一、氣凝膠有什么特點

1、孔(kong)隙率很高，可高達(da)99.8%。

2、納米(mi)級別孔洞（20～100nm）和三(san)維(wei)納米(mi)骨(gu)架顆(ke)粒（2～5nm）。

3、高(gao)比表面積，可(ke)高(gao)達1000m2/g。

4、低(di)密(mi)度，可低(di)至0.003g/cm3。

5、氣凝膠(jiao)獨特的(de)結構(gou)決定了其具有極低的(de)熱導(dao)率，常溫下(xia)可(ke)以低至0.013W/（m·K）。

6、強度(du)低，脆性大，由于其比表(biao)面積(ji)和孔隙率很大，密度(du)很低，導致其強度(du)很低。

由于(yu)這些出色的特(te)性，氣凝(ning)膠被期(qi)許為“改變世界(jie)的神奇材料”，在熱學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)、微(wei)電子、催化、航空航天、節能建筑等領域具有十分廣闊(kuo)的應用前景(jing)。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)可分為(wei)無機氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、有(you)機氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、混合(he)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和復合(he)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。常見的(de)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和二氧(yang)化(hua)硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)，新進發展的(de)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是氧(yang)化(hua)石(shi)墨烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、富勒(le)烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和纖維/二氧(yang)化(hua)硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。

