Hvordan påvirker endret luftgelinnhold termisk ledende beleggytelse?

Innholdsfortegnelse

1. Bransjebakgrunn og teknologiutviklingsbehov

2. Korrelasjonsmekanisme mellom luftgelinnhold og termisk ledningsevne

3. Eksperimentelle data: Effekt av luftgradientsubstitusjon på beleggytelse

4. Typisk tilfelle: Anvendelse av Airgel -belegg i industri og konstruksjon

5. Tekniske utfordringer og fremtidige utviklingsretninger

6. Datatabell: Sammenligning av luftgelinnhold og indikatorer

1. Bransjebakgrunn og teknologiutviklingsbehov

De siste årene, med avansementet for global energitransformasjon og "dobbelt karbon" -målet, har høyeffektivitet og energisparende materialer blitt den kjerne etterspørselen innen konstruksjon, ny energi, romfart, etc.Airgel termisk malinger det faste materialet med den laveste termiske ledningsevnen (så lavt som 0. 012W/(M · K) 1 ved romtemperatur). Det termiske ledende belegget dannet av Airgel og Polymer Matrix har flere funksjoner som lettvekt, varmeisolering og brannforebygging. Markedsstørrelsen har en gjennomsnittlig årlig vekstrate på 18%. Imidlertid har det ikke-lineære forholdet mellom luftgelinnhold og beleggytelse blitt en viktig teknisk flaskehals som begrenser den store applikasjonen.

 

 

2. Korrelasjonsmekanisme mellom luftgelinnhold og termisk ledningsevne

2.1 Triple-action-modell av termisk konduktivitetssti

Den nanoporøse strukturen til Airgel påvirker den termiske konduktiviteten til belegg gjennom følgende mekanismer:

Termisk ledningsinhibering: Porøsiteten til Airgel er så høy som 99,9%, og dets tredimensjonale nettverkskjelett utvider varmeoverføringsbanen til 5-10 ganger som tradisjonelle materialer;

Termisk konveksjon Blokkering: Porestørrelsen under 70Nm begrenser den frie banen til gassmolekyler, og danner en "null konveksjonseffekt";

Termisk strålingsspredning: Skyggeleggingseffekten av luftgelskjelettet kan redusere infrarød strålingsvarmeoverføring med mer enn 80%.

2.2 Kritisk effekt av innholdsendring

Eksperimentet viser at nårAirgel arkitektonisk beleggInnholdet øker fra 1 0% til 25%, den termiske konduktiviteten til belegget synker fra 0. 0 8W/(m · k) til 0,03W/(m · k); Men når det overstiger 30%, sprekker belegget på grunn av utilstrekkelig andel filmdannende stoffer, og den termiske konduktiviteten stiger tilbake til 0,05W/(m · k). Dette indikerer at det er et optimalt doseringsområde.

3. Eksperimentelle data: Effekt av luftgradientsubstitusjon på beleggytelse

Hubei Huifu Nano og andre selskaper har avslørt følgende regler gjennom gradientstatningseksperimenter av fumet silika (HB -630) og Airgel:

Datatolkning:

Toppadhesjon: Ved 40% erstatningsforhold forbedrer nanoskala-spredningen av fumet silika grensesnittbindingsstyrken, og vedheftet økes med 38%;

Styrke demping Bøyningspunkt: Etter mer enn 80% erstatning, fumet silika agglomerater og forårsaker stresskonsentrasjon, og styrken avtar med 30%;

Økonomisk balansepunkt: Det sammensatte systemet på 25% Airgel + 75% Fumed Silica reduserer den totale kostnaden med 42%.

4. Typisk tilfelle: Anvendelse av Airgel -belegg i industri og konstruksjon

4.1 Termisk styring av nye energibatterier

AJ1025 Ceramic Fiber Airgel -isolasjon som føles utviklet av Jiayun nye materialer brukes i strømbatteri -moduler:

Temperaturforskjellen på batterisellen styres innen ± 2 grader, og den termiske løpende blokkeringstiden utvides til 30 minutter;

1 mm tykkelse kan oppnå 1200 graders termisk støtbeskyttelse, som er 60% lettere enn tradisjonelle keramiske fibre.

4.2 Energisparende transformasjon av bygninger

Bruken av Silicon Airgel Coating of Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd i et kommersielt kompleks i Wuhan viser:

Etter belegg 2mm reduseres overflatetemperaturen på ytterveggen om sommeren med 18 grader, og energiforbruket for klimaanlegg reduseres med 34%;

The water repellency is >99,6%, som løser muggproblemet forårsaket av fuktighet i det tradisjonelle isolasjonslaget.

5. Tekniske utfordringer og fremtidige utviklingsretninger

5.1 Eksisterende tekniske flaskehalser

Dispersjonsuniering: Aerogeler har en tendens til å samle seg i harpikser, og forbehandlingsteknologier som plasmamodifisering må utvikles;

Mekanisk eiendomsdemping: Ved 25% innhold er strekkfastheten 50% lavere enn for ren harpiks, og karbon nanorør må innføres for forsterkning.

5.2 Innovasjonsgjennomgangsretning

Gradientkomposittstruktur: "sandwich" -belegget (overflate reflekterendeAirgel pulvermaling+ Middle Barrier Layer + Bunn Limlag) utviklet av Nanjing University of Technology -teamet øker bare ryggtemperaturen med 65 grader ved 1200 grader;

Intelligent belegg: Det kinesiske vitenskapsakademiet utvikler et temperaturfølsomt luftgelbelegg, hvis termisk ledningsevne automatisk kan justeres med ± 15% med temperaturendringer.

6. Datatabell: Sammenligning av luftgelinnhold og indikatorer

Konklusjon

Optimalisering av luftgelinnhold og termisk ledende beleggytelse er en synergistisk prosess med flere parameter, som krever gjennombrudd i skjæringspunktet mellom materialvitenskap, fluidmekanikk, termisk ingeniørvitenskap og andre fagområder. Med den teknologiske iterasjonen av selskaper som Jiayun New Materials og Huifu Nano, forventes det at innen 2026 vil det globale Airgel -beleggmarkedet overstige 8 milliarder dollar, og danne titalls milliarder av applikasjonsscenarier i felt for å bygge energibesparing, nye energi.