Airgel เป็นวัสดุที่มีรูพรุนที่มีโครงสร้างระดับนาโน มันเป็นที่รู้จักกันในชื่อควันในหมู่ของแข็งเนื่องจากมีคุณสมบัติที่มีแสงสว่างและฉนวนเป็นพิเศษ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงการประยุกต์ใช้ airgel ในการบินและอวกาศการสร้างฉนวนกันความร้อนท่อส่งท่ออุตสาหกรรมและสาขาอื่น ๆ ได้ขยายตัวค่อยๆขยายตัว อย่างไรก็ตามในฐานะที่เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงรูปแบบใหม่ Airgel ยังเผชิญกับความท้าทายในราคาและการปฏิบัติจริง บทความนี้จะวิเคราะห์ข้อดีหลักและข้อเสียของวัสดุ Airgel อย่างเป็นระบบเพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจวัสดุในอนาคตนี้อย่างเต็มที่
เนื้อหา
1.1 ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ยอดเยี่ยม
1.2 น้ำหนักเบามีประสิทธิภาพและง่ายต่อการติดตั้ง
1.3 ประสิทธิภาพการกันน้ำที่ยอดเยี่ยม
1.4 สารหน่วงไฟและความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง
1.5 ความทนทานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
1.1 ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ยอดเยี่ยม
Airgel เนื่องจากโครงสร้าง nanoporous ที่เป็นเอกลักษณ์แสดงค่าการนำความร้อนต่ำมากและเป็นหนึ่งในวัสดุที่เป็นของแข็งที่มีคุณสมบัติฉนวนกันความร้อนที่รู้จักกันดี ตัวอย่างซิลิกา airgel เป็นตัวอย่างความพรุนภายในของมันสูงถึง 90%และรูขุมขนระดับนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพยับยั้งการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลก๊าซและการนำความร้อนของก๊าซ-แข็งและยังสามารถรักษาฉนวนความร้อนที่ยอดเยี่ยมแม้ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง ในทางตรงกันข้ามการนำความร้อนของวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงและความเสถียรของ airgel ทำให้เป็นตัวเลือกแรกสำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรงเช่นปิโตรเคมีและการบินและอวกาศ ตัวอย่างเช่นในการใช้งานฉนวนท่อส่ง Airgel สามารถลดการสูญเสียความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานได้มากกว่า 30%ในขณะที่หลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการเผาไหม้ให้กับบุคลากรจากพื้นผิวอุณหภูมิสูง
1.2 น้ำหนักเบามีประสิทธิภาพและง่ายต่อการติดตั้ง
Airgel เป็นเพียง 1\/5 ถึง 1\/3 ความหนาของวัสดุดั้งเดิม แต่สามารถให้เอฟเฟกต์ฉนวนกันความร้อนแบบเดียวกันหรือดีกว่าหรือดียิ่งขึ้นการประหยัดพื้นที่ติดตั้งอย่างมีนัยสำคัญและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานที่ที่มีพื้นที่ จำกัด เช่นกระท่อมเรือหรือท่อหนาในโรงงานเคมี ความยืดหยุ่นช่วยให้อุปกรณ์ที่มีรูปทรงซับซ้อนถูกห่อโดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์ที่กำหนดเอง หลังจากการตัดสามารถแก้ไขได้โดยการทับซ้อนหรือผูกพันซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการก่อสร้างมากกว่า 50% นอกจากนี้ลักษณะแสงและบาง ๆ ลดภาระการสนับสนุนและลดค่าใช้จ่ายในการเสริมแรงโครงสร้าง วัสดุดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดผลกระทบสะพานความร้อนเนื่องจากความหนาขนาดใหญ่ในขณะที่การครอบคลุมอย่างต่อเนื่องของ airgel สามารถปิดกั้นเส้นทางการนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นในการสร้างการใช้งานผนังด้านนอกการควบแน่นและการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากสะพานเย็นและสะพานร้อนสามารถหลีกเลี่ยงได้
1.3 ประสิทธิภาพการกันน้ำที่ยอดเยี่ยม
Airgel ได้รับการรักษาด้วยการดัดแปลงที่ไม่ชอบน้ำโดยมีอัตราการไม่ชอบน้ำมากกว่า 98%, มุมสัมผัสน้ำหยดมากกว่า 150 องศาและแทบจะไม่มีการดูดซึมความชื้น คุณลักษณะนี้ทำให้มันโดดเด่นในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือเปิดโล่งหลีกเลี่ยงปัญหาการนำความร้อนที่พุ่งสูงขึ้นของวัสดุดั้งเดิมหลังจากดูดซับน้ำ ตัวอย่างท่อส่งน้ำมันเป็นตัวอย่าง airgel สามารถต้านทานการกัดเซาะด้วยฝนและน้ำควบแน่นเป็นเวลานานป้องกันการกัดกร่อนภายใต้ชั้นฉนวนและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ให้นานกว่า 20 ปี ในทางตรงกันข้ามประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของขนหินจะลดลง 80% หลังจากดูดซับน้ำและมันง่ายต่อการผสมพันธุ์เชื้อรา โครงสร้างเซลล์ปิดของ airgel ยังช่วยลดความเสียหายจากน้ำค้างแข็งที่เกิดจากการเจาะน้ำและเหมาะสำหรับฉากต่าง ๆ เช่นถังเก็บอุณหภูมิต่ำ
