Airgel सामग्री को बदलने से थर्मल प्रवाहकीय कोटिंग प्रदर्शन को कैसे प्रभावित किया जाता है?

विषयसूची

1। उद्योग पृष्ठभूमि और प्रौद्योगिकी विकास की जरूरत है

2। एयरगेल सामग्री और थर्मल चालकता के बीच सहसंबंध तंत्र

3। प्रायोगिक डेटा: कोटिंग प्रदर्शन पर एयरगेल ग्रेडिएंट प्रतिस्थापन का प्रभाव

4। विशिष्ट मामला: उद्योग और निर्माण में एयरगेल कोटिंग्स का अनुप्रयोग

5। तकनीकी चुनौतियां और भविष्य के विकास के निर्देश

6। डेटा टेबल: एयरगेल सामग्री और कोटिंग प्रदर्शन संकेतक की तुलना

1। उद्योग पृष्ठभूमि और प्रौद्योगिकी विकास की जरूरत है

हाल के वर्षों में, वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन और "दोहरी कार्बन" लक्ष्य की उन्नति के साथ, उच्च-दक्षता और ऊर्जा-बचत सामग्री निर्माण, नई ऊर्जा, एयरोस्पेस, आदि के क्षेत्र में मुख्य मांग बन गई है।एयरगेल थर्मल पेंटसबसे कम थर्मल चालकता के साथ ठोस सामग्री है (कमरे के तापमान पर 0। 012W/(m · k) 1 के रूप में कम)। Airgel और बहुलक मैट्रिक्स द्वारा गठित थर्मल प्रवाहकीय कोटिंग में कई कार्य हैं जैसे कि हल्के, गर्मी इन्सुलेशन और अग्नि रोकथाम। बाजार के आकार की औसत वार्षिक वृद्धि दर 18%है। हालांकि, एयरगेल सामग्री और कोटिंग प्रदर्शन के बीच गैर-संबंध संबंध एक प्रमुख तकनीकी अड़चन बन गया है जो इसके बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग को प्रतिबंधित करता है।

 

 

2। एयरगेल सामग्री और थर्मल चालकता के बीच सहसंबंध तंत्र

2.1 थर्मल चालकता पथ का ट्रिपल-एक्शन मॉडल

एयरगेल की नैनोपोरस संरचना निम्नलिखित तंत्रों के माध्यम से कोटिंग्स की थर्मल चालकता को प्रभावित करती है:

थर्मल चालन अवरोध: Airgel की पोरसिटी 99.9%के रूप में अधिक है, और इसके तीन-आयामी नेटवर्क कंकाल पारंपरिक सामग्रियों के लिए गर्मी हस्तांतरण पथ को 5-10 तक बढ़ाता है;

थर्मल संवहन अवरोधन: 70NM से नीचे का छिद्र आकार गैस अणुओं के मुक्त पथ को सीमित करता है, जिससे "शून्य संवहन प्रभाव" बनता है;

थर्मल विकिरण बिखरना: एयरगेल कंकाल का छायांकन प्रभाव इन्फ्रारेड विकिरण गर्मी हस्तांतरण को 80%से अधिक कम कर सकता है।

2.2 सामग्री परिवर्तन का महत्वपूर्ण प्रभाव

प्रयोग से पता चलता है कि कबएयरगेल आर्किटेक्चरल कोटिंगसामग्री 1 0% से 25% से बढ़ जाती है, कोटिंग की तापीय चालकता 0 से घट जाती है। लेकिन जब यह 30%से अधिक हो जाता है, तो फिल्म बनाने वाले पदार्थों के अपर्याप्त अनुपात के कारण कोटिंग दरारें, और तापीय चालकता 0.05W/(m · k) तक वापस बढ़ जाती है। यह इंगित करता है कि एक इष्टतम खुराक सीमा है।

3। प्रायोगिक डेटा: कोटिंग प्रदर्शन पर एयरगेल ग्रेडिएंट प्रतिस्थापन का प्रभाव

Hubei Huifu Nano और अन्य कंपनियों ने फ्यूम्ड सिलिका (HB -630) और Airgel के ढाल प्रतिस्थापन प्रयोगों के माध्यम से निम्नलिखित नियमों का खुलासा किया है:

डेटा व्याख्या:

पीक आसंजन: 40% प्रतिस्थापन अनुपात में, फ्यूम्ड सिलिका का नैनो-स्केल फैलाव इंटरफैसिअल बॉन्डिंग स्ट्रेंथ को बढ़ाता है, और आसंजन में 38% की वृद्धि होती है;

