Kuinka ilmageelipitoisuuden vaihtaminen vaikuttaa termisesti johtavaan pinnoitteen suorituskykyyn?

Sisällysluettelo

1. Teollisuuden tausta- ja teknologiakehitystarpeet

2. Korrelaatiomekanismi ilmageelipitoisuuden ja lämmönjohtavuuden välillä

3. Kokeellinen tiedot: Airgel -gradientin korvaamisen vaikutus pinnoitteen suorituskykyyn

4. Tyypillinen tapaus: Airgel -pinnoitteiden levitys teollisuudessa ja rakentamisessa

5. Tekniset haasteet ja tulevat kehitysohjeet

6. Tietotaulukko: Airgel -sisällön ja pinnoitteen suorituskyvyn indikaattorien vertailu

1. Teollisuuden tausta- ja teknologiakehitystarpeet

Viime vuosina globaalin energianmuutoksen edistymisen ja "kaksoishiilen" tavoitteen edistymisen myötä korkean tehokkuuden ja energiansäästömateriaalit ovat tulleet ydinkysyntään rakennusalan, uuden energian, ilmailu- jne.Ilmagifinen lämpömaalion kiinteä materiaali, jolla on alhaisin lämmönjohtavuus (niin alhainen kuin 0. 012W/(M · K) 1 huoneenlämpötilassa). Ilmageelin ja polymeerimatriisin muodostamassa lämpöjohtamispinnoitteessa on useita toimintoja, kuten kevyt, lämmöneristys ja palontorjunta. Markkinoiden koon vuotuinen kasvu on keskimäärin 18%. Airgel-sisällön ja pinnoitteen suorituskyvyn epälineaarisesta suhteesta on kuitenkin tullut keskeinen tekninen pullonkaula, joka rajoittaa sen laajamittaista sovellusta.

 

 

2. Korrelaatiomekanismi ilmageelipitoisuuden ja lämmönjohtavuuden välillä

2.1 Lämpöjohtavuuspolun kolminkertainen malli

Airgelin nanoporainen rakenne vaikuttaa pinnoitteiden lämmönjohtavuuteen seuraavien mekanismien kautta:

Lämpöjohtavuuden estäminen: Airgelin huokoisuus on jopa 99,9%, ja sen kolmiulotteinen verkon luuranko laajentaa lämmönsiirtopolun 5-10 kertaa perinteisten materiaalien;

Lämpökonvektion estäminen: Huokoskoko alle 70 nm rajoittaa kaasumolekyylien vapaata polkua muodostaen "nollan konvektiovaikutuksen";

Lämpösäteilyn sironta: Airgel -luurankon varjostusvaikutus voi vähentää infrapunasäteilyn lämmönsiirtoa yli 80%.

2.2 Sisällönmuutoksen kriittinen vaikutus

Koe osoittaa, että kunAirgel -arkkitehtoninen päällysteSisältö kasvaa 1 0%: sta 25%: iin, päällysteen lämmönjohtavuus vähenee 0. 0 8W/(m · k) 0,03W/(M · K); Mutta kun se ylittää 30%, pinnoitesalkeat, jotka johtuvat riittämättömästä osuudesta kalvojen muodostavien aineiden suhteen, ja lämmönjohtavuus nousee arvoon 0,05 W/(M · K). Tämä osoittaa, että on olemassa optimaalinen annosalue.

3. Kokeellinen tiedot: Airgel -gradientin korvaamisen vaikutus pinnoitteen suorituskykyyn

Hubei Huifu -nano ja muut yritykset ovat paljastaneet seuraavat säännöt fumeded piidioksidien (hb -630) ja Airgel:

Tietojen tulkinta:

Huippun tarttuvuus: 40%: n korvaussuhteessa höyryn piidioksidin nano-mittakaava dispersio parantaa rajapinnan sitoutumislujuutta ja tarttuvuus kasvaa 38%;

Vahvuuden vaimennuspiste: Yli 80%: n korvaamisen jälkeen hölynpöly piidioksidi -agglomeraatit ja aiheuttaa stressipitoisuuden ja lujuus laskee 30%;

Taloudellisen tasapainon kohta: 25%: n ilmageelin komposiittijärjestelmä + 75% piidioksidi -piidioksidi vähentää kokonaiskustannuksia 42%.

4. Tyypillinen tapaus: Airgel -pinnoitteiden levitys teollisuudessa ja rakentamisessa

4.1 Uusien energiaparistojen lämpöhallinta

Jiayunin uusien materiaalien kehittämää AJ1025 -keraamisia kuitujen ilmageeliseristettä käytetään virran akkumoduuleissa:

Akkukennon lämpötilaeroa säädetään ± 2 asteen sisällä, ja lämmön karkaava estoaika pidennetään 30 minuuttiin;

1 mm: n paksuus voi saavuttaa 1200 asteen lämpöhakkinsuojausta, joka on 60% kevyempi kuin perinteiset keraamiset kuidut.

4.2 Rakennusten energiansäästömuutos

Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd: n Piili Airgel -pinnoitteen levitys Wuhanin kaupallisessa kompleksissa osoittaa:

2 mm: n päällystämisen jälkeen ulkoseinän pintalämpötila kesällä vähenee 18 astetta ja ilmastointianergiankulutus vähenee 34%;

The water repellency is >99,6%, joka ratkaisee perinteisen eristyskerroksen kosteuden aiheuttaman muottiongelman.

5. Tekniset haasteet ja tulevat kehitysohjeet

5.1 Nykyiset tekniset pullonkaulat

Dispersion yhtenäisyys: Aerogeelit yleensä aggregoivat hartsissa, ja esikäsittelytekniikat, kuten plasman modifikaatiot, on kehitettävä;

Mekaanisen ominaisuuksien vaimennus: 25%: n pitoisuus vetolujuus on 50% pienempi kuin puhtaan hartsin, ja hiilinanoputket on otettava käyttöön vahvistusta varten.

5.2 Innovaatioiden läpimurtosuunta

Gradientin komposiittirakenne: "voileipä" pinnoite (pinnan heijastavaIlmagomia jauhemaalaus+ Nanjingin yliopiston teknillisen yliopiston teknologiatiimin kehittämä keskimmäinen estekerros + pohja -liimakerros) lisää vain 65 astetta 1200 asteessa;

Älykäs pinnoite: Kiinan tiedeakatemia kehittää lämpötilaherkän ilmageelipinnoitteen, jonka lämmönjohtavuus voidaan säätää automaattisesti ± 15% lämpötilan muutoksilla.

6. Tietotaulukko: Airgel -sisällön ja pinnoitteen suorituskyvyn indikaattorien vertailu

Johtopäätös

Ilmageelipitoisuuden ja lämmönjohtavan pinnoitteen suorituskyvyn optimointi on moniparametrin synergistinen prosessi, joka vaatii läpimurtoja materiaalitieteen, nestemekaniikan, lämpötekniikan ja muiden tieteenalojen risteyksessä. Jiayunin uusien materiaalien ja Huifu -nanon kaltaisten yritysten teknologisen iteraation odotetaan vuoteen 2026 mennessä maailmanlaajuisten ilmageelin pinnoitusmarkkinoiden ylittäneen 8 miljardin dollarin muodostaen kymmeniä miljardeja sovellusskenaarioita rakennusenergian säilyttämisen aloilla, uusista energiaajoneuvojen, teollisuusputkien jne. Tulevaisuudessa, älykkyydestä ja toiminnallisesta integroinnista. Air Paningings Work Work Work Work -tapahtumassa.