納米氣凝膠氈被譽為“神奇的材料”

   納米氣凝膠氈作為一種新型的保溫產品，不知不覺地進入了各個行業，提到納米凝膠氈，通過這個名字，我們可以理解納米凝膠氈和氣凝膠有不可避免的聯系，是的，它的主要材料是Si在氣凝膠中使用02氣凝膠Si以02氣凝膠為主要研究對象，Si02氣凝膠體積密度低.目前，在節能建筑、鋼鐵、航空航天、石化等領域，導熱系數低的優點被稱為神奇材料。

   說它是一種神奇的材料，因為它的厚度只有傳統材料的一小部分，但保溫效果 是傳統保溫材料的2-5倍，使用壽命更長。此外，它的疏水性和耐火性也特別好，而且很受客戶的歡迎也就不足為奇了。為什么納米凝膠氈有這么好的效果 ，這應該從Si從02氣凝膠結構開始。

   Si02氣凝膠不同于微米和毫米孔結構的多孔材料。其纖細的納米結構使材料的導熱性極低，比表面積大，光和聲的散射比傳統的多孔材料小得多。Si通過固體熱傳導、氣體熱傳導和輻射熱傳導，共同完成02氣凝膠的熱傳遞。Si02氣凝膠的孔隙和纖維納米多孔網絡結構的彎曲路徑阻止了空氣的氣體熱傳導和凝膠骨架的固體熱傳導，也可以與紅外吸收劑混合阻擋熱輻射。這三個方面的共同作用幾乎阻礙了熱傳遞的所有方式Si02氣凝膠具有良好的保溫效果。Si02氣凝膠的導熱系數為0.013W/(m . K)以下導熱系數遠低于常溫下靜態空氣[0.025W/(m . K)] ，密度低，防水阻燃綠色環保，不易老化，使用壽命長。二氧化硅凝膠的主要成分是Si02 不含對人體有害的物質，產品無放射性，優于傳統保溫材料。Si02氣凝膠具有較高的聲阻，吸附能力超過傳統活性炭吸附材料，產品附加值高，因此被稱為超隔熱材料。

   但是,Si02氣凝膠獨特的網絡結構、高孔隙率、低密度也導致其質地脆弱，在高溫環境下半透明si02氣凝膠材料很難抵抗輻射熱導率的影響，因此在許多領域. Si02氣凝膠難以單獨作為隔熱材料使用，需要摻雜改性 或與其他隔熱材料復合使用，以達到理想的使用效果。

納米氣凝膠氈

   現在你知道為什么納米氣凝膠氈如此神奇了。事實上，納米氣凝膠氈只有很多Si02氣凝膠保溫材料之一。下面介紹一下納米氣凝膠氈的制備工藝:溶膠一凝膠法和模壓燒結法通常用于膠下通用納米氣凝膠氈的制備工藝。

   (1)溶膠-凝膠法

   溶膠-凝膠法采用硅酸乙酯、硅溶膠、水玻璃等硅源材料。首先使用催化劑(如HCl、H2SO4等)在這些溶膠中加入，然后用堿性物質調節凝膠時間，形成納米孔網絡SiO2凝膠體。老化后，凝膠體中的凝膠體SiO2顆粒形成網絡結構，網絡中的間隙被液體，即水或溶劑占據。如果液體在干燥過程中占據的間隙能被空氣取代，則含有大量空氣SiO2材料稱為硅氣凝膠。在這個過程中，有一個關鍵技術，即由于毛細管間隙表面張力的作用，凝膠體在干燥過程中會收縮并坍塌納米孔結構。這會使整個材料開裂，較終形成間隙率很低的干凝膠。因此，早期研究采用超I臨界干燥法。也就是說，在超臨界狀態下，氣體和液體之間不再有界面，而是成為氣體和液體之間的均勻流體，逐漸從凝膠體中排出。由于沒有氣體和液體界面，因此沒有表面張力，因此不會對凝膠體的收縮和結構造成損害。然而，由于超臨界干燥需要高溫和高壓條件，水的臨界溫度為274.1℃，壓力22.04MPa；239.4℃，壓力8.09MPa；因此，很難進行大規模生產。目前只有NASA該方法與陶瓷纖維制成復合絕緣瓦，用于航天飛機。其他只停留在實驗室研究中，沒有商業產品。目前，一種流行的研究方法是通過表面改性來降低其表面張力。一般采用三甲基氯硅烷和聚二甲基硅氧烷（PDMS）等等，使凝膠表面硅烷基化。這降低了毛細管的表面張力，從而減少了凝膠在干燥過程中的收縮和開裂，使干燥能夠在正常壓力下進行。此外，還添加了粘合劑，以增加其骨架強度。然而，使用這些方法會降低材料的一些隔熱效果。

   納米氣凝膠氈采用溶膠一凝膠法制作，可實現壁薄孔均勻，形成理想的納米孔網絡結構，性能優越，但成本較高。

納米氣凝膠氈的主要特點

   (2)模壓燒結法

   納米氣凝膠氈的另一種方法是使用超細的鏈狀結梅SiO以微粉為主要原料，模壓成一定形狀。SiO微粉末鏈結構的原始粒徑在納米范圍內。因此，網絡結構的孔隙也主要在納米范圍內。使用這種方法的關鍵是使這些納米超細SiO2微粉可以連接成納米孔網絡結構的整體，更好的方法是燒結SiO2微粒子互相反應而成為一體。由于SiO2顆粒在納米尺度范圍內，因此控制燒結溫度是該方法的關鍵。此外，在原材料中還需要添加纖維來增加強度，并添加遮光劑來有效地分離高溫下的輻射傳熱。該方法生產的產品的性能一般略低于溶膠一凝膠制成的整個產品。因為在這種網絡結構中SiO2壁殼比溶膠一凝膠法好SiO2壁殼要厚(20nm），這增加了固相的熱傳導。此外，這些粉末之間還存在一些微米間隙，這也增加了空氣的熱對流。但目前的納米氣凝膠氈產品主要采用這種方法制造。