Airgelis yra porėta medžiaga su nanoskalės struktūra. Jis žinomas kaip dūmai tarp kietų medžiagų dėl savo ypač šviesių ir ypač izoliuojančių savybių. Pastaraisiais metais, plėtojant didelio efektyvumo energijos taupymo technologiją, „Airgel“ pritaikymas aviacijos ir kosmoso srityje, statybų izoliacija, pramoniniai vamzdynai ir kitos sritys pamažu išsiplėtė. Tačiau, kaip naujos rūšies aukštos kokybės medžiagos, „Airgel“ taip pat susiduria su kainų ir praktiškumo iššūkiais. Šis straipsnis sistemingai išanalizuos pagrindinius „Airgel“ medžiagų pranašumus ir trūkumus, kurie padės skaitytojams visiškai suprasti šią būsimą medžiagą.
Turinys
1. Pagrindiniai „Airgel“ pranašumai
1.1 Puikus šiluminės izoliacijos našumas
1.2 Lengvas, efektyvus ir lengvai montuojamas
1.3 Puikus neperšlampamas našumas
1.4 Antipirenantas ir stiprus saugumas
1.5 patvarumas ir aplinkos apsauga
2. Pagrindiniai oro pavėsinių trūkumai
1. Pagrindiniai „Airgel“ pranašumai
1.1 Puikus šiluminės izoliacijos našumas
Dėl savo unikalios nanoporinės struktūros „Airgel“ pasižymi ypač mažu šilumos laidumu ir yra viena iš kietųjų medžiagų, turinčių geriausiai žinomas šiluminės izoliacijos savybes. Kaip pavyzdį naudojant silicio dioksido oro gaudyklę, jo vidinis poringumas yra ne daugiau kaip 90%, o nanoskalės poros veiksmingai slopina dujų molekulių šiluminį judesį ir dujų ir kieto šilumos laidumą, ir ji vis tiek gali išlaikyti puikią šiluminę izoliaciją net aukštos temperatūros aplinkoje, viršijančioje 650 laipsnių. Priešingai, tradicinių izoliacinių medžiagų šilumos laidumas žymiai padidėja esant aukštai temperatūrai, o oro gaudyklės stabilumas yra pirmasis pasirinkimas esant ekstremalioms darbo sąlygoms, tokioms kaip naftos chemijos ir kosmoso. Pavyzdžiui, vamzdynų izoliacijos pritaikymuose „Airgel“ gali žymiai sumažinti šilumos nuostolius ir padidinti energijos taupymo efektyvumą daugiau nei 30%, vengdamas nudegimų rizikos darbuotojams iš aukštos temperatūros paviršių.
1.2 Lengvas, efektyvus ir lengvai montuojamas
Airgelis yra tik nuo 1\/5 iki 1\/3 tradicinių medžiagų storio, tačiau jis gali suteikti tą patį ar net geresnį šiluminio izoliacijos efektą, žymiai taupantį montavimo vietą ir ypač tinka vietoms, kuriose yra ribota erdvė, pavyzdžiui, laivų kajutėmis ar tankiu vamzdynais chemijos gamyklose. Jos lankstumas leidžia tiesiogiai apvynioti sudėtingos formos įranga, nereikalaujant pritaikytų formų. Po pjaustymo jį galima pritvirtinti sutampant ar surišant, o tai pagerina statybos efektyvumą daugiau nei 50%. Be to, šviesos ir plonos savybės sumažina atraminę apkrovą ir sumažina konstrukcinio armatūros kainą. Tradicinės medžiagos yra linkusios į šiluminį tilto efektą dėl didelio jų storio, o nuolatinis oro pavidalo padengimas gali efektyviai blokuoti šilumos laidumo kelią. Pavyzdžiui, galima išvengti išorinių sienų pritaikymo, kondensacijos ir energijos nuostolių, kuriuos sukelia šalti ir karšti tiltai.
1.3 Puikus neperšlampamas našumas
Airgelis buvo apdorotas hidrofobiniu modifikavimu, kurio hidrofobinis greitis viršija 98%, vandens kritimo kontaktinis kampas viršija 150 laipsnių ir beveik neturi drėgmės absorbcijos. Dėl šios savybės yra išskirtinė drėgnoje ar po atviru dangumi, vengdama tradicinių medžiagų šilumos laidumo problemos, sugeriančios vandenį. Naftos vamzdynų, kaip pavyzdžio, paimdamas oro rutulį, ilgą laiką gali atsispirti erozijai po lietaus ir kondensacinio vandens, užkirsti kelią korozijai po izoliacijos sluoksniu ir prailginti įrangos tarnavimo laiką iki daugiau nei 20 metų. Priešingai, uolienos vilnos šiluminė izoliacija sumažėja 80%, sugeriant vandenį, ir ją lengva veisti pelėsį. Uždaros ląstelių oro rutulio struktūra taip pat pašalina šalčio pakilimo žalą, kurią sukelia vandens įsiskverbimas, ir tinkama tokioms scenoms kaip žemos temperatūros laikymo rezervuarai.
