一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可高達99.8%。

2、納米級(ji)別孔洞（20～100nm）和(he)三維(wei)納米骨架(jia)顆粒(li)（2～5nm）。

3、高(gao)比表面積，可高(gao)達1000m2/g。

4、低密(mi)度，可低至(zhi)0.003g/cm3。

5、氣凝膠獨特(te)的結構決定了其(qi)具有極低(di)的熱導率，常溫下(xia)可以低(di)至0.013W/（m·K）。

6、強(qiang)度低，脆性(xing)大，由于(yu)其比表面(mian)積和孔隙率很大，密度很低，導致(zhi)其強(qiang)度很低。

由(you)于這些出色的特(te)性，氣凝膠被期許(xu)為“改變世界(jie)的神奇材料”，在熱學、光學、聲學、微電(dian)子、催化、航空航天(tian)、節(jie)能建筑等領(ling)域具有十分廣闊的應用前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)可分為(wei)無機氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)、有機氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)、混合氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)和復合氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)。常見的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)主(zhu)(zhu)要是(shi)(shi)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)、碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)和二氧(yang)化(hua)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)，新進發展的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)主(zhu)(zhu)要是(shi)(shi)氧(yang)化(hua)石墨烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)、富勒(le)烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)和纖維/二氧(yang)化(hua)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)。

