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纳米粉体在无机保温隔热材料中的应用

时间:2017-06-06 10:02来源:南阳银通官网作者:网络部点击:

纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。它的应用给传统的无机隔热保温材料科学提出来新的挑战。
无机隔热保温纳米材料-纳米硬硅钙石硬硅钙石是水化硅酸钙矿物中的一种。在所有的水化硅酸钙矿物中,硬硅钙石是结晶水含量最低、耐温性最好的一种矿物。硬硅钙石的分解温度为1 050~1100°C.在此温度下硬硅钙石晶体几乎不发生任何变化,即使发生分解反应,由于失去的结晶水很少,所引起的体积变化也不大,不会造成毁灭性破坏。
作为保温材料的硬硅钙石是由SD2质原料(如石英)和CaO质原料(如石灰)在高压釜中经水热动态合成的。硬硅钙石一般呈针状或纤维状。随着反应原料和反应条件的不同,纤维的直径可以从几微米到小于100nm这些纤维互相交生、连生、相互缠绕形成具有类似鸟窝结构的中空二次粒子。在二次粒子内部,并不是完全中空的,而是稀疏的硬硅钙石纤维纵横交织分布,把内部分割成更小的空间。在二次粒子的外部,硬硅钙石纤维较为密集,形成紧密坚实的外壳。部分纤维外延生长,形成伸向外壳的尖刺,因此这些硬硅钙石二次粒子又称为毛栗状的二次粒子,其直径一般为十几到几十个微米。
纳米级纤维保温材料纳米级超细纤维保温材料(FBR)是一种热性能稳定,且有独特的自我降解功能的新材料。用它来代替PUR是太阳热水器水箱保温材料可持续发展的一条新路。其中,F12型纳米隔热材料的隔热性能,其热导率(20150 /(m.K)且随着温度的升高而增加。此外,隔热材料在150°Q下加热100s后,背壁温度不超过50°Q.热量传递的方式主要有3种:传导、对流和辐射,其传热机制见在固相隔热材料中,材料的热导率由3部分组成,即固体的热传导、空隙中气体的对流以及空气间的辐射。当材料在高温使用时,辐射传热是影响热导率的主要因素;在常温使用时,辐射传热则转化为次要因素。由于材料的使用温度不太高,可以忽略热辐射对材料热导率的影响。
超级绝热材料纳米绝热材料是20世纪90年代后期出现的超级绝热材料,是对绝热材料的一次革命。一般认为,超级绝热材料是指在预定的使用条件下,其导热系数低于无对流空气导热系数的绝热材料。而要实现超级绝热材料:一是要使材料的体积密度在保持足够机械强度的同时,其体积密度要极端的小;二是要将空气的对流减弱到极限;三是要通过近于无穷多的界面和材料的改性,使热辐射反射、散射和吸收,从而降到最低。通常认为,纳米孔超级绝热材料应同时具备以下几个特征:一是材料内几乎所有的孔隙都应在100nm以下;二是材料内大部分(80%以上)的气孔尺寸都应小于50nm三是材料应具有很低的体积密度。
作为最具有发展潜力的高新技术-纳米技术给传统无机隔热保温材料学注入了新的活力,提出了更具创新意义的课题。相信纳米技术将在无机保温材料领域会得到更广泛的应用。
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