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气凝胶引领着新一代技术的发展

作者: 美星首页发表时间:2022-02-15 13:35:34浏览量:2383

气凝胶防寒、保温、隔热,引领着新一代技术的发展
文本标签:气凝胶,防寒,保温,
2009年圣诞(基督教徒的“春节”)前夕,欧洲多国遭遇数十年一遇的暴雪低温天气,部分地区气温跌至-20℃,4列“欧洲之星”列车当天因天气原因出现“技术故障”,导致列车所载的2000多名乘客被困英吉利海峡海底隧道,英国与欧洲大陆的高速铁路通道完全瘫痪。


在地球的另一端,上一年前发生在中国广大南方地区的低温冰冻天气也曾一度使铁路瘫痪,阻断了无数人的回家之路。40万旅客滞留广州火车站,-30℃煤油开始凝固,-38.87℃水银开始凝固。在非人力能改变的极寒天气面前,铁路运输也显得力不从心,毕竟列车运行安全是无可争议的首要考量。直到2012年12月1日,世界上第一条地处高寒地区的高铁线路——哈尔滨至大连线开通运营,风雪严寒不再是高铁禁区。在-40℃的极寒温度下实现时速300公里的稳定运行,导致电气元件发生短路或损坏的车身“冷凝水”现象迎刃而解,车厢内温暖如春与车厢外天寒地冻形成两个截然不同的世界……这一切都与车体隔热保温技术的变革息息相关。通俗地讲,就是为列车穿上了一件“防寒服”。


在众多高铁“防寒服面料”中,气凝胶引领着新一代技术发展的方向。由于高铁车辆运行时速高,全车无烟防火,安全设计要求高,需要重量轻的不燃性保温材料。目前在国外和我国的部分高铁和地铁车辆中,正在使用国外的气凝胶保温材料,可承受-300℃——800℃的使用环境温度而性能保持稳定,增加车辆在大幅度温差变化环境中运行的安全性和旅游乘坐的舒适性。


气凝胶是目前已知最轻的固体材料,被《科学》杂志誉为“可以改变世界的神奇材料”。气凝胶诞生于 1931 年,早期由于气凝胶技术长期以来不够成熟、成本高昂,仅限应用于航空、军工等特殊领域领域。随着技术进步和产业迭代,气凝胶至今已经经历过三次产业化,目前正处在第四次产业化浪潮的快速发 展中,正在向工业领域、民用领域拓展。凭借极低的体积密度及纳米网格结构,气凝胶导热系数比常温下静态空气还低,是迄今为止最完美的隔热材料。


我国的气凝胶行业虽然起步晚,但在国家产业政策的引导下发展迅速。2014 年,国家发改委连续将气凝胶材料列为《国家重点节能低碳技术推广目录》,大力倡导和推广气凝胶。2018 年 6 月,气凝胶被列入我国建材新兴产业,同年 9 月发布第一个气凝胶材料方面的国家标准。2019 年 12 月,国家发改委发布文件鼓励气凝胶节能材料,2020 年 11 月,《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启用。广阔的市场前景和一系列政策利好相互叠加,使我国的气凝胶研发生产应用步入快车道。

目前,我国国内气凝胶生产厂商快速崛起,近些年部分气凝胶主流企业,直接对标国际气凝胶巨头,参与全球竞争,展示出了良好的成长性和发展潜力。气凝胶毡与传统材料的对比,具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保且隔音降噪功能极佳等特性,可替代玻璃纤维制品、 保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料,使用气凝胶毡作为列车车身的保温隔热处理,可降低极寒低温对周围零部件的影响。


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