气凝胶就如同一种神奇的魔法材料,除了气凝胶本身具有的特殊性能外,当把它加入到其它金属,纺织等传统材料中时,传统材料就会被全面加强,从而成为各种高精尖科技的基础,让那些传统材料瞬间就变成可以改变行业的新材料。
在近日举办的第五届军民两用新材料大会暨2020中国特种材料及制品展览会上
华阳新材料科技集团也展出由
二氧化硅气凝胶与超细玄武岩纤维毡
复合制成气凝胶毡
图为工作人员演示现场
现场工作人员演示了这种材料的神奇特性:经过丁烷喷枪火焰的持续喷射,气凝胶毡背后却丝毫不烫手。
此外,二氧化硅气凝胶具有超疏水、A级阻燃、寿命长、抗压、无毒等特点。与传统保温隔热材料相比,同等隔热效果下,气凝胶毡厚度只有传统隔热保温材料的1/2~1/5,节省空间。
疏水性
通过改性工艺,将气凝胶表面极性的亲水羟基(-OH)变成非极性的烷氧基(-OR),可以得到憎水率高达98%的防水效果。
低导热系数
气凝胶的多孔性、纳米孔洞和低密度造就了其他材料无法比拟的绝热性能,常温导热系数0.013W/(m*K),远低于常温下静止空气的导热系数。
纳米级
气凝胶的微观三维网状结构及其孔洞平均直径在20-50纳米,小于空气流动的平均自由程70纳米,令空气分子近似静止,能够有效地抑制空气的对流。
气凝胶不但拥有独特的性能
也是最漂亮的材料之一
有特定形状的气凝胶看起来就像全息摄影作品一样
那么气凝胶是怎么样从各种化学液体,变成这种神奇的固体材料的呢?
❒配料
制造气凝胶需要的四种原料是,硅酸甲脂,甲醇,浓氨水以及水。(实验室制造的气凝胶,工业生产跟这个还是有区别的)
❒ 混合
将一定量的硅酸甲脂和甲醇倒入底部含有搅拌珠的烧杯中,再将烧杯移到一台能产生旋转磁场的设备上,磁场能让搅拌珠旋转将烧杯中的两种材料搅拌均匀,然后将这种混合物倒入装有水,氢氧化铵和甲醇的更大烧杯中,此时一场化学反应就将发生,这些混合物会形成凝胶。
❒入模凝固
但在凝胶形成之前还有做好模具,将混合物液体倒入长方形格栅模具中,让其形成凝胶,为防止凝胶在形成中混入其它物质,就需要在几分钟内让化合物迅速凝结,但要变得牢固则需要一天的时间。
❒ 净化杂质
凝胶的孔隙小到肉眼看不到,为了清理凝胶空隙中的杂质,就要反复将凝胶浸入甲醛中让甲醛渗入到凝胶空隙中清理掉杂质,甲醛在侵泡几天后凝胶就净化完成,之后这些凝胶要经过超临界干燥流程,这一步会将凝胶变成气凝胶。
❒注入二氧化碳
将凝胶放入到高压容器中,通过螺杆封闭容器,以抵御超过标准大气压100倍的压强,将输送液态二氧化碳的软管与高压容器相连,二氧化碳会替换掉溶胶空隙中的甲醛,然后对溶胶进行加热和施压,直到溶胶内部的二氧化碳处于超临界状态,也就是半液态和半气态,这一步是气凝胶制造过程重最关键的步骤。
超临界的二氧化碳从中扩散出来,而且不会导致溶胶的固态框架崩塌,这一过程将凝胶变成了被空气占据了大部分空间的透明固体,这样气凝胶就制造完成了。
气凝胶的诸多优点也让它在很多领域都成为理想的材料,随着气凝胶产业化步伐的加快,未来将在各个行业中起到引领行业变革的巨大作用,成为促进产业升级的催化剂。返回搜狐,查看更多