船舶节能论文

高性能气凝胶隔热材料是一种分散介质为气体的凝胶材料，是满足-200℃ ~ 800℃温度范围的柔性或刚性高性能隔热材料。该材料中的孔隙大小在纳米量级，能有效抑制空气对流和固相热传导，是一种高性能的隔热材料。

气凝胶材料简介:

纳米多孔气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，是一种由胶体颗粒或聚合物分子组成的具有网络结构的纳米多孔固体材料。这种材料中的孔隙大小在纳米量级。空隙率高达80-99.8%，典型的空隙尺寸为1-100 nm，密度可低至3 kg/m3，室温热导率可低至0.012 W/(m？k).正是由于这些特性，气凝胶材料在航空航天、造船、建筑、新能源、石油化工、服装、催化剂、电化学等方面具有广阔的应用潜力。

气凝胶按成分可分为二氧化硅气凝胶、氧化锆气凝胶、氧化铝气凝胶和碳气凝胶。其中二氧化硅气凝胶的使用温度可达600℃，氧化锆气凝胶可达1300℃，碳气凝胶可达2000℃。

气凝胶材料的应用:

(一)气凝胶在石化工业中的应用

据悉，开采海底油气田对作业者的关键要求之一是能够运输未加工的碳氢化合物，这些化合物往往处于高温高压状态，沿海运输距离越来越长。如果没有足够的隔热，这些碳氢化合物会冷却并产生水合物或蜡，最终会堵塞流动管道，给运营商带来巨大的成本。气凝胶优异的隔热性能可以很好的解决这个问题。

(2)气凝胶在船舶上的应用。

随着海洋运输和海上油田的发展，海上钻井平台、油船、液化天然气(LNG)船和液化石油气(LPG)船发展迅速。这些特种船对隔热和防火分隔提出了更高的要求，也成为气凝胶材料应用的新平台。

(C)气凝胶在建筑中的应用

气凝胶优异的隔热性能使其在建筑隔热方面具有巨大的潜力。与目前使用的聚苯乙烯泡沫气凝胶相比，它不仅具有更好的隔热效果，而且不易燃，能有效防止火灾。气凝胶还具有优异的耐老化性能，可以保证外保温体30年不老化。目前气凝胶的成本比较高。当未来工艺更加优化，成本降低，气凝胶将广泛应用于建筑保温。同时，气凝胶由于具有透光性，可以用来制作透光屋顶。

(D)航空航天应用中的气凝胶

目前，气凝胶已经广泛应用于航空航天中需要隔热的地方。其中之一是在航天用热电池中的应用。气凝胶材料作为隔热层，完美解决了航空航天对热电池高性能的要求。下图是热电池的隔热气凝胶材料。

(5)气凝胶在其他领域的应用。

气凝胶优异的隔热性能使其在电化学、服装、新能源、催化剂等方面具有巨大的应用潜力。气凝胶可以作为催化剂载体，因为它的孔隙是纳米级的，比表面积大，使其具有很大的吸附能力。由于它的吸附性和极低的密度，它也可以用来储存氢气。其良好的保温性可以用来制作衣服，只需要薄薄的一层就可以达到很好的保温效果。

作为隔热材料，可用于超音速飞机、装甲车辆和舰船的大功率发动机、工业高温炉、高效热电池和绿色智能建筑的热防护。作为防火隔断材料，可用于制造大型船舶和高层建筑中的防火门和舱壁。可用于制造特种服装(冬装、消防服、防弹衣)、隔音材料、催化剂载体等。

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