目(mu)前市(shi)場上常(chang)見的(de)以(yi)及研究較多(duo)的(de)可(ke)分(fen)為氧化物氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)、炭氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)（耐高溫性可(ke)達3000℃）和(he)碳化物氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化(hua)物(wu)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)材料在(zai)高(gao)溫區(qu)（＞1000℃）容(rong)易發生晶型轉變及顆粒的燒結，其(qi)耐溫性(xing)相(xiang)對(dui)較差，但是其(qi)在(zai)中高(gao)溫區(qu)（＜1000℃）具備較低的熱導(dao)率。氧化(hua)物(wu)氣(qi)(qi)凝膠(jiao)材料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)是(shi)目前隔熱(re)領(ling)域研究(jiu)最多也是(shi)較為(wei)成熟的(de)一種耐(nai)高溫(wen)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)，其孔隙率(lv)高達80%~99.8%，孔洞的(de)典型(xing)尺寸(cun)為(wei)1~100nm，比表面(mian)積為(wei)200~1000m2/g，而密度可(ke)低(di)(di)達3kg/m3，室(shi)溫(wen)熱(re)導(dao)率(lv)可(ke)低(di)(di)達12mW/（m·K）。SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材料(liao)(liao)通常(chang)是(shi)將與紅(hong)外遮光劑以(yi)及增強(qiang)體(ti)進行復合，以(yi)提高SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)的(de)隔熱(re)和(he)力(li)學(xue)性能，使(shi)其既(ji)具有(you)(you)實用(yong)價值的(de)納米(mi)孔超級絕(jue)熱(re)材料(liao)(liao)，同時還兼有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)隔熱(re)和(he)力(li)學(xue)性能，主要(yao)應(ying)用(yong)于航(hang)空(kong)航(hang)天、軍事、電子、建筑、家電和(he)工業管道等(deng)領(ling)域的(de)保溫(wen)隔熱(re)。常(chang)用(yong)的(de)紅(hong)外遮光劑有(you)(you)碳化硅、TiO2（金紅(hong)石型(xing)和(he)銳鈦型(xing)）、炭黑、六(liu)鈦酸鉀等(deng)；常(chang)用(yong)的(de)增強(qiang)材料(liao)(liao)有(you)(you)陶瓷纖維(wei)、無堿超細玻璃纖維(wei)、多晶莫(mo)來石纖維(wei)、硅酸鋁纖維(wei)、氧(yang)化鋯纖維(wei)等(deng)。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料相比，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)的(de)高溫(wen)熱導(dao)率更低(di)，更適宜于(yu)高溫(wen)段(duan)的(de)隔熱應用(yong)(yong)，在(zai)(zai)作為高溫(wen)隔熱保溫(wen)材(cai)料方(fang)面具有極(ji)大的(de)應用(yong)(yong)潛力。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料的(de)孔(kong)徑小于(yu)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)分子的(de)平均(jun)自由(you)程，在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)中沒有空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)對流(liu)，孔(kong)隙率極(ji)高，固體所占的(de)體積比很低(di)，使(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)的(de)熱導(dao)率很低(di)。目(mu)前(qian)關(guan)于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)應用(yong)(yong)于(yu)隔熱領域的(de)報道還比較少，研究者主要(yao)致力于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)制備工藝(yi)的(de)研究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧化(hua)鋁氣凝膠(jiao)材(cai)料(liao)(liao)具(ju)有納米多孔(kong)結(jie)構、使其(qi)具(ju)有更輕質(zhi)量、更小體積達到等(deng)效(xiao)的(de)隔(ge)熱效(xiao)果，同時具(ju)有高(gao)孔(kong)隙(xi)率、高(gao)比(bi)表面(mian)積和(he)開放(fang)的(de)織態(tai)結(jie)構，在催化(hua)劑和(he)催化(hua)載體方面(mian)具(ju)有潛(qian)在的(de)應用價值。氧化(hua)鋁氣凝膠(jiao)還可用作高(gao)壓絕緣材(cai)料(liao)(liao)，高(gao)速(su)或超速(su)集成電(dian)路(lu)的(de)襯底(di)材(cai)料(liao)(liao)，真(zhen)空電(dian)極的(de)隔(ge)離介(jie)質(zhi)以及超級電(dian)容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭氣凝膠(jiao)最大(da)的(de)特點(dian)就(jiu)是其(qi)在惰性(xing)及真(zhen)空氛圍下高達2000℃的(de)耐溫(wen)性(xing)，石墨化(hua)(hua)后(hou)耐溫(wen)性(xing)能甚至能達到(dao)3000℃，而(er)且炭氣凝膠(jiao)中的(de)炭納米顆(ke)粒本身就(jiu)具備對紅外輻射(she)極(ji)(ji)好的(de)吸收(shou)性(xing)能，從而(er)產生類似于紅外遮光(guang)劑的(de)效果，因此其(qi)高溫(wen)熱(re)導率(lv)較低(di)。但是在有氧(yang)條件下，炭氣凝膠(jiao)在350℃以上便發(fa)生氧(yang)化(hua)(hua)，這使得其(qi)在高溫(wen)隔熱(re)領域(yu)的(de)應用(yong)受(shou)到(dao)了(le)極(ji)(ji)大(da)地(di)限制。隨著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等(deng)高抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)涂層的(de)發(fa)展，在炭氣凝膠(jiao)材料(liao)表面(mian)涂覆致密的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)涂層，阻止氧(yang)氣的(de)進一步擴散，將使該材料(liao)具備極(ji)(ji)大(da)的(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。

碳化物材料具備極好的抗氧化性能，但是其本身熱導率較高，將其制成含有三維立體網絡狀結構的氣凝膠，可以極大地降低材料(liao)(liao)的(de)(de)熱(re)導率(lv)，進一步提高(gao)材料(liao)(liao)的(de)(de)隔熱(re)性能。目(mu)前國內外對于(yu)(yu)碳化(hua)(hua)物(wu)氣凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)還相對較(jiao)少，特別是(shi)對于(yu)(yu)成形性良(liang)好的(de)(de)塊狀碳化(hua)(hua)物(wu)氣凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)尚處(chu)于(yu)(yu)初始(shi)階段(duan)，對于(yu)(yu)其(qi)作為高(gao)效隔熱(re)材料(liao)(liao)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)也(ye)較(jiao)為匱乏，僅限于(yu)(yu)對該材料(liao)(liao)的(de)(de)制備與表(biao)征。