpieczeństwo
1.5 Trwałość i ochrona środowiska
1.1 Doskonała wydajność izolacji termicznej
Airgel, ze względu na unikalną nanoporowatą strukturę, wykazuje wyjątkowo niską przewodność cieplną i jest jednym z materiałów stałych o najbardziej znanych właściwości izolacji termicznej. Przykładając na przykład powietrza krzemionkowego, jego wewnętrzna porowatość jest tak wysoka, jak ponad 90%, a pory nanoskali skutecznie hamują ruch termiczny cząsteczek gazowych i przewodzenia ciepła z gazem i wysyłającym gazem i nadal może utrzymać doskonałą izolację termiczną nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze powyżej 650 stopni. W przeciwieństwie do tego, przewodność cieplna tradycyjnych materiałów izolacyjnych znacznie wzrasta w wysokich temperaturach, a stabilność lotnicza sprawia, że jest to pierwszy wybór dla ekstremalnych warunków pracy, takich jak petrochemikalia i lotniska. Na przykład w zastosowaniach izolacji rurociągów Airgel może znacznie zmniejszyć utratę ciepła i zwiększyć wydajność oszczędzania energii o ponad 30%, jednocześnie unikając ryzyka oparzeń z personelu z powierzchni o wysokiej temperaturze.
1.2 Lekkie, wydajne i łatwe w instalacji
Airgel ma tylko 1\/5 do 1\/3 grubości tradycyjnych materiałów, ale może zapewnić taki sam lub nawet lepszy efekt izolacji termicznej, znacznie oszczędzając przestrzeń instalacyjną, i jest szczególnie odpowiednia dla miejsc o ograniczonej przestrzeni, takich jak kabiny statku lub gęste rurociągi w roślinach chemicznych. Jego elastyczność umożliwia bezpośrednie owinięcie sprzętu w kształcie w kształcie bez potrzeby niestandardowych form. Po cięciu można go naprawić przez nakładanie się lub wiązanie, co poprawia wydajność budowy o ponad 50%. Ponadto światło i cienkie cechy zmniejszają obciążenie podporowe i obniżają koszty wzmocnienia strukturalnego. Tradycyjne materiały są podatne na efekty mostu termicznego ze względu na ich dużą grubość, podczas gdy ciągłe pokrycie powietrza może skutecznie zablokować ścieżkę przewodzenia cieplnego. Na przykład w budowaniu zastosowań ścian zewnętrznych można uniknąć kondensacji i utraty energii spowodowanej zimnymi i gorącymi mostami.
1.3 Doskonała wydajność wodoodporna
Airgel traktowano z modyfikacją hydrofobową, z prędkością hydrofobową ponad 98%, kąt styku z spadkiem wody wynoszącym ponad 150 stopni i prawie bez absorpcji wilgoci. Ta funkcja sprawia, że jest wyjątkowa w wilgotnych lub na świeżym powietrzu, unikając problemu gwałtownego przewodności termicznej tradycyjnych materiałów po wchłanianiu wody. Przykładając rurociągi naftowe jako przykład, airgel może przez długi czas odpierać erozję przez deszcz i wodę kondensacyjną, zapobiegać korozji pod warstwą izolacyjną i wydłużyć żywotność sprzętu na ponad 20 lat. Natomiast wydajność izolacji termicznej wełny skalnej zmniejsza się o 80% po wchłanianiu wody i jest łatwa do hodowli pleśni. Struktura zamkniętej powietrza eliminuje również uszkodzenia zmroziarki spowodowane penetracją wody i jest odpowiednia dla scen takich jak zbiorniki magazynowe w niskiej temperaturze.
