Керамический аэрогель, изготовленный из нанокристаллов и внедренный в матрицу для использования в теплоизоляционных целях

 

Группа исследователей из Харбинского технологического института в Китае, работая с коллегой из США, разработала новый вид аэрогеля для использования в качестве гибкого теплоизоляционного материала. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, группа описывает, как они сделали свой аэрогель и насколько хорошо он работал при сильном нагревании.

 

Предыдущая работа показала, что аэрогели, изготовленные с использованием керамических материалов, очень хорошо работают в качестве теплоизоляторов — их очень низкая плотность имеет очень низкую теплопроводность. Но такие материалы хрупки, что делает их недоступными для использования в гибких материалах, таких как костюмы для пожарных. Они также имеют тенденцию разрушаться при воздействии очень высоких температур. В рамках этой новой работы исследователи разработали метод получения аэрогеля на основе керамики, который может использоваться в гибких приложениях, а также не разрушается при воздействии очень высоких температур.

Чтобы создать свой аэрогель, исследователи применили новый подход — они поместили предшественник циркония и кремния с помощью пластикового шприца в камеру с турбулентным воздушным потоком - метод электроформования, который позволил получить керамический материал, напоминающий сахарную вату. Затем они сложили полученный материал в виде зигзагообразного рисунка и нагрели его до 1100 ° C. Нагревание таким образом изменило текстуру материала из стекловидного состояния в нанокристаллическое. Изучение полученного материала с помощью спектроскопа показало, что их подход привел к созданию материала с нанокристаллическими частицами, встроенными в аморфную матрицу циркона — гибкий аэрогель, изготовленный с использованием керамики, которая не подвержена разрушению при высоких температурах.

Исследователи протестировали материал, используя его для изоляции топливной трубки самолета и применяя бутановую паяльную лампу в течение пяти минут. Они обнаружили, что использование универсального полиимидного барьера позволило температуре в пробирке достичь 267 ° C, в то время как обычный аэрогель поддерживал температуру на уровне 159 ° C, а новый гель поддерживал ее всего на уровне 33 ° C. Они также обнаружили, что материал был достаточно гибким, чтобы его можно было использовать в гибких тканях, таких как те, которые используются для изготовления защитной одежды для пожарных.

ИСТОЧНИК

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (03.07.2022)
Просмотров: 49 | Рейтинг: 0.0/0