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世界上第一個氣凝膠18031633136劉經(jīng)理（微信同步）產(chǎn)品是1931年制備出的。當(dāng)時，美國加州太平洋大學(xué)(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler提出要證明一種具有相同尺寸的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體“凝膠”，其形狀與濕凝膠一致。證明這種設(shè)想的簡單方法，是從濕凝膠中驅(qū)除液體而不破壞固體形狀。如按照通常的技術(shù)路線，很難做到這一點。如果只是簡單地讓濕凝膠干燥，凝膠將會收縮，常常是原來的形狀破壞，破裂成小碎片。也就是說，這種收縮經(jīng)常是伴隨著凝膠的嚴(yán)重破裂。18031633136劉經(jīng)理（微信同步）Kistler推測:凝膠的固體構(gòu)成是多微孔的，液體蒸發(fā)時的液一氣界面存在較大的表面張力，該表面張力使孔道坍塌。此后，Kistler發(fā)現(xiàn)了氣凝膠制備的關(guān)鍵技術(shù)(Kistler, 1932)。 Kistler研究的第一個凝膠是通過硅酸鈉的酸性溶液濃縮制備的SiOZ凝膠。然而，他試圖通過把凝膠中的水轉(zhuǎn)變成超臨界流體的方式來制備氣凝膠卻沒有成功。Kistler再嘗試首先用水充分洗滌二氧化硅凝膠(從凝膠中去掉鹽)，然后用乙醇交換水，通過把乙醇變成超臨界流體并使它跑掉，第一個真正的氣凝膠形成了。Kistler的氣凝膠與現(xiàn)在制備的二氧化硅氣凝膠類似，是具有相當(dāng)大的理論研究價值的透明、低密度、多孔材料。在之后的幾年時間里，Kistler詳盡地表征了他的二氧化硅氣凝膠的特性，并制備了許多有研究價值的其它物質(zhì)的氣凝膠材料，包括:A1203 , W03 , Fe203 , Sn02、酒石酸鎳、纖維素、纖維素硝酸鹽、 明膠、瓊脂、蛋白、橡膠等氣凝膠。
后來，Kistler離開了太平洋大學(xué)，18031633136劉經(jīng)理（微信同步）到Monsanto公司供職。Monsanto公司很快就開始生產(chǎn)商品化的氣凝膠產(chǎn)品，Monsanto公司的產(chǎn)品是粒狀的Si02材料，雖然其生產(chǎn)工藝無人知曉，但人們推斷應(yīng)當(dāng)是Kistler的方法。Monsanto公司的氣凝膠當(dāng)時是被用來作化妝品及牙膏中的添加劑或觸變劑。在以后的近30年中，有關(guān)氣凝膠的研究幾乎沒有什么進(jìn)展。直到20世紀(jì)60年代，隨著價格便宜的“煙霧狀的(fumed)”Si02的研制開發(fā)，氣凝膠的市場開始萎縮，Monsant。公司停止了氣凝膠的生產(chǎn)。
從此，氣凝膠在很大程度上被人淡忘了。直到20世紀(jì)70年代后期，法國政府向Claud Bernard大學(xué)的Teichner教授尋求一種能儲存氧氣及火箭燃料的多孔材料。之后所發(fā)生的事情，在從事氣凝膠研究的人員中有一種傳說。Teichner讓他的一個研究生來制備氣凝膠并研究其應(yīng)用，然而，使用Kistler的方法，包括兩個耗時、費力的溶劑萃取步驟，他們的第一個氣凝膠花了數(shù)周時間才制備出來。然后，Teichner告訴這個學(xué)生，要完成他的學(xué)位論文，將需要大量的氣凝膠樣品;該學(xué)生意識到，如按照Kistler的方法制備，這要花許多年才能完成，他精神崩潰地離開了Teichner的實驗室;經(jīng)過一段短暫地休息、思考，他又回到了實驗室，有一種強(qiáng)烈的動機(jī)，激發(fā)他去尋找一種更好的Si02氣凝膠的合成工藝。