건축, 산업 장비 및 개인 보호 분야에서 열 단열재는 최근 몇 년 동안 빠르게 발전한 새로운 유형의 나노 물질로 항상 주요 역할을 해왔으며, 에어로겔은 초경량 열전도율, 매우 낮은 밀도를 가진 많은 열전도 기술 중에서도 눈에 띄고, 우수한 열전성을 가진 독특한 구조. {}} {}} {}} 전도, 대류 및 방사선이지만 우수한 기계적 적응성 및 기능적 통합 전위 .이 기사는 에어로겔의 열 단열 원리를 분석하고 현대 열 절연 시스템에서 장점 및 응용 전망을 탐색합니다. .
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Airgel이 우수한 열 단열성을 갖는 이유는 주로 독특한 구조적 특성과 열 전달 억제 메커니즘 . 에어로겔이 나노 스케일 고형 골격으로 구성된 다공성 물질로, 90% –99 .} 8%의 다공성을 갖는 다공성 재료이며,이 3 개의 나이너지가 아닌 매우 낮은 밀도가 아닌 매우 낮은 감소가 아닙니다. 고체 성분의 열 전도 경로는 또한 미세한 스케일에서 열 전달을위한 "장벽"을 형성한다.
열 전도 측면에서, 공기 겔의 고체 골격은 매우 희박하며, 이는 연속적이고 조밀 한 고형물과 달리 재료 내부의 열전도율을 크게 감소시킨다. 에어로겔의 열은 많은 수의 기공을 우회해야하며,이 "간헐적 경로"는 열 전도의 효율성을 효과적으로 약화시켜야한다. 공기 분자의 평균 자유 경로보다 작은 나노 미터, 따라서 가스 대류의 발생을 억제함으로써 .이 크기 효과는 공기 분자가 기공에서 효과적인 흐름을 형성 할 수 없음을 의미하여 가스 대류 열전달의 기여를 크게 줄일 수 없음을 의미합니다. .
방사선의 관점에서, 공기 겔의 구조는 적외선 산란 제로 도핑함으로써 열 방사선의 반사 또는 흡수 능력을 향상시킬 수 있으며, 중간 및 고온 환경에서 복사 열 전달을 추가로 억제하는이 메커니즘은 특히 고온 응용 분야에서 특히 가치가있다...
실험 데이터는 또한 에어로겔의 우수한 열 절연 성능을 강력하게 지원합니다 . 전형적인 실리카 에어로겔의 열전도율은 0 . 015–0 . 03 W/M · K만큼 낮을 수 있습니다. 이 데이터는 정적 환경에서 에어로겔의 열 절연 이점을 반영 할뿐만 아니라 항공 우주, 건축, 열 보호 의류 및 기타 분야에서의 홍보 및 적용에 대한 실험적 기초를 제공합니다.
우수한 열 절연 성능과 가벼운 특성으로 에어로겔 재료는 많은 분야에서 광범위한 응용 전망을 보여 주었고, 에너지 절약을 구축하는 측면에서 에어 겔 시트는 벽, 지붕, 문 및 창문의 절연 층에 사용될 수 있으며, 에너지 소비를 효과적으로 감소시키고 생생한 구축에 적합하며,.}}}}}} 에어로겔은 원자로 및 증기 파이프와 같은 장비의 절연 층으로 사용될 수 있으며, 600도 이상의 고온을 견딜 수 있으며 장비 부하를 줄이고 서비스 수명을 확장 할 수 있습니다 ..
섬유 및 개인 보호 분야에서 유연한 에어로겔 복합재는 냉전 의류, 소방 의류 및 군사 장비 . "극지 모발의 구조를 모방하고 효율적인 열 절연성 및 통기성을 조합하며 매우 차가운 환경에서 가벼운 마모 가능한 장비에 적합한 공기 겔 섬유와 같은 일부 바이오닉 디자인에 널리 사용됩니다.
또한 항공 우주 분야에서 Airgel은 우주선 열 방패, Mars Rover Landing Systems 및 Astronaut Clothing의 열 보호 층에 사용되어 극심한 열 흐름 및 중량 제어의 이중 요구 사항을 충족 시켰습니다. . 우수한 열 제어 기능은 NASA.과 같은 여러 공간 임무에서 검증되었습니다.
