氣凝膠玻璃是一種新型建筑材料,可以代替各種玻璃。它可在現(xiàn)代科技和高科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用:如做航天、航海的窺視窗;代替汽車(chē)的鋼化玻璃;在原子能和激光領(lǐng)域作為可透過(guò)各種射線(xiàn)的結(jié)構(gòu)材料和做精密光學(xué)儀器的光學(xué)元件等。總之,它可替代普通玻璃、有機(jī)玻璃、塑料并能在這三種材料勝任的其他領(lǐng)域大顯身手。

雖然在外形,透明度和染色方面類(lèi)似普通玻璃,但許多優(yōu)點(diǎn)卻是普通玻璃遠(yuǎn)不及的:

1、熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊能力超過(guò)石英玻璃,即使在1300℃高溫狀態(tài)下將它放入水中,也不會(huì)破裂;

2、它的比重很小,僅為0.07-0.25g/cm3,是普通玻璃的幾十分之一;

3、具有比礦物棉更好的隔熱保暖性能;它不燃燒,是良好的防火材料;

4、還具有良好的隔音性能,比一般金屬和玻璃高4倍以上,氣凝膠玻璃的中間產(chǎn)物是氣凝膠體。最早的氣凝膠體是從硅膠中分離出來(lái)的。當(dāng)然,也可從其他材料中獲得。例如,從剛玉、鎢、氧化鐵、氧化鋅、氧化錫、纖維素、硝化纖維素、動(dòng)物凝膠、瓊脂、蛋白、樹(shù)膠中都可獲得氣凝膠體。

氣凝膠玻璃的主要技術(shù)參數(shù)如下:密度:0.07-0.25g/cm3;導(dǎo)致系數(shù):0.021W/m2.K;折射率:1.015-1.055;氣孔尺寸:10-20nm;聲音傳播速度:120m/s;聲阻:105×104kg/m2.s;耐熱性:1300℃;二氧化硅含量:99.99%。

氣凝膠玻璃的制備分兩步:首先,從硅烷中獲得硅醇凝膠;然后,使硅醇凝膠進(jìn)入結(jié)晶和干燥過(guò)程,以便從凝膠中排除溶劑,整個(gè)過(guò)程均在一定壓力和溫度下進(jìn)行,可用電子計(jì)算機(jī)控制整個(gè)制備過(guò)程。

氣凝膠玻璃若用于建筑,能使房屋既隔熱又保暖;若用于高層建筑時(shí),可取代一般幕墻玻璃,大大減輕建筑物自重和起防火作用。實(shí)踐證明,在兩層普通玻璃中間夾一層氣凝膠玻璃,使傳熱系數(shù)從3W/m2.K下降到0.5W/m2.K。此外,氣凝膠玻璃比所有無(wú)機(jī)材料的傳播聲音速度都慢,聲音在氣凝膠玻璃中僅為100-120m/s。

氣凝膠玻璃雖然具有許多優(yōu)良的物理性能,但由于價(jià)格比較高,幾何尺寸較小,目前僅能達(dá)到(20-60)×(20-60)×(2-3)cm,限制了它的使用范圍。但隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,它會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。

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