高性能气凝胶隔热保温材料

高性能气凝胶隔热保温材料是一种分散介质为气体的凝胶材料，是满足温度使用范围在－200℃～800℃的柔性或刚性高性能隔热保温材料。该材料中孔隙的大小在纳米数量级，可有效抑制空气对流传热和固相热传导，是一类高性能保温隔热材料。

气凝胶材料的简介：

　　纳米多孔气凝胶（简称气凝胶）材料是一种分散介质为气体的凝胶材料，是由胶体粒子或高聚物分子相互聚积构成的一种具有网络结构的纳米多孔性固体材料，该材料中孔隙的大小在纳米数量级。其空洞率高达80-99.8％，孔洞的典型尺寸为1-100纳米，而密度可低达3 kg/m3，室温导热系数可低达0.012 W/（m?K）。正是由于这些特点使气凝胶材料在航空航天、船舶、建筑、新能源、石油化工、服装、催化剂、电化学等方面有很广阔的应用潜力。

按照气凝胶成分划分气凝胶可以分为氧化硅气凝胶、氧化锆气凝胶、氧化铝气凝胶和炭气凝胶等。其中氧化硅气凝胶使用温度可达600℃，氧化锆气凝胶使用温度可达1300℃，炭气凝胶使用温度高达2000℃。

气凝胶材料的应用：

（一）气凝胶在石油化工方面的应用

据报道操作人员在开采海底油田和气田时的一项关键需求，是输送未加工炭氢化合物的能力，它们经常处于高温高压状态下，而且沿海底的输送距离也越来越长。若没有充分的绝热，这些炭氢化合物将发生冷却并生成水合物或蜡化，最终堵塞流送管，对操作人员产生巨大的成本，气凝胶卓越的保温性能可以很好的解决这一问题。

（二）气凝胶在船舶上面的应用

随着远洋运输、海上油田的发展，与之配套的海上钻井平台、石油运输船、液化天然气（LNG）船，液化石油气（LPG）船等发展迅速。这些特种船舶对于隔热保温和防火分隔提出了更高的要求，也成为气凝胶材料应用新的平台。

　　（三）气凝胶在建筑方面的应用

气凝胶卓越的保温性能让他可以在建筑保温方面具有十分强大的潜力，相对于目前使用的聚苯泡沫气凝胶不仅保温隔热效果更好，而且不可燃烧，可以有效的防止火灾的发生。气凝胶的耐老化性能也十分良好，可以保证外保温体30年不老化。目前气凝胶的成本相对较高，等将来工艺更加的优化，成本下降，必将在建筑保温方面大量应用。同时由于气凝胶的透光性，使其可以用来制作透光屋顶。

　　（四）气凝胶在航空航天方面的应用

目前，气凝胶已经在航空航天需要隔热保温的地方中大量使用。其中有一项就是在航空航天用热电池上的应用，使用气凝胶材料作为隔热保温层完美的解决了航空航天对热电池高性能的要求，下图为某种热电池的隔热气凝胶材料。

　　（五）气凝胶在其他方面的应用

气凝胶卓越的隔热保温性能使得他在电化学、服装、新能源、催化剂等方面也有十分强大的应用潜力。由于气凝胶的孔隙都是纳米级的，比表面积很大这使得他吸附能力较大，可以在用来做催化剂的载体；由于其吸附性，同时密度极低，所以也可以用来储氢；他良好的保温性可以用来制作服装，只需要很薄的一层就可以达到很好的保温效果。

作为隔热保温材料，可用于超声速飞行器的热防护，装甲车、船舶等的大功率发动机隔热，工业用高温炉的隔热以及高效热电池、绿色智能建筑的保温等；作为防火分隔材料，可用于大型船舶、高层建筑物中防火门、防火舱壁的制造；可用于特种服装（防寒服、消防服、防弹背心）制造、隔音材料、催化剂载体等。