에어로겔 재료는 초 저 열도 전도도와 초경량 구조로 인해 열 단열 분야에서 우수한 성능을 가지고 있지만 여전히 실제 응용 분야에서 일련의 도전에 직면 해 있습니다. . 첫 번째는 기계적 브리틀즈의 문제입니다 . 전통적인 실리카 에어 로셀은 느슨한 knelickeleton으로 인해 매우 연약하며 전통적으로 깨진 것입니다. . 현재, 연구자들은 섬유 강화 및 유기농 중합체 복합재를 통해 압축 저항과 유연성을 향상시키고 있으며, 단열 및 의류의 사용 분야에서 사용 요구를 충족시키기 위해 롤링 및 꿰매어 줄 수있는 유연한 에어로겔 제품을 점차적으로 실현하고 있습니다 ({6}}.
두 번째는 대규모 준비 .의 비용 문제입니다. .는 초 임계 CO₂ 건조 공정과 결합 된 현재의 주류 솔 겔 방법이 완전한 구조로 고성능 에어로겔을 얻을 수 있지만, 장비는 비싸고, 에너지 소비는 높고, 공정주기가 길어서 대규모 산업 생산을 지원하기가 어렵습니다. 전진 대기압 건조 및 동결 건조 및 전구체 최적화와 자동 제어를 결합하여 준비 효율을 향상시키고 전반적인 비용을 줄입니다 .
또한, 열악한 환경 적응성은 에어로겔의 촉진을 제한하는 주요 요인 중 하나입니다. .는 높은 다공성 구조가 습기를 흡수하기가 쉽기 때문에, 물 유입은 기공 붕괴와 성능 저하 . . . ..}}}}}}}}}}.. {2} {2} .. 일반적으로 습도, 바람 및 비, 고지대와 같은 야외 환경에서 안정성과 내구성을 향상시키는 데 사용됩니다 .
미래에, 에어로겔의 개발은 "연약하고 생산하기 어렵고 날씨에 저항성이 아닌"문제를 해결해야 할뿐만 아니라 화염 지연, 전기기 변화 차폐, 위상 변화 온도 조절 및 기타 복잡한 기능을 제공하여 항공 마모, 스마트 웨어러블, 스마트 레스피블 + 및 원자로의 복잡한 장면 및 기타 복잡한 장면을 충족시키는 것과 같은 다기능 통합 방향으로 발전해야합니다.
재료 과학 및 준비 기술의 지속적인 발전으로, 에어로겔의 개발은보다 다양하고 고성능 방향으로 나아가고 있으며, 다기능 통합은 전통적인 열 단열 성능 외에도 에어로겔 리서치 .의 초점이 될 것입니다. 건축, 운송, 전자 장치 등의 분야에서 여러 성능의 요구를 충족시킬 수있을뿐만 아니라 지능형 제조 및 고급 장비에서 에어로겔의 응용 공간을 확장 할 수 있습니다 .
이온 디자인은 자연의 구조물을 그려서 에어로겔의 기계적 특성을 개선하는 또 다른 중요한 방향입니다. 자연의 자체의 구조물을 그리며, 폴리 곰 모발의 층상 복합 구조를 구조화하고, 연구자들은 더 높은 인성과 충격 저항성을 가진 에어로겔 재료를 설계하고 있습니다. 초경량 및 다공성 특성, 유연한 보호 의류, 항공 우주 및 기타 분야에서 에어로겔의 적용 잠재력을 크게 넓 힙니다 .
녹색 환경 보호의 개념은 에어로 겔의 준비 과정이 지속 가능한 . 셀룰로오스 에어로겔과 같은 바이오 기반 원료를 기반으로 한 에어로겔 재료의 개발 과정을 촉발 시켰으며, 전통적인 화석 자원에 대한 의존성을 줄일뿐만 아니라 재료의 생분해 성을 개선하고 경제적 인 재료의 생분해 성을 개선하고 재활용을 최적화하고 재활용을 최적화합니다. AirGel 산업은 미래의 환경 친화적 인 제조를위한 중요한 방향이 될 것입니다 .
에어로겔은 우수한 열 단열성 성능과 경량 다공성 구조 .로 인해 전통적인 열 단열재에 중요한 보충 자료가되었으며, 높은 비율, 높은 준비 비용 및 불충분 한 환경 적 적응성과 같은 문제에도 불구하고, 섬유 강화, 복합 재료 및 녹색 준비 기술의 진보는 지속적으로 성능 개선 과정을 촉진하고 있으며, {1}의 산업화 프로세스는 지속적으로 발전하고 있습니다. 다기능 통합 및 비오닉 디자인, 열 단열재, 사운드 단열재, 전자기 차폐 및 환경 보호 및 지속 가능성과 같은 여러 기능의 통합을 실현합니다. . 기술이 계속해서 성숙함에 따라 에어로겔은 건축 에너지 보존, 산업 고온 보호, 섬유 및 방출 에너지를 달성하는 데 더 큰 역할을 할 것입니다. 목표 .