Materiaalitieteen jatkuvan edistymisen myötä Airgel on vähitellen laajentunut huippuluokan pelloilta, kuten ilmailu- ja sotilasteollisuudesta päivittäisiin siviilikenteisiin, koska se on erittäin alhainen lämmönjohtavuus, erittäin lievä paino ja erinomainen lämpö- ja äänen eristys suorituskyky. Valmistuskustannusten asteittaisen vähentämisen ja prosessien jatkuvan optimoinnin myötä ilmageelimateriaaleja käytetään laajasti monissa siviiliskenaarioissa, kuten rakennuseristys, vaatteiden kylmäsuojaus, kodin laitteen eristys, palonsuoja jne., Näyttäen valtavia markkinoiden potentiaalia ja sovellusmahdollisuuksia. Tässä artikkelissa keskitytään useisiin ilmageelimateriaaleihin, joita käytetään laajasti siviilikentällä, ja tutkitaan niiden suorituskykyä ja käytännön soveltamistapauksia.
Sisältö
2. Ydinsijulaitteiden skenaariot
3. Teollistumisprosessi ja haasteet
Airgel on erittäin kevyt kiinteä materiaali, jolla on nanoporkas rakenne. Erittäin korkean huokoisuuden ja erityisen mikrorakenteensa vuoksi sillä on monia ainutlaatuisia ominaisuuksia. Sen lämmönjohtavuus on niin alhainen kuin 0. 013-0. 025 W\/m · K, joka on yksi kiinteistä aineista, joilla on tällä hetkellä alhaisin lämmönjohtavuus, ja sillä on erinomainen lämpöeristysvaikutus. Samanaikaisesti ilmageelin tiheys on erittäin alhainen, jopa 3 kg\/m³, mikä on melkein kevyempi kuin ilma. Lisäksi nykyaikaisissa ilmageelimateriaaleissa on myös hyvä hydrofobisuus ja stabiilisuus, ja ne voivat silti ylläpitää erinomaista suorituskykyä monimutkaisissa ympäristöissä, mikä tekee siitä huomion keskittymisen funktionaalisten materiaalien alalla.
Viime vuosina "kaksinkertaisen hiilen" tavoitteiden edistämisen ja vihreän ja vähähiilisen politiikan ohjauksen edistämisen myötä Airgel-materiaalit ovat vähitellen laajentuneet ilmailu- ja sotilaskentistä siviilimarkkinoille. Laajamittaisen tuotannon aiheuttaman kustannusvähennyksen ja ylikriittisen kuivauksen, kuten ylikriittisen kuivauksen, optimoinnin ansiosta Airgelin valmistustekniikka on kypsempi ja sovelluskynnys on vähentynyt jatkuvasti. Nykyään AirGeliä käytetään yhä enemmän monilla siviilialalla, kuten rakennuseristys, kodinlaitteen eristys, funktionaaliset vaatteet jne., Ja siitä on tullut tärkeä uusi materiaali energiansäästön ja päästöjen vähentämisen edistämiseksi ja elämänlaadun parantamiseksi.
2. Ydinsijulaitteiden skenaariot
1. Rakennusten energiansäästö
Airgelin levitys rakennusten energiansäästöön on muodostunut, etenkin lämpöeristyksen ja rakenteellisen energiansäästön suhteen. Seinä- ja kattoeristyksen suhteen ilmageelimateriaalit korvaavat vähitellen perinteisiä materiaaleja, kuten kalliovillaa ja polyuretaania. Paksuutta ei vain pienentää yli 50% muuttamatta lämpöeristyksen suorituskykyä, mutta se voi myös vähentää tehokkaasti rakennuksen lämpöhäviötä. Petrokemianteollisuuden tapauksen mukaan lämmön menetystä voidaan vähentää 34,6%. Korkean tehokkuuden energiansäästöikkunoiden levittämisessä Airgel Glass Interlayer -teknologian käyttö voi saavuttaa hyvän tasapainon optisen läpäisyn ja lämpövastuksen suorituskyvyn välillä, mikä vähentää huomattavasti ilmastointikuormaa. Samanaikaisesti AirGeliä käytetään myös lattialämmitysjärjestelmän eristyskerroksessa. Ohuiden kerrosten asettamisen avulla voidaan saavuttaa nopeampi pohjalämmitys, ja energian kokonaiskulutusta voidaan vähentää jopa 30%: lla, mikä parantaa lattialämmitysjärjestelmän energiatehokkuutta.