Airgel เป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะอนินทรีย์ที่มีเกรดสารหน่วงไฟของ A. มันไม่ปล่อยควันพิษเมื่อสัมผัสกับไฟและดัชนีออกซิเจนเกิน 60%ซึ่งสูงกว่าวัสดุฉนวนอินทรีย์เช่นโพลียูรีเทน ในไฟ Airgel สามารถชะลอการแพร่กระจายของเปลวไฟและซื้อเวลาสำหรับการอพยพและช่วยเหลือได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นในรถม้าความเร็วสูงหรือสิ่งอำนวยความสะดวกพลังงานชั้นฉนวน Airgel สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงระยะสั้นได้ 1,000 องศาเพื่อปกป้องอุปกรณ์หลักจากความเสียหาย นอกจากนี้ลักษณะควันต่ำของมันเป็นไปตามมาตรฐานที่เข้มงวดเช่น EU EN13501 หลีกเลี่ยงอันตรายรองและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานที่ที่มีข้อกำหนดการป้องกันอัคคีภัยสูงมากเช่นอุโมงค์และอาคารสูง
1.5 ความทนทานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
Airgel ส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบอนินทรีย์เช่นซิลิกอนไดออกไซด์และมีความต้านทานต่อความชราที่แข็งแกร่ง มันมีโครงสร้างที่เสถียรในช่วงของ {{0}} ระดับถึง 650 องศาความแข็งแรงของแรงอัดของ 0. 2-0. 5 MPa และอายุการใช้งานของ 20-30 ปีซึ่งเหมือนกับอุปกรณ์ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของมันสะท้อนให้เห็นในสองด้าน: ประการแรกมันไม่ได้มีสารที่เป็นอันตรายเช่นแร่ใยหินและ VOCs และกระบวนการผลิตและการใช้งานนั้นปราศจากมลพิษ ประการที่สองมันสามารถนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้และสามารถบดขยี้และจัดใหม่ให้เป็นสารละลายฉนวนหลังจากถูกทิ้ง เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิมขนหินนั้นยากที่จะลดลงหลังจากถูกทิ้งและคุณสมบัติคาร์บอนต่ำของ airgel สอดคล้องกับแนวโน้มระดับโลกของความเป็นกลางคาร์บอน ตัวอย่างเช่นในการรับรองอาคารสีเขียว (LEED) Airgel สามารถได้รับคะแนนพิเศษเพื่อความยั่งยืน
แม้ว่า Airgel ทำงานได้ดีในแง่ของฉนวนกันความร้อนการป้องกันอัคคีภัยและความต้านทานต่อความชื้น แต่ต้นทุนที่สูงยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญในการใช้งานอย่างกว้างขวาง เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนและต้นทุนวัตถุดิบสูงราคาปัจจุบันของ airgel นั้นสูงกว่าวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิมเช่นขนสัตว์แก้วขนหินหรือโฟมโพลียูรีเทน สิ่งนี้ทำให้ยากที่จะส่งเสริมในโครงการที่มีความอ่อนไหวต่อต้นทุนและเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานระดับสูงหรือสูงมากเช่นการบินและอวกาศอุตสาหกรรมทหารปิโตรเคมีและสาขาอื่น ๆ
นอกจากนี้ Airgel ยังมีปัญหาการหล่นฝุ่นบางอย่างระหว่างการใช้งาน โครงสร้างวัสดุของมันมีความเปราะบางและง่ายต่อการสร้างฝุ่นละเอียดในระหว่างการประมวลผลหรือการติดตั้งซึ่งไม่เอื้ออำนวยในห้องพักหรือสภาพแวดล้อมที่สะอาดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ต้องใช้ความสะอาดสูง เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของฝุ่นต่อผู้ประกอบการและอุปกรณ์ Airgel มักจะต้องเคลือบซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนของการก่อสร้างและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและยัง จำกัด การใช้งานโดยตรงในบางสาขา
โดยสรุป Airgel ซึ่งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงที่ทันสมัยได้กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญในสาขาการก่อสร้างอุตสาหกรรมและระดับไฮเอนด์เนื่องจากฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ยอดเยี่ยมความต้านทานต่อไฟความต้านทานความชื้นและคุณสมบัติการป้องกันสิ่งแวดล้อม แม้ว่าปัญหาต้นทุนและฝุ่นที่สูงจะยังคงเป็นปัจจัยหลักที่ จำกัด การใช้งานที่แพร่หลายด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตอย่างต่อเนื่องและการพัฒนาขนาดใหญ่ ในอนาคต Airgel คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการบรรลุการอนุรักษ์พลังงานสีเขียวและการอัพเกรดวัสดุ