目前市(shi)場上(shang)常見(jian)的(de)以(yi)及研(yan)究較(jiao)多的(de)可(ke)分為氧(yang)化(hua)物氣(qi)凝(ning)膠材料、炭氣(qi)凝(ning)膠材料（耐高(gao)溫性可(ke)達3000℃）和碳化(hua)物氣(qi)凝(ning)膠材料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化物(wu)氣凝膠材料在高溫區（＞1000℃）容(rong)易發生(sheng)晶型轉(zhuan)變及顆粒的燒結，其耐溫性相(xiang)對(dui)較(jiao)差，但是其在中高溫區（＜1000℃）具備較(jiao)低的熱導率(lv)。氧化物(wu)氣凝膠材料主(zhu)要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣凝膠(jiao)是(shi)目前隔(ge)(ge)熱領域研究最(zui)多也是(shi)較為(wei)(wei)成熟(shu)的(de)一種耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)氣凝膠(jiao)，其(qi)孔(kong)隙率高(gao)(gao)達80%~99.8%，孔(kong)洞的(de)典型尺寸(cun)為(wei)(wei)1~100nm，比表(biao)面積為(wei)(wei)200~1000m2/g，而密度可低達3kg/m3，室溫(wen)(wen)熱導率可低達12mW/（m·K）。SiO2氣凝膠(jiao)材料通(tong)常是(shi)將與(yu)紅外遮光(guang)(guang)劑(ji)以及增(zeng)強體進行復(fu)合，以提(ti)高(gao)(gao)SiO2氣凝膠(jiao)的(de)隔(ge)(ge)熱和(he)力學(xue)性(xing)能，使(shi)其(qi)既具有實用(yong)(yong)(yong)價(jia)值的(de)納米孔(kong)超級絕熱材料，同(tong)時還兼有良好的(de)隔(ge)(ge)熱和(he)力學(xue)性(xing)能，主(zhu)要應用(yong)(yong)(yong)于航空航天、軍事、電子、建筑、家電和(he)工業管道等(deng)領域的(de)保溫(wen)(wen)隔(ge)(ge)熱。常用(yong)(yong)(yong)的(de)紅外遮光(guang)(guang)劑(ji)有碳化(hua)硅(gui)(gui)、TiO2（金紅石型和(he)銳鈦型）、炭黑(hei)、六鈦酸鉀等(deng)；常用(yong)(yong)(yong)的(de)增(zeng)強材料有陶瓷纖(xian)維、無堿(jian)超細玻璃纖(xian)維、多晶(jing)莫來(lai)石纖(xian)維、硅(gui)(gui)酸鋁纖(xian)維、氧化(hua)鋯纖(xian)維等(deng)。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料相比(bi)(bi)(bi)，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)高(gao)溫(wen)熱(re)導率更低，更適宜于(yu)高(gao)溫(wen)段(duan)的(de)隔(ge)熱(re)應(ying)用(yong)，在作(zuo)為(wei)高(gao)溫(wen)隔(ge)熱(re)保(bao)溫(wen)材(cai)料方面具有(you)極大的(de)應(ying)用(yong)潛力(li)。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料的(de)孔(kong)徑小于(yu)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)分子的(de)平均自由程，在氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)中沒有(you)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)對流，孔(kong)隙率極高(gao)，固體(ti)所占(zhan)的(de)體(ti)積比(bi)(bi)(bi)很低，使氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)熱(re)導率很低。目(mu)前關于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)應(ying)用(yong)于(yu)隔(ge)熱(re)領域的(de)報道(dao)還比(bi)(bi)(bi)較少，研(yan)究者主要致力(li)于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)制(zhi)備工(gong)藝(yi)的(de)研(yan)究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧(yang)化(hua)鋁氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)具有(you)納(na)米多孔(kong)結(jie)(jie)構(gou)、使(shi)其具有(you)更(geng)輕(qing)質(zhi)量、更(geng)小體積達(da)到等效(xiao)的(de)(de)(de)隔熱效(xiao)果，同時具有(you)高孔(kong)隙率、高比表面積和開放(fang)的(de)(de)(de)織態結(jie)(jie)構(gou)，在催化(hua)劑和催化(hua)載(zai)體方面具有(you)潛在的(de)(de)(de)應(ying)用價值。氧(yang)化(hua)鋁氣(qi)凝(ning)膠還可用作高壓絕緣材料(liao)，高速或超速集成電路(lu)的(de)(de)(de)襯底材料(liao)，真(zhen)空電極的(de)(de)(de)隔離介質(zhi)以及超級電容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭氣凝膠(jiao)最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)特點就是(shi)其在(zai)惰性(xing)(xing)及(ji)真空氛圍下高(gao)達2000℃的(de)(de)(de)(de)耐溫(wen)性(xing)(xing)，石墨化后耐溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)甚至能(neng)(neng)達到3000℃，而(er)且炭氣凝膠(jiao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)炭納米顆粒本身就具備(bei)對紅外輻射極好的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，從而(er)產生(sheng)類似于紅外遮光劑的(de)(de)(de)(de)效果，因此其高(gao)溫(wen)熱(re)導率較低。但是(shi)在(zai)有氧(yang)條件(jian)下，炭氣凝膠(jiao)在(zai)350℃以上便(bian)發生(sheng)氧(yang)化，這使(shi)得(de)其在(zai)高(gao)溫(wen)隔(ge)熱(re)領(ling)域的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)受到了極大(da)(da)地限(xian)制。隨著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高(gao)抗氧(yang)化性(xing)(xing)涂(tu)層的(de)(de)(de)(de)發展，在(zai)炭氣凝膠(jiao)材(cai)料(liao)表面涂(tu)覆(fu)致密(mi)的(de)(de)(de)(de)抗氧(yang)化性(xing)(xing)涂(tu)層，阻止氧(yang)氣的(de)(de)(de)(de)進一步擴散(san)，將使(shi)該材(cai)料(liao)具備(bei)極大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。

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(yi)極(ji)大地降低材(cai)料(liao)的熱導率，進一(yi)步提高(gao)材(cai)料(liao)的隔(ge)(ge)熱性能。目前國內外(wai)對于碳化物氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠的研(yan)究還相對較少(shao)，特別是對于成形性良好的塊狀碳化物氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠的研(yan)究尚處于初始階段(duan)，對于其作為高(gao)效隔(ge)(ge)熱材(cai)料(liao)的研(yan)究也較為匱乏，僅限于對該材(cai)料(liao)的制備與表征。