Airgelis yra neorganinė nemetalinė medžiaga, turinti antipireną. A. ji neišskiria toksiškų dūmų, kai veikiama ugnies, o jos deguonies indeksas viršija 60%, o tai yra daug aukštesnė nei organinių izoliacinių medžiagų, tokių kaip poliuretanas. Gaisro metu „Airgel“ gali efektyviai sulėtinti liepsnos plitimą ir nusipirkti laiko evakuacijai ir gelbėjimui. Pvz., Didelės spartos geležinkelio vežimėliuose ar maitinimo įstaigose oro pavidalo izoliacijos sluoksnis gali atlaikyti trumpalaikę aukštą 1000 laipsnio temperatūrą, kad apsaugotų pagrindinę įrangą nuo pažeidimo. Be to, jo žemos dūmų charakteristikos atitinka griežtus standartus, tokius kaip ES EN13501, vengdamos antrinių pavojų ir yra ypač tinkamos vietoms, kuriose yra ypač aukštos priešgaisrinės apsaugos reikalavimai, tokie kaip tuneliai ir aukštybiniai pastatai.
1.5 patvarumas ir aplinkos apsauga
Airgelį daugiausia sudaro neorganiniai komponentai, tokie kaip silicio dioksidas, ir turi stiprų atsparumą senėjimui. Jis turi stabilią struktūrą {{{0}} laipsnio iki 650 laipsnių, gniuždomojo stiprumo 0. 2-0}. Jo draugiškumas aplinkai atsispindi dviem aspektais: pirma, joje nėra kenksmingų medžiagų, tokių kaip asbestas ir LOJ, o gamybos ir naudojimo procesai neturi taršos; Antra, jis gali būti perdirbamas ir pakartotinai panaudotas, jį galima susmulkinti ir perdaryti į izoliacijos srutą po to, kai buvo išmesta. Palyginti su tradicinėmis medžiagomis, po to, kai ji išmesta, sunku skaidyti akmens vilną, o oro skydelio mažai anglies dioksido savybės atitinka pasaulinę anglies neutralumo tendenciją. Pavyzdžiui, „Green Building“ sertifikate (LEED) „Airgel“ gali gauti papildomų taškų už jo tvarumą.
2. Pagrindiniai oro pavėsinių trūkumai
Nors „Airgel“ gerai veikia šilumos izoliaciją, gaisro prevenciją ir atsparumą drėgmei, jos didelės išlaidos vis dar yra pagrindinė kliūtis plačiai paplitęs. Dėl sudėtingo gamybos proceso ir didelių žaliavų kainų dabartinė oro gegužės kaina yra daug didesnė nei tradicinių izoliacinių medžiagų, tokių kaip stiklo vilna, roko vilna ar poliuretano putplastis. Dėl to sunku reklamuoti sąnaudas jautrius projektus ir yra tinkami tik aukščiausios klasės ar ypač aukštos kokybės taikymo scenarijams, tokiems kaip aviacijos ir kosmoso, karinės pramonės, naftos chemijos ir kitos sritys.
Be to, naudojimo metu „Airgel“ turi tam tikrų dulkių kritimo problemų. Jo materiali konstrukcija yra trapi ir lengvai susidarys dulkes perdirbant ar montuojant, o tai ypač nepalanki švariose patalpose ar aplinkoje, kuriai reikalinga didelė švara. Norint išvengti dulkių poveikio operatoriams ir įrangai, paprastai reikia padengti „Airgel“, o tai padidina konstrukcijos sudėtingumą ir papildomas išlaidas, taip pat riboja jo tiesioginį naudojimą kai kuriuose laukuose.
Apibendrinant galima pasakyti, kad „Airgel“, kaip pažangiausia aukštos kokybės šiluminės izoliacijos medžiaga, tampa svarbiu pasirinkimu pramoniniame ir aukščiausios klasės konstrukcijos laukuose dėl puikios šiluminės izoliacijos, atsparumo gaisrui, atsparumo drėgmei ir aplinkos apsaugos savybės. Nors didelės išlaidos ir dulkių problema vis dar yra pagrindiniai veiksniai, ribojantys plačiai paplitusią pritaikymą, nuolat tobulinant gamybos technologijas ir didelio masto plėtrą, „Airgel“ taikymo perspektyvos vis dar yra plačios. Tikimasi, kad ateityje „Airgel“ vaidins svarbesnį vaidmenį siekiant ekologiškos energijos taupymo ir medžiagų atnaujinimo.