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發(fā)布時(shí)間：2022-08-16
氣凝膠片的作用是什么？
氣凝膠是由納米孔和納米骨架組成的三維連續(xù)多孔材料。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有許多常規(guī)材料無(wú)法比擬的特性，其中顯著的是其極低的熱導(dǎo)率，那么氣凝膠隔熱片：氣凝膠片的作用是什么？
1.在分形結(jié)構(gòu)的研究中。作為一種結(jié)構(gòu)可控的納米多孔材料，二氧化硅氣凝膠的表觀密度明顯依賴于標(biāo)準(zhǔn)尺寸。在一定尺度范圍內(nèi)，其密度趨于尺度不變，即密度隨著尺度的增大而減小，具有自相似結(jié)構(gòu)。氣凝膠的結(jié)構(gòu)分形結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究還表明，在不同尺度范圍內(nèi)存在三個(gè)色散關(guān)系明顯不同的激發(fā)區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于聲子、分形和粒子模的激發(fā)。通過(guò)改變氣凝膠的制備條件，關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度可以改變兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，二氧化硅氣凝膠成為研究分形結(jié)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)行為的佳材料。
2.在“863”高科技和強(qiáng)激光的研究中。多孔材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值。例如，使用低于臨界密度的多孔靶材料可以改善電子碰撞激發(fā)的X射線激光的光束質(zhì)量，節(jié)省驅(qū)動(dòng)能量。使用新型微球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的多孔靶，可以實(shí)現(xiàn)等離子體三維絕熱膨脹的快速冷卻，提高電子復(fù)合機(jī)制產(chǎn)生的X射線激光的增益系數(shù)，使用超低密度材料吸收核燃料，可以構(gòu)成激光慣性約束聚變的高增益冷凍靶。氣凝膠具有細(xì)長(zhǎng)的納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和可控的介觀結(jié)構(gòu)，是開(kāi)發(fā)新型低密度靶的佳候選材料。
3.作為隔熱材料。二氧化硅氣凝膠細(xì)長(zhǎng)的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效限制了局域熱激發(fā)的傳播，其固體熱導(dǎo)率比相應(yīng)的玻璃態(tài)材料低2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。納米孔抑制了氣體分子對(duì)熱傳導(dǎo)的貢獻(xiàn)。二氧化硅氣凝膠的折射率接近L，紅外和可見(jiàn)光的消光系數(shù)之比大于100。它能有效地透射太陽(yáng)光，阻止環(huán)境溫度的紅外熱輻射，是一種理想的透明隔熱材料，已應(yīng)用于太陽(yáng)能利用和建筑節(jié)能。通過(guò)摻雜，可以進(jìn)一步降低二氧化硅氣凝膠的輻射熱傳導(dǎo)。常溫常壓下，摻雜碳?xì)饽z的熱導(dǎo)率可以低至0.013 W/mk。是目前導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體材料，有望取代聚氨酯泡沫成為新型冰箱保溫材料。二氧化鈦的加入可以使硅氣凝膠成為一種新型的高溫隔熱材料，800K時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.03 W/mk，作為軍工產(chǎn)品的新材料，將得到進(jìn)一步的發(fā)展。