2. Uudet energiaajoneuvot
Uusien energiaajoneuvojen alalla ilmageelimateriaaleista on tullut tärkeä ratkaisu sähköjärjestelmän turvallisuuteen ja ajoneuvojen suorituskyvyn optimointiin niiden erinomaisen lämmönvakauden ja kevyiden ominaisuuksien vuoksi. Kun Airgel on levitetty voimansiirtoparistojen lämmönsuojaimeen, se kestää lämpötiloja, jotka ylittävät 800 astetta, täyttäen 5- minuutin lämpötilan kaltaisen viiveen kansallisen turvallisuusstandardin GB 38031-2020. Airgel -komposiittimateriaalien integrointi katto- ja oven runkorakenteeseen voivat saavuttaa merkittävän kevyen ja parantaen samalla ajoneuvon kestävyyttä. Lisäksi AirGeliä käytetään myös latauspaalujen sisäiseen eristämiseen, mikä estää tehokkaasti korkean lämpötilan kertymisen aiheuttamasta komponenttivirheitä ja parantamaan latausjärjestelmän turvallisuutta ja vakautta.
3. Ulkovarusteet ja toiminnalliset vaatteet
Ilmageelin kevyt ja tehokas eristysetu ulkoilmalaitteissa tekevät siitä ihanteellisen toiminnallisen materiaalin äärimmäisille ympäristöille. Ammattimaisissa laitteissa, kuten Polar -retkikuntapukuissa, 1 cm: n paksu ilmageelikomposiittikerros voi saavuttaa perinteisten 5 cm: n paksujen materiaalien eristysvaikutuksen, vähentää huomattavasti vaatteiden painoa ja parantaa mukavuutta. Palonsuojavaatteiden suhteen Airgelillä on erinomainen korkea lämpötilan vastus ja liekinestoaineiden ominaisuudet, jotka voivat tarjota palomiehille turvallisemman suojan korkean lämpötilan ympäristöissä, estäen tehokkaasti lämpösäteilypolttoa ja lämmönjohtamisvaurioita.
4. Koti- ja päivittäiset tarpeet
Airgel on asteittain tuhansien kotitalouksien tulossa ja siitä tulee tärkeä materiaali kotitalouksien energiansäästölle ja turvallisuuden parantamiseksi. Esimerkiksi jääkaapissa ja pakastimissa ilmageelin eristyskerrosten käyttö voi vähentää tehokkaasti kylmähäviöitä, parantaa eristystehokkuutta ja parantaa siten tuotteen energiansäästötasoa. Siviililämmitysjärjestelmissä ilmageelimateriaaleja käytetään myös laajasti putkien eristämiseen, mikä ei vain estä lämmitysputkien jäätymistä ja halkeilua talvella, vaan myös ylläpitää hyvää lämpötehokkuutta ohuemmissa eristysolosuhteissa.
5. nousevat potentiaaliset kentät
Airgel -tekniikan jatkuvan kehityksen myötä sen soveltamispotentiaali nousevilla aloilla kasvaa edelleen. Elektronisten laitteiden lämmön hajoamisen kannalta AirGeliä käytetään sirujen taustan ja lämmönjohtavina kalvomateriaaleina matkapuhelimien, muistikirjojen ja muiden laitteiden auttamiseksi tehokkaamman lämmön hajoamisen hallinnan. Huippuluokan asuin- ja avaruusteknologian muutoksen suuntaan avaruuskapseleista johdettu ilmageelin eristystekniikka on siirretty huippuluokan rakennuksiin tarjoamalla ilmailuluokan lämpöympäristön hallintaa ja asuntojen energiansäästöratkaisuja, jotka heijastavat "ihmisten toimeentuloa palvelevan avaruustekniikan kehityssuuntausta".
3. Teollistumisprosessi ja haasteet
Vaikka Airgelillä on merkittäviä etuja suorituskyvyssä, sen teollistumisella on edelleen kustannusten, tekniikan ja standardien haasteita. Tällä hetkellä ilmageelin hinta on edelleen 3-5 kertaa perinteisten lämpöeristysmateriaalien hinta, josta on tullut yksi suurimmista esteistä laajamittaiselle sovellukselle. Prosessin optimoinnin ja suuren mittakaavan tuotannon etenemisen myötä kustannusten odotetaan kuitenkin laskevan tulevaisuudessa yli 60%.
