氣凝膠由Samuel S. Kistler在1930年代發明,是人類已知密度最小的固體,也被稱為“冷凍煙霧”“藍色煙霧”“固體煙霧”等,它由90%空氣組成,是一種絕緣體,其隔熱效率是玻璃纖維和泡沫的四倍。氣凝膠是通過從凝膠中除去所有液體直到充滿空氣而形成的,這個過程遵循“超臨界染色”過程,以前該過程通常需要幾天,隨著科研技術發展,現在已能將幹燥時間壓縮到幾個小時。氣凝膠製品則是由氣凝膠衍生出來的複合材料,例如氣凝膠板是以納米二氧化矽氣凝膠為主體材料,通過特殊工藝複合而成的柔性保溫氈等,可用於隔熱保溫等多種用途。
氣凝膠及其製品的應用領域
航天航空領域
美國宇航局曾使用氣凝膠作為捕獲介質來收集非常小的星際和彗星顆粒,這些顆粒會嵌入多孔氣凝膠中。俄羅斯“和平”號空間站、美國“火星探路者”探測器和“火星漫步者”探測車、中國“長征五號”運載火箭和“祝融號”火星車都曾使用氣凝膠材料進行絕熱保溫,“星辰號”飛船用氣凝膠做的采集“手套”來收集彗星塵。
在飛機上,氣凝膠可以作為外層材料,起到防輻射、吸收紅外線和漫反射波實現隱形功能,屏蔽自身電子信號實現反偵察的功能;氣凝膠也可用於軍用保溫帳篷等航空航天相關的軍事應用領域。
建築領域
牆壁:外牆上的氣凝膠隔熱層可防止熱量逸散到外部環境中。氣凝膠氈或板可用於隔離牆壁的外部和內部,為有潮濕問題的牆壁隔熱提供一站式解決方案,因其防潮性能,也適用於潮濕牆壁的隔熱。
屋頂:房屋可能會通過未隔熱或隔熱不良的屋頂損失高達25%的熱量,氣凝膠隔熱材料用於屋頂隔熱,可以滿足冬暖夏涼、節省能源、減少二氧化碳排放並保護房屋免受結構損壞等要求。
門框:在建築中,門框架占建築圍護結構比例高達25%,若框架未隔熱,可能會通過螺柱造成大量熱量損失,氣凝膠隔熱材料的疏水特性通過緊密密封門窗框提供額外防水屏障,限製或減少與空氣泄漏相關的熱量損失。
地板:氣凝膠隔熱材料熱效率高、壓縮強度高且薄型,用於地板隔熱安裝既簡單又快速,且不幹擾門配件,是地下室翻新的成本效益解決方案,還可與輻射地板一起使用以節省能源並實現更快加熱周期。
窗戶:氣凝膠製品可解決高效窗戶的漏風和冷橋問題,用於窗戶隔熱,若僅將氣凝膠隔熱材料應用於牆壁表麵但不在窗外使用,會降低窗戶和窗外溫度。
新能源領域
在新能源汽車中,氣凝膠隔熱片主要用於電池包中、電池單體之間的隔熱、阻燃,也可用於車身的隔熱、阻燃。廣泛應用於新能源車電池模組間隔熱、電芯間隔熱防護、車體及電池殼體整體隔熱等熱管理中,以及新能源乘用車電芯及模組間隔熱、阻燃、緩衝,起熱失控防護作用。
在3C電子產品中可用於隔熱等,如在蓄熱式電爐、冰箱等家用電器,電子通訊設備、航空航天、軍用電子設備等有限空間內有高效保溫需求的設備中可應用氣凝膠產品。
石化領域
氣凝膠憑借極佳的隔熱保溫性能可以作為外保溫材料,如用於蒸餾塔、反應管道、儲罐、泵、閥門、天然氣和LNG液化氣管道、深海管道等。在高溫蒸汽、導熱油或流體介質管線外包裹氣凝膠,一方麵減少管道暴露損失熱量,另一方麵由於這些區域往往受到重量、空間的限製,而氣凝膠輕量又輕薄,是理想的材料。在海上漏油事故處理中,氣凝膠質量輕、吸附能力極強,也得到認可。
環保領域
纖維素氣凝膠可作為吸附劑從水中吸附油和其他有毒有機物,被廣泛地應用於吸附脫除染料廢水。
軍工領域
東風 - 17以氣凝膠隔熱材料作為外衣,使其在極快加速度下不被空氣摩擦產生的高溫破壞,且氣凝膠材料良好的透波性能不會阻擋東風 - 17內部的製導裝置。氣凝膠可以作為飛機、艦船/艇、坦克、導彈等的外層材料,起到防輻射、吸收紅外線和漫反射波實現隱形功能,屏蔽自身電子信號實現反偵察的功能;在水下探測中氣凝膠的低聲速和高孔隙超輕質特性使之成為比較理想的超聲探測器的聲阻耦合材料和最佳水聲反聲材料,當然也用於軍用保溫帳篷等領域。
交通領域
在汽車中可用於防火隔熱保溫降噪層,大容量電池組防火防水保溫盒;在危險化學品運輸車、液化天然氣運輸船等特種運輸工具中可用於保溫防火層;在高鐵和地鐵車體可用於保溫隔熱降噪防火層等。在交通事故引發的火災中,可在發動機倉和駕駛艙之間加一層氣凝膠防火隔離牆,阻隔火勢蔓延到駕駛艙中。
埃樂傑ARG-PS015氣凝膠漿料 是以高性能SiO₂氣凝膠為主要原料,采用獨有的特殊工藝,將疏水的SiO₂氣凝膠顆粒分散在水介質中,製備而成的具有高效隔熱保溫性能的漿料,本款產品完美的解決了氣凝膠在使用和運輸過程中的粉塵問題,並最大程度的保留氣凝膠的結構。該漿料的幹燥塗層在常溫下的導熱係數可低至0.018W/m·k,幹漿密度低至60kg/m³,幹燥完後水性的氣凝膠漿料又會呈現疏水特性。氣凝膠漿料是一種輕質高效隔熱防水材料的理想添加成分,特別是在一些水性隔熱塗料和其他複合保溫材料中具有十分優異的使用效果。除此以外,埃樂傑還有ARG-SD-C1氣凝膠塗層料、ARG-ST-SD氣凝膠隔熱膜、ARG-PF氣凝膠保冷氈等。