建筑设备-新材料——气凝胶玻璃气凝胶:气凝胶是世界上已知的最轻的固体材料,因其異有极低的导热系数,坚固耐 用,耐高温、防爆等特点,在航空航天、国防工、绿色建筑、新能源、环境治 理、太阳能热利用等领域有着广阔的应用前景美国、德国、法国、tl木等工业 先进的国家均投入巨资进行研发据介绍,到目前为止,世界上仅省少数国家拥省高端透明气凝胶核心技术, 并在航空航天、核技术、军工等领域得到应用,而民用领域应用还在起步阶段 就产业化而言,国内外气凝胶制造商已大量生产出低端气凝胶产兄,但高端气凝 胶产品目前仅美国、瑞典等少数国家能够生产,且尚未实现产业化我同突破:重量仅为水的十分之一、超级保温绝热、防火防爆、隔音降噪……一种由中 南大学研制的新型超级节能气凝胶玻璃,近日在我国首次实现量产,填补Z我国 在气凝胶研发应用领域的一项空白中南大学以卢斌博士为核心的团队,经过io多年研究,突破并掌握丫高端 透明气凝胶技术,研制出“新型透明气凝胶材料”气凝胶玻璃:气凝胶玻璃是一种新型建筑材料,可以代替各种玻璃它可在现代科技和高 科技领域得到广泛应用:如用做航天、航海的窥视窗;代替汽车的钢化玻璃•,在 原了能和激光领域作为可透过各种射线的结构材料和做精密光学仪器的光学元 件等。
总之,它可替代普通玻璃、有机玻璃、塑料并能在这三种材料胜任的其他 领域大显身手性能特点:气凝胶玻璃省许多优点却是普通玻璃远不及的:如热稳定性和耐热冲击能力 超过石英玻璃,即使在1300C高温状态下将它放入水中,也不会破裂;它的比 重很小,仅为0. 07-0. 25g/cm3,是普通玻璃的儿十分之一;具有比矿物棉更好 的隔热保暖性能;它不燃烧,是良好的防火材料;还異有良好的隔咅性能,比一 般金属和玻璃高4倍以上,气凝胶玻璃的中间产物是气凝胶体最早的气凝胶体 是从硅胶中分离出来的当然,也可从其他材料中获得例如,从刚玉、钨、氧 化铁、氧化锌、氧化锡、纤维素、硝化纤维素、动物凝胶、琼脂、蛋白、树胶中 都可获得气凝胶体气凝胶玻璃1977年首先由设在日内瓦的欧洲核研究中心研 制后来,瑞典卢捷斯克大学也开始研制应用领域:它可在现代科技和高科技领域得到广泛应用:如用做航天、航海的窥视窗; 代替汽车的钢化玻璃:在原了能和激光领域作为可透过各种射线的结构材料和做 精密光学仪器的光学元件等总之,它可替代普通玻璃、有机玻璃、塑料并能在 这三种材料胜任的其他领域大显身手虽然在外形,透明度和染色方面类似齊通 玻璃。
制备工艺:气凝胶玻璃的制备分两步首先,从硅烷中获得硅醇凝胶;然后,使硅醇凝 胶进入结晶和干燥过程,以便从凝胶中排除溶剂,整个过程均在一定压力和温度 下进行,可用电子计算机控制整个制备过程1983年,瑞典有了气凝胶玻璃生 产企业,主要生产设备是高为5米、直径为1米的压力锅它用于建筑,能使房 屋既隔热又保暖;若用于高层建筑吋,可取代一般幕墙玻璃,大大减轻建筑物自 重和起防火作用实践证明,在两层普通玻璃中W夹一层气凝胶玻璃,使传热系 数从3W/m2.K下降到0.5W/m2.K此外,气凝胶玻璃比所有无机材料的传播声音 速度都慢声音在空气中的传播速度为340m/S,在水中的传播速度为1400 — 1500m/S,在金属和普通玻璃中的传播速度为500m/s,而在气凝胶玻璃中仅为100 —120m/so气凝胶玻璃虽然具有许多优良的物理性能,但由于价格比较高,几何尺寸较 小仅能达到(20 — 60) X (20-60) X (2-3) cm,限制了它的使用范围但随 着科学技术不断进步,它会有广阔的发展前景技术参数:气凝胶玻璃的主要技术参数如下密度:0. 07-0. 25g/cm3;导致系数: 0.021W/m2. K;折射率:1.015-1.055;气孔尺寸:10 — 20nm;声音传播速度: 120m/s;声阻:105X104kg/m2. s;耐热性:1300C;二氧化硅含量:99.99%。
经济性:2013年9月16日,经湖南省科技厅组织专家评审鉴定,认为该项技术“居 国际领先水肀”,具备产业化条件其中拥冇独立H主知识产权核心技术主要包 拈:高端透明绝热气凝胶新材料技术,快速超临界干燥工艺,大尺寸完整透明气 凝胶生产工艺据卢斌介绍,经过两年的科技成果产业化孵化,研发团队解决了从生产工艺 到设备的大量工程化问题,生产效率与成品率问题,成功开发出了第一代气凝胶 节能玻璃目前,这条气凝胶超节能玻璃高端规模化气凝胶生产线正式启动,将推动绿 色节能建筑在民用领域中的应用住房和城乡建设部科技与产、Ik化发展中心副总工程师、教授级高工屈宏乐表 示,幵发建成的气凝胶玻璃生产线可以生产大尺度高透明性气凝胶玻璃以及半透 明性气凝胶玻璃,为建筑透明围护结构提供时尚、美观、节能、经济、适用的新 型材料,其生产线整体处于W际领先水平,缩小甚至拉平了我国与美国等少数儿 个发达国家在这一领域的差距参考文献:(1) 龙军.[中南大学研制出迄今最轻固体材料].[硅谷],2013,(19) : 78.(2) 杨习理.[中南大学成功研制新型透明气凝胶材料].[石油化工应用],2013, (11) : 127.(3) 崔勇;王栋民;张江涛;李端乐.[SiO_2气凝胶隔热材料的研究现状及在建 筑中的应用].[硅酸盐学会固废分会成立大会第一届固废处理与生态 环境材料学术交流会论文集],2015,(19) : 78.(4) 韩露;袁磊;于景坤.[SiO_2纳米孔隔热材料的研究进展].[J];耐火材 料;2012, 02,(5) 吴利民;段先健;杨本意;王跃林.[气相二氧化硅的制备方法及其特 性].[J];有机硅氟资讯;2004, 06(6) 曹志明.[轻质高铝瞞热砖的研制].[D];武汉科技大学;2007年(7) 王阳军.[硅溶胶制备纳米孔硅气凝胶的研究].[D];长安大学;2008年(8) 龚惠青.[MTMS基疏水型硅气凝胶的常压制备及培强改性研究].[D];湖南 工业大学;2009年。