Teknologian suhteen, vaikka ilmakehän paineen kuivausprosessin odotetaan korvaavan korkean kustannuskriittisen kuivauksen, stabiilisuutta ja tuotteiden johdonmukaisuutta on vielä parannettava. Samanaikaisesti Airgel on suhteellisen hauras, ja sen mekaanista lujuutta on parannettava komposiittitekniikan avulla laajemman sovellusvalikoiman tarpeiden tyydyttämiseksi.
Lisäksi nykyisessä siviilikentällä puuttuu systemaattisia teollisuusstandardeja, etenkin palonsuojelutason ja ympäristönsuojelutestauksen rakentamisen suhteen. Yhtenäistä standardia ei ole. Äänitandardijärjestelmän perustaminen on keskeinen tuki ilmageelimateriaalien laajalle levinneen toteutuksen edistämiselle.
Yhteenvetona voidaan todeta, että ilmageelin teollistuminen on kiihdytetyssä vaiheessa. Vain koordinoimalla kustannushallinta, teknologiset läpimurtot ja tavanomaiset rakentamisen sen laajalle levinnyt soveltaminen siviilimarkkinoilla todella toteutetaan.
Koska energiansäästö- ja ympäristöystävällisiä materiaaleja koskevan maailmanlaajuisen kysynnän jatkuvaa kasvua Airgel-markkinat ovat siirtymässä nopean kehityksen ajanjaksoon. Ennusteiden mukaan vuoteen 2025 mennessä maailmanlaajuisten Airgel -markkinoiden odotetaan ylittävän 3 miljardia dollaria, joista Kiinan markkinaosuus ylittää 40%, ja siitä tulee globaalin kasvua edistävä ydinvoima. Tulevaisuudessa biopohjaisesta Airgelistä tulee tärkeä tekninen suunta. Uusien airgel -materiaalien, jotka perustuvat uusiutuviin resursseihin, kuten selluloosaan ja kitosaaniin, ei ole vain erinomainen suorituskyky, vaan ne ovat myös enemmän ympäristönsuojelun ja kestävän kehityksen suuntausten mukaisia.
Samaan aikaan erilaiset suotuisat politiikat ovat tarjonneet hyvän maaperän Airgelin laajalle levinneelle levitykselle. Verkkojen tuet ja energiatehokkuusstandardit vihreiden rakennusten alalla ovat edistäneet korkean suorituskyvyn eristysmateriaaleja perinteisten tuotteiden korvaamiseksi; Uusien energiaajoneuvojen suhteen Airgelistä on tullut tärkeä materiaali sähköakujen lämpöhallinnassa, koska se täyttää kansalliset pakolliset turvallisuusstandardit. Kaiken kaikkiaan, kun teknisen kehityksen ja politiikan tuen kaksipyöräinen asema Airgelin odotetaan nopeuttavan sen popularisointia useissa siviiliskenaarioissa ja tulevan tärkeä edustaja uuden sukupolven korkean suorituskyvyn funktionaalisten materiaalien suhteen.
Airgel on siirtymässä "mustasta tekniikasta laboratoriossa" laajamittaiseen siviilikäyttöön saavuttaen harppauskehityksen materiaalien alalla. Erinomaisella lämpöeristyksellään, kevyellä ja ympäristönsuojeluillaan Airgelistä on tulossa strateginen uusi materiaali, jolla tuetaan avainteollisuuden, kuten vihreiden rakennusten ja uusien energiaajoneuvojen, kehitystä, ja sillä on suuri merkitys "kaksoishiilen" tavoitteiden ja kestävän kehityksen toteuttamiselle. Tulevaisuudessa sen täyden toteuttamisen edistämiseksi on edelleen tarpeen tehdä yhteistyötä ja innovoida kaikkien teollisuuden, yliopistojen ja tutkimuksen osapuolten keskuudessa, keskittyä kustannusten hallintaan ja läpimurtoihin teknisten pullonkaulojen nopeuttamiseen, vakiojärjestelmän rakentamista ja auttaa Airgelia todella tuhansien kotitalouksien ja palvelemaan vihreää tulevaisuutta.