二氧化硅氣凝膠是一種防熱隔熱性能非常優(yōu)秀的輕質(zhì)納米多孔非晶固體材料,其孔隙率高達80-99.8%,孔洞的典型尺寸為1-100 nm,比表面積為200-1000 m2/g,而密度可低達3 kg/m3,室溫導(dǎo)熱系數(shù)可低達0.012 W/(m•k)。正是由于這些特點使氣凝膠材料在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、微電子、粒子探測方面有很廣闊的應(yīng)用潛力。

       二氧化硅氣凝膠特性

       1、隔熱性

       二氧化硅氣凝膠材料具有極低的導(dǎo)熱系數(shù),可達到0.013-0.016W/(m·K),低于靜態(tài)空氣(0.024W/(m·K))的熱導(dǎo)系數(shù),比相應(yīng)的無機絕緣材料低2-3個數(shù)量級。

       即使在800℃的高溫下其導(dǎo)熱系數(shù)才為0.043W/(m·K)。高溫下不分解,無有害氣體放出,屬于綠色環(huán)保型材料。SiO2硅氣凝膠與各種耐熱纖維復(fù)合后,可制成各種形式的保溫材料??蓮V泛用于工業(yè)、建筑、管道、汽車、航天等領(lǐng)域。 

       2、隔音性
由于硅氣凝膠的低聲速特性,它還是一種理想的聲學(xué)延遲或高溫隔音材料。該材料的聲阻抗可變范圍較大(103-107 kg/m2·s),是一種較理想的超聲探測器的聲阻耦合材料。

       初步實驗結(jié)果表明,密度在300 kg/m3左右的硅氣凝膠作為耦合材料,能使聲強提高30 dB,如果采用具有密度梯度的硅氣凝膠,可望得到更高的聲強增益。 

       3、非線性光學(xué)性質(zhì)

       由于硅氣凝膠的納米網(wǎng)絡(luò)內(nèi)形成量子點結(jié)構(gòu),化學(xué)氣相滲透法摻Si及溶液法摻C60的結(jié)果表明,摻雜劑是以納米晶粒的形式存在,并觀察到很強的可見光發(fā)射,為多孔硅的量子限制效應(yīng)發(fā)光提供了有力證據(jù)。利用硅氣凝膠的結(jié)構(gòu)以及C60的非線性光學(xué)效應(yīng),可進一步研制新型激光防護鏡。 

       4、過濾與催化性質(zhì)

       納米結(jié)構(gòu)的氣凝膠還可作為新型氣體過濾,與其它材料不同的是該材料孔洞大小分布均勻,氣孔率高,是一種高效氣體過濾材料。由于該材料特別大的比表而積。氣凝膠在作為新型催化劑或催化劑的載體方而亦有廣闊的應(yīng)用前景。 

       5、 折射率可調(diào)性 硅氣凝膠的折射率接近l,而且對紅外和可見光的湮滅系數(shù)之比達100以上,能有效地透過太陽光中的可見光部分,并阻隔其中的紅外光部分,成為一種理想的透明隔熱材料,在太陽能利用和建筑物節(jié)能方面已經(jīng)得到應(yīng)用。

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