Com afecta el canvi de contingut d’Airgel canviant el rendiment del recobriment conductor tèrmicament?

Taula de continguts

1. Necessitats de desenvolupament de la indústria i desenvolupament de la tecnologia

2. Mecanisme de correlació entre el contingut d’Airgel i la conductivitat tèrmica

3. Dades experimentals: efecte de la substitució del gradient d’Airgel sobre el rendiment del recobriment

4. Cas típic: Aplicació de recobriments Airgel a la indústria i la construcció

5. Reptes tècnics i indicacions de desenvolupament futures

6

1. Necessitats de desenvolupament de la indústria i desenvolupament de la tecnologia

En els darrers anys, amb l’avanç de la transformació energètica global i l’objectiu de “doble carboni”, els materials d’alta eficiència i d’estalvi d’energia s’han convertit en la demanda bàsica en els camps de la construcció, l’energia nova, l’aeroespacial, etc.Pintura tèrmica airgelés el material sòlid amb la conductivitat tèrmica més baixa (tan baixa com 0. 012W/(m · k) 1 a temperatura ambient). El recobriment conductor tèrmic format per Airgel i la matriu de polímer té múltiples funcions com ara lleuger, aïllament tèrmic i prevenció d’incendis. La mida del mercat té una taxa de creixement mitjana anual del 18%. Tanmateix, la relació no lineal entre el contingut d’Airgel i el rendiment del recobriment s’ha convertit en un clau de coll d’ampolla tècnic que restringeix la seva aplicació a gran escala.

 

 

2. Mecanisme de correlació entre el contingut d’Airgel i la conductivitat tèrmica

2.1 Model de triple acció de la ruta de conductivitat tèrmica

L’estructura nanoporosa d’Airgel afecta la conductivitat tèrmica dels recobriments mitjançant els mecanismes següents:

Inhibició de la conducció tèrmica: La porositat de Airgel és fins al 99,9%, i el seu esquelet de xarxa tridimensional estén la ruta de transferència de calor a 5-10 vegades la dels materials tradicionals;

Bloqueig de convecció tèrmica: la mida dels porus per sota dels 70 Nm limita la ruta lliure de les molècules de gas, formant un "efecte de convecció zero";

Dispersió de la radiació tèrmica: L’efecte d’ombra de l’esquelet d’Airgel pot reduir la transferència de calor de radiació infraroja en més d’un 80%.

2.2 Efecte crític del canvi de contingut

L'experiment demostra que quan elRecobriment arquitectònic airgelEl contingut augmenta d’1 0% al 25%, la conductivitat tèrmica del recobriment disminueix de 0. 0 8W/(m · k) a 0,03W/(m · k); Però quan supera el 30%, les esquerdes de recobriment a causa d’una proporció insuficient de substàncies formadores de pel·lícules i la conductivitat tèrmica es remunta a 0,05W/(M · K). Això indica que hi ha un rang de dosificació òptim.

3. Dades experimentals: efecte de la substitució del gradient d’Airgel sobre el rendiment del recobriment

Hubei Huifu Nano i altres empreses han revelat les següents regles mitjançant experiments de substitució de gradients de sílice fumada (Hb -630) i Airgel:

Interpretació de dades:

Adhesió màxima: a la proporció de substitució del 40%, la dispersió nano-escala de sílice fumada millora la força d’enllaç interfacial i l’adhesió s’incrementa un 38%;

Punt d’inflexió d’atenuació de la força: després de més del 80% de reemplaçament, aglomerats de sílice fumats i provoca concentració d’estrès i la força disminueix un 30%;

Punt d’equilibri econòmic: el sistema compost del 25% d’Airgel + 75% de sílice fumada redueix el cost global un 42%.

4. Cas típic: Aplicació de recobriments Airgel a la indústria i la construcció

4.1 Gestió tèrmica de les noves bateries energètiques

L’aïllament de fibra de ceràmica AJ1025 que se sent desenvolupat per Jiayun nous materials s’utilitza en els mòduls de bateries d’alimentació:

La diferència de temperatura de la cèl·lula de la bateria es controla dins de ± 2 graus i el temps de bloqueig de la fugida tèrmica s’amplia a 30 minuts;

El gruix d'1 mm pot aconseguir una protecció de xoc tèrmic de 1200 graus, que és un 60% més lleuger que les fibres ceràmiques tradicionals.

4.2 Transformació d’estalvi d’energia dels edificis

L'aplicació del recobriment de Silicon Airgel de Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd en un complex comercial de Wuhan mostra:

Després del recobriment de 2 mm, la temperatura superficial de la paret exterior a l'estiu es redueix en 18 graus i el consum d'energia de climatització es redueix en un 34%;

The water repellency is >El 99,6%, que soluciona el problema del motlle causat per la humitat a la capa d’aïllament tradicional.

5. Reptes tècnics i indicacions de desenvolupament futures

5.1 Teckenecks tècnics existents

Uniformitat de dispersió: els aerogels solen agregar -se en resines i cal desenvolupar tecnologies de pretractament com la modificació del plasma;

Atenció a la propietat mecànica: amb un 25% de contingut, la resistència a la tracció és un 50% inferior a la de la resina pura i cal introduir nanotubs de carboni per al reforç.

5.2 Direcció innovadora

Estructura composta de gradient: el recobriment "sandvitx" (reflectant superficialPintura en pols Airgel+ capa de barrera mitjana + capa d’adhesiu inferior) Desenvolupat per l’equip de la Universitat de Tecnologia de Nanjing només augmenta la temperatura posterior en 65 graus a 1200 graus;

Recobriment intel·ligent: l'Acadèmia de Ciències Xinès està desenvolupant un recobriment Airgel sensible a la temperatura, la conductivitat tèrmica de la qual es pot ajustar automàticament en un ± 15% amb canvis de temperatura.

6

Conclusió

L’optimització del contingut d’Airgel i el rendiment del recobriment conductor tèrmic és un procés sinèrgic de diversos paràmetres, que requereix avenços en la intersecció de la ciència dels materials, la mecànica de fluids, l’enginyeria tèrmica i altres disciplines. Amb la iteració tecnològica d’empreses com Jiayun New Materials i Huifu Nano, s’espera que el 2026, el mercat global de recobriment d’Airgel superi els 8.000 milions de dòlars americans, formant desenes de milers de milions d’escenaris d’aplicacions en els camps de la conservació d’energia de la construcció, els nous vehicles energètics, les canonades industrials, etc. En el futur, la intel·ligència i la integració de la seva integració a AirGel es convertiran en la direcció principal de desenvolupament.