Entdecken Sie die Geheimnisse von Silica Aerogel, der leichtesten und wärmsten Isolierung

Silica-Aerogel ist ein leichtes nanoporöses amorphes Material mit nanoporöser Struktur, hohe spezifische Oberfläche, hohe Porosität, geringe Dichte und sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Es hat breite Anwendungsaussichten in der Luft- und Raumfahrt, Militär, medizinisch, Wärmedämmung, Elektronik, Umweltschutz, industrielle Katalyse und andere Bereiche.

Was ist Silica-Aerogel?

Silica-Aerogel ist ein neues Wundermaterial im 21. Jahrhundert. Obwohl es solide ist, 99% seiner Zusammensetzung besteht aus Gas.Derzeit das leichteste Kieselsäure Aerogel ist nur 3 Milligramm pro Kubikzentimeter, dreimal schwerer als Luft, so heißt es auch “gefrorener Rauch” oder “blauer Rauch.” Silica-Aerogel ist eine Art nanoporöses Leichtmaterial mit kontrollierbarer Struktur. Es ist das leichteste feste Material, das derzeit bekannt ist. Unter ihnen, Silica-Aerogel ist ein neuartiges nanoporöses Super-Wärmeisolationsmaterial, mit Pulver und Block, seine Lochrate bis zu 80 % ~ 99.8%, ist ein nanoporöses, amorphes Material mit geringer Dichte. Da Silica-Aerogel nanoskalige Partikel und Porenstrukturen enthält (1-100nm), es hat eine große spezifische Oberfläche (200-1000m2/g), hohe Porosität (80-99.8%), geringe Dichte (1-500kg/m3) und geringe Wärmeleitfähigkeit (0.02wm-1k-1).Dies zeigt einzigartige Eigenschaften in der Mechanik, Akustik, Hitze, Optik und andere Aspekte, Zum Beispiel, starke adsorption, geringe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Brechungsindex, niedriger Elastizitätsmodul, niedrige akustische Impedanz, typische Trennstruktur. Sie werden häufig in der Optik eingesetzt, Strom, Akustische Impedanzmaterialien, Katalyse, Umweltschutz, Wärmedämmung, Medizin und Lebenswissenschaften.

Wie man Silica-Aerogel herstellt

Die Herstellung von Silica-Aerogel lässt sich in drei Prozesse unterteilen: Gelzubereitung, Gelalterung und Geltrocknung.

Gele werden nach der Sol-Gel-Methode hergestellt, im Allgemeinen durch katalytische Hydrolyse von Lösungen, die Silizium enthalten. Die Dispersionsmedien können in Wasser-Sol unterteilt werden, Alkohol-Sol und Aerosol. Unter Gelalterung versteht man die Alterung der Sole in der Mutterlauge für einen bestimmten Zeitraum, um ihre Netzwerkstruktur zu stärken und die Schrumpfung im Trocknungsprozess zu minimieren. Im Trocknungsprozess, Das Lösungsmittel in der Porenstruktur des Sols sollte entfernt werden und die Porenstruktur sollte sich nicht verändern. daher, Ein spezieller Trocknungsprozess ist erforderlich.

(1) Gelzubereitung

Gele werden nach der Sol-Gel-Methode hergestellt, im Allgemeinen durch katalytische Hydrolyse von Lösungen, die Silizium enthalten. Die Dispersionsmedien können in Wasser-Sol unterteilt werden, Alkoholsol und Aerosol. Auch die Rohstoffe der Gelzubereitung sind sehr wichtig. Derzeit, Die Hauptvorläufer sind Natriumsilikat und Silanolat.

(2) Gelalterung

Bei der Gelalterung handelt es sich um den Prozess der Auflösung und Rekondensation heterogener Gelpartikel. Bei der Herstellung von Silica-Aerogel-Sol-Gel, Es gibt nur wenige Verbindungsbindungen zwischen den sekundären Siliciumdioxidpartikeln, und nur wenige Siloxanbindungen verbinden die Sekundärpartikel miteinander. Nach der Auflösung und Rekondensation der Gelpartikel, die Verknüpfungen zwischen den Sekundärpartikeln können erhöht werden, und es können größere Aggregatpartikel erhalten werden, um das Aerogelskelett zu verstärken. Bei der Gelalterung wird das Gel normalerweise in einer Alkohol/Wasser-Mischung des ursprünglichen Sols eingeweicht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gelalterung vollständiger war und die Festigkeit des Gelskeletts durch Erhöhung der Alterungszeit und -temperatur erhöht wurde.

Durch die Wahl eines geeigneten Alterungsmediums wird auch die Porenverteilung gleichmäßiger und die Porenstruktur verbessert. Durch Erhöhen der Alkalität des Alterungsmediums wird die Porosität vergrößert und die Schrumpfung des Silica-Aerogels minimiert.

(3) Trocknungsbehandlungstechnologie

Das Trocknen ist bei der Herstellung von Silica-Aerogel sehr wichtig, Das Lösungsmittel in den Silica-Aerogel-Poren sollte entfernt werden, und die Porenstruktur sollte nicht durch Kapillarkräfte beschädigt werden, um die Integrität der Porenstruktur aufrechtzuerhalten. Die Hauptmethoden sind überkritische Trocknung, atmosphärische Trocknung und Vakuum-Gefriertrocknung.

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