新型隔热材料有哪些?

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新型隔热材料主要包括以下几种:

气凝胶材料:具有低密度、高孔隙率、优异的热阻性能和超强的吸附性能。

碳纳米管材料:高强度、高导热、低密度,能够抵御高温、辐射、电磁波等各种环境。

相变材料:能够利用相变吸热、放热的原理,实现高效的隔热、保温效果。

新型隔热材料有哪些?-第1张图片-赞晨新材料

纳米多孔材料:具有较高的热阻性能和低密度,能够有效隔绝传热。

陶瓷纤维材料:能够抵抗高温、抗侵蚀、无毒无害,是一种较为环保的新型隔热材料。

这些新型隔热材料在节能环保、建筑、航空、军工等领域具有广泛应用前景。

1、气凝胶保温隔热材料

气凝胶超级绝热材料具有纳米级别的气孔和骨架颗粒,其隔热性能十分优越,其导热系数一般不超过0.1W/(m·K),引起了耐火工作者的广泛研究。气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料,因其半透明的色彩和超轻质量,也被称为“固态烟”,由于气凝胶具有纳米级别的气孔,这种结构可显著降低材料中气体分子热传导和热对流,同时纳米级骨架颗粒可显著降低固态热传导,所以制备出的隔热材料的热导率通常比空气还要低,同时还具有比较小的密度和弹性模量,是一种较为理想的轻质隔热材料。迄今为止,已研制出的气凝胶有很多种,有单相气凝胶、多相气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶。美国Cabot公司运用超临界干燥法,通过保留SiO2颗粒在其凝胶状态下的排列结构,成功的制备出纳米级别的SiO2气凝胶。制备出的SiO2气凝胶具有海绵状多孔网络结构,其孔洞和骨架颗粒的尺寸大多100nm以下,热导率仅为0.05W/(m·K),隔热效果极佳。

2、真空隔热材料

真空隔热材料最早于1893年由英国学者杜瓦提出的,当时主要用来作为储存液态空气容器的隔热材料,之后真空隔热技术在航空航天,特种合金的冶炼,电子产业等科技领域都获得了快速的发展。真空隔热材料又叫高温多层隔热材料,主要由发射率低的金属箔和低导热系数的夹层材料组合而成。由于在真空条件下,可以有效阻止热量的传递,因此这种材料的导热系数比普通隔热材料要低很多。温树林等研制成功了一种用于高温真空高效隔热材料,该材料由铝箔或镍箔与石英纤维席复合而成。随着人们对真空隔热材料的进一步研究,制备封闭的真空气孔结构材料成为广大工作者重要研究方向之一。

3、碳质保温隔热材料

新型碳质隔热材料具有导热系数小、热容量低、体积密度小、线膨胀系数小、耐高温、抗热震稳定性好、耐化学腐蚀性强、高纯无污染等优异的性能,广泛应用于真空电阻炉、感应炉、烧结炉、热处理炉等高温场所。其良好的隔热效果,可以节约30~70%的能源。2010年,日本碳素公司开发出高隔热性能的碳纤维隔热材料,不仅隔热效果良好,并且强度高、尺寸精确。碳质隔热材料性能优异,适用于各种陶瓷烧结、金属热处理、稀土类磁性材料的制造、太阳能电池硅铸造炉等生产设备中。

4、复合保温隔热材料

复合型保温隔热材料兼具各单一材料的优异性能,因而被广泛应用于各领域。复合型保温隔热材料在充分认识材料各自的特色后,按照需求进行有机的结合,其目的是充分利用各个材料的优点,使成为整体的产品各方面性能最佳。复合保温隔热材料分为无机与无机复合型(也称为复合硅酸盐型)和泡沫塑料与硅酸盐复合型两大类。无机与无机复合型保温材料主要种类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等,其隔热性能及强度明显优于单一的铝、镁、硅质隔热材料。海泡石保温材料作为无机与无机复合型隔热材料中的佼佼者,具有优良的保温隔热性能和应用效果,已经引起人们的高度重视。泡沫塑料与硅酸盐复合型隔热材料不仅具有很好的保温隔热性能,而且价格便宜,生产工艺简单,广泛用于化工生产、房屋建筑、食品工业、能源输送等领域。龙志勤等以聚苯乙烯泡沫塑料与普通硅酸盐水泥、粉煤灰材料制备出泡沫塑料与硅酸盐复合型保温隔热板,不仅隔热效能优异,还兼具防水功能。

聚氨酯硬泡:聚氨酯硬泡是一种具有闭孔结构的低密度微孔泡沫新型隔热材料材料,它的热导率小,隔热性能好,吸水率低,施工操作方便。聚苯板隔热层:聚苯板是用水泥和粉碎的聚苯乙烯泡沫塑料掺合而成的屋面板。聚苯板位于细石混凝土面层和防水层之间,除有隔热作用外,还有隔离层的作用。

FS水泥粉煤灰保温屋面:FS型保温材料是利用粉煤灰、硫铝酸盐水泥、稳泡剂和发泡剂等材料在常温常压下浇筑并发泡成型的新型隔热材料。FB新型复合屋面板:FB新型复合屋面板集轻质、保温、隔热和防水等多种功能于一体的新型隔热材料。

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