經(jīng)過不懈地努力探索，18031633136劉經(jīng)理該學(xué)生成功地應(yīng)用溶膠一凝膠化學(xué)法制備出Si02氣凝膠，這使氣凝膠科學(xué)研究前進(jìn)了一大步。這種方法用正硅酸甲酷(TMOS)代替Kistler所使用的硅酸鈉，在甲醇溶液中通過TMOS水解一步產(chǎn)生凝膠(稱為“醇凝膠”)，這消除了Kistler方法中的兩個缺點，即醇水替換步驟及凝膠中存在無機(jī)鹽，在超臨界甲醇條件下干燥這些醇凝膠，就制備出高質(zhì)量的Si02氣凝膠。后來，Teichner的研究組及其他人使這種方法擴(kuò)展，制備了多種金屬氧化物氣凝膠產(chǎn)品。
目前，氣凝膠的研制主要集中在德國的BASF公司、DESY公司，美國的勞侖茲利物莫爾國家實驗室(LLNL)、桑迪亞國家實驗室(SNL)，法國的蒙彼利埃材料研究中心，瑞典的LUND公司以及美國、德國、日本的一些高等院校。在國內(nèi)，SiO2氣凝膠的制備及其特性研究九十年代才開始起步(陳龍武等， 1995)。國內(nèi)的主要研發(fā)及生產(chǎn)氣凝膠的企業(yè)：埃力生、金納、納諾、烏江等，當(dāng)然中國市場還有阿斯彭這樣的純外資企業(yè)，只是國內(nèi)沒有生產(chǎn)。18031633136劉經(jīng)理
氣凝膠保溫絕熱原理：
1.對流：當(dāng)氣凝膠材料中的氣孔直徑小于70nm時，氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力，相對地附著在氣孔壁上，這時材料處于近似真空狀態(tài)。
2.輻射：由于材料內(nèi)的氣孔均為納米級氣孔再加材料本身極低的體積密度，使材料內(nèi)部氣孔壁數(shù)日趨于“無窮多”，對于每一個氣孔壁來說都具有遮熱板的作用，因而產(chǎn)生近于“無窮多遮熱板”的效應(yīng)，從而使輻射傳熱下降到近乎低極限
3.熱傳導(dǎo)：由于近于無窮多納米孔的存在，熱流在固體中傳遞時就只能沿著氣孔壁傳遞，近于無窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮長路徑”效應(yīng)，使得固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近低極限 。
氣凝膠的特性：
納米級材料（20-70nm）
低導(dǎo)熱系數(shù)（低至0.0118W/(K·m)）
低密度
高孔隙率（催化劑、吸附劑）
低折射率
絕熱保溫保冷
18031633136劉經(jīng)理
主要應(yīng)用領(lǐng)域
??●預(yù)制保溫管
??●儲罐，容器等設(shè)備保溫
??●石油開采蒸汽管線
??●熱電廠、石化廠、化工廠管線
??●各類高、低溫爐體，移動救生艙
??●高速列車、汽車、地鐵等車體保溫
??●建筑領(lǐng)域保溫
??●優(yōu)異的隔熱效果
??隔熱效果是傳統(tǒng)隔熱材料2-5倍，而且壽命更長。
??●憎水性和防火性
??材料整體憎水，可有效防止水分進(jìn)入管道、設(shè)備內(nèi)部，同時具有A1級防火性能。
??●減少保溫層厚度
??取得同等隔熱效果，厚度僅為傳統(tǒng)材料的幾分之一。
包裝形式
卷狀
18031633136劉經(jīng)理
厚度
3mm, 6mm, 10mm
寬度
1500mm
導(dǎo)熱系數(shù)
0.018w/m·k(25℃時)
高使用溫度
650℃
密度
180kg/m3
憎水性
整體憎水
??導(dǎo)熱系數(shù)：
??依據(jù)GB10295-2008測試所得結(jié)果