Airgel jest nieorganicznym niemetalicznym materiałem o stopniu opóźniającym płomienie A. Nie uwalnia toksycznego dymu po wystawieniu na ogień, a jego wskaźnik tlenu przekracza 60%, co jest znacznie wyższe niż materiały izolacyjne organiczne, takie jak poliuretan. W pożarze Airgel może skutecznie spowolnić rozprzestrzenianie się płomieni i kupować czas na ewakuację i ratowanie. Na przykład w szybkich powozach kolejowych lub urządzeniach energetycznych warstwa izolacji airgel może wytrzymać krótkoterminowe wysokie temperatury o 1000 stopni, aby chronić rdzeniowy sprzęt przed uszkodzeniem. Ponadto jego niskie charakterystyki dymu spełniają surowe standardy, takie jak UE EN13501, unikając wtórnych zagrożeń, i jest szczególnie odpowiednia w miejscach o wyjątkowo wysokich wymaganiach związanych z ochroną przeciwpożarową, takimi jak tunele i budynki wieżowców.
1.5 Trwałość i ochrona środowiska
Airgel składa się głównie z składników nieorganicznych, takich jak dwutlenek krzemowy, i ma silną odporność na starzenie się. Ma stabilną strukturę w zakresie {{0}} do 650 stopni, siłę ściskającą 0. 2-0. 5 MPa i żywotność serwisową 20-30, która jest taka sama jak sprzęt. Jego przyjazność dla środowiska znajduje odzwierciedlenie w dwóch aspektach: po pierwsze, nie zawiera szkodliwych substancji, takich jak azbest i LZO, a procesy produkcyjne i użytkowania są wolne od zanieczyszczeń; Po drugie, można go poddać recyklingowi i ponowne wykorzystanie, a po odrzuceniu może zostać zmiażdżony i przerobiony w zawiesinę izolacyjną. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami, wełna skalna jest trudna do degradacji po odrzuceniu, a właściwości niskoemisyjne aerozoli są zgodne z globalnym trendem neutralności węgla. Na przykład w certyfikacji zielonej budynku (LEED) Airgel może uzyskać dodatkowe punkty ze względu na swój zrównoważony rozwój.
Chociaż Airgel działa dobrze pod względem izolacji cieplnej, zapobiegania pożarom i odporności na wilgoć, jego wysoki koszt jest nadal główną przeszkodą dla jego powszechnego zastosowania. Ze względu na złożony proces produkcyjny i wysokie koszty surowców obecna cena airgel jest znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych materiałów izolacyjnych, takich jak wełna szklana, wełna skalna lub piana poliuretanowa. Utrudnia to promowanie w projektach wrażliwych na koszty i jest odpowiednie tylko do wysokiej lub niezwykle wydajnej scenariuszy zastosowań, takich jak pól lotniczy, przemysł wojskowy, petrochemiczny i inne pola.
Ponadto Airgel ma pewne problemy z upuszczeniem pyłu podczas użytkowania. Jego struktura materiału jest krucha i łatwa do wytworzenia drobnego pyłu podczas przetwarzania lub instalacji, co jest szczególnie niekorzystne w czystych pomieszczeniach lub środowiskach wymagających wysokiej czystości. Aby uniknąć wpływu pyłu na operatorów i sprzętu, Airgel zwykle musi być powlekany, co zwiększa złożoność budowy i dodatkowe koszty, a także ogranicza jego bezpośrednie wykorzystanie w niektórych dziedzinach.
Podsumowując, airgel, jako najnowocześniejszy materiał o izolacji termicznej, staje się ważnym wyborem w polach konstrukcyjnych przemysłowych i wysokiej klasy ze względu na doskonałą izolację termiczną, odporność na ogień, odporność na wilgoć i właściwości ochrony środowiska. Chociaż jego wysoki problem z kosztami i pyłem są nadal głównymi czynnikami ograniczającymi jego powszechne zastosowanie, wraz z ciągłym doskonaleniem technologii produkcji i rozwoju na dużą skalę, perspektywy aplikacji Airgel są nadal szerokie. W przyszłości oczekuje się, że Airgel będzie odgrywać bardziej kluczową rolę w osiągnięciu ochrony zielonej energii i modernizacji materiałów.