शक्ति क्षीणन विभक्ति बिंदु: 80% से अधिक प्रतिस्थापन के बाद, फ्यूम्ड सिलिका एग्लोमेरेट्स और तनाव एकाग्रता का कारण बनता है, और ताकत 30% तक कम हो जाती है;

आर्थिक संतुलन बिंदु: 25% एयरगेल + 75% फ्यूम्ड सिलिका की समग्र प्रणाली समग्र लागत को 42% तक कम कर देती है।

4। विशिष्ट मामला: उद्योग और निर्माण में एयरगेल कोटिंग्स का अनुप्रयोग

4.1 नई ऊर्जा बैटरी का थर्मल प्रबंधन

AJ1025 सिरेमिक फाइबर एयरगेल इन्सुलेशन जो जियायुन नई सामग्री द्वारा विकसित किया गया है, का उपयोग पावर बैटरी मॉड्यूल में किया जाता है:

बैटरी सेल के तापमान अंतर को ± 2 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाता है, और थर्मल रनवे ब्लॉकिंग समय को 30 मिनट तक बढ़ाया जाता है;

1 मिमी की मोटाई 1200 डिग्री थर्मल शॉक प्रोटेक्शन प्राप्त कर सकती है, जो पारंपरिक सिरेमिक फाइबर की तुलना में 60% हल्का है।

4.2 इमारतों का ऊर्जा-बचत परिवर्तन

वुहान शो में एक वाणिज्यिक परिसर में Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd के सिलिकॉन एयरगेल कोटिंग का अनुप्रयोग:

2 मिमी कोटिंग के बाद, गर्मियों में बाहरी दीवार की सतह का तापमान 18 डिग्री तक कम हो जाता है, और एयर कंडीशनिंग ऊर्जा की खपत 34%तक कम हो जाती है;

The water repellency is >99.6%, जो पारंपरिक इन्सुलेशन परत में नमी के कारण होने वाली मोल्ड समस्या को हल करता है।

5। तकनीकी चुनौतियां और भविष्य के विकास के निर्देश

5.1 मौजूदा तकनीकी अड़चनें

फैलाव एकरूपता: एरोगेल्स रेजिन में एकत्र होते हैं, और प्लाज्मा संशोधन जैसी दिखावा प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की आवश्यकता होती है;

यांत्रिक संपत्ति क्षीणन: 25% सामग्री पर, तन्यता ताकत शुद्ध राल की तुलना में 50% कम है, और सुदृढीकरण के लिए कार्बन नैनोट्यूब को पेश करने की आवश्यकता है।

5.2 नवाचार सफलता दिशा

ढाल समग्र संरचना: "सैंडविच" कोटिंग (सतह परावर्तक (एयरगेल पाउडर पेंट+ मिडिल बैरियर लेयर + बॉटम चिपकने वाली परत) नानजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी टीम द्वारा विकसित) केवल 1200 डिग्री पर 65 डिग्री तक पीछे के तापमान को बढ़ाता है;

इंटेलिजेंट कोटिंग: चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज एक तापमान-संवेदनशील एयरगेल कोटिंग विकसित कर रहा है, जिसकी थर्मल चालकता को तापमान परिवर्तन के साथ ± 15% द्वारा स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है।

6। डेटा टेबल: एयरगेल सामग्री और कोटिंग प्रदर्शन संकेतक की तुलना

निष्कर्ष

Airgel सामग्री और थर्मल प्रवाहकीय कोटिंग प्रदर्शन का अनुकूलन एक बहु-पैरामीटर synergistic प्रक्रिया है, जिसमें सामग्री विज्ञान, द्रव यांत्रिकी, थर्मल इंजीनियरिंग और अन्य विषयों के चौराहे में सफलताओं की आवश्यकता होती है। जियायुन नई सामग्री और हुइफ़ू नैनो जैसी कंपनियों के तकनीकी पुनरावृत्ति के साथ, यह उम्मीद की जाती है कि 2026 तक, वैश्विक एयरगेल कोटिंग बाजार $ 8 बिलियन से अधिक हो जाएगा, जो कि निर्माण ऊर्जा संरक्षण, नए ऊर्जा वाहनों, औद्योगिक पाइपलाइनों, आदि के क्षेत्र में दसियों अरबों के आवेदन परिदृश्यों का निर्माण करेंगे, जो कि भविष्य में, बुद्धि और कार्यात्मक एकीकरण की दिशा बन जाएगी।