一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可高達(da)99.8%。

2、納米級別孔洞（20～100nm）和(he)三維納米骨架顆粒(li)（2～5nm）。

3、高比表面積，可高達(da)1000m2/g。

4、低密度，可低至(zhi)0.003g/cm3。

5、氣凝膠獨(du)特的結構(gou)決定了其具有極低的熱導率，常溫下可以低至0.013W/（m·K）。

6、強度(du)低(di)，脆(cui)性(xing)大，由于其比表面積和孔隙率很(hen)大，密度(du)很(hen)低(di)，導致其強度(du)很(hen)低(di)。

由于這些出色的(de)特性，氣(qi)凝膠被(bei)期許為“改變(bian)世界的(de)神奇材料”，在(zai)熱學(xue)、光學(xue)、聲學(xue)、微電子、催化(hua)、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天、節(jie)能建筑等領域具有十(shi)分廣(guang)闊的(de)應(ying)用前(qian)景(jing)。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)可分(fen)為無機(ji)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、有機(ji)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、混合氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和復合氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。常(chang)見的(de)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主要(yao)是硅(gui)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、碳氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和二氧(yang)化硅(gui)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，新進發展的(de)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主要(yao)是氧(yang)化石墨烯氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、富勒烯氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和纖維/二氧(yang)化硅(gui)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。

目前市場上常見的(de)(de)以(yi)及研(yan)究較多的(de)(de)可(ke)分為氧化(hua)物(wu)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料、炭(tan)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料（耐高(gao)溫性(xing)可(ke)達3000℃）和碳化(hua)物(wu)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化(hua)物氣凝(ning)膠材料(liao)(liao)在高(gao)溫(wen)區(qu)(qu)（＞1000℃）容(rong)易發(fa)生晶(jing)型轉變及顆粒的(de)燒結(jie)，其耐溫(wen)性相(xiang)對較差，但是其在中(zhong)高(gao)溫(wen)區(qu)(qu)（＜1000℃）具(ju)備(bei)較低的(de)熱導率。氧化(hua)物氣凝(ning)膠材料(liao)(liao)主要(yao)有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣凝膠(jiao)是(shi)目前隔熱(re)(re)領域研究最多(duo)也是(shi)較(jiao)為(wei)成熟的(de)(de)一種(zhong)耐高(gao)溫(wen)氣凝膠(jiao)，其(qi)孔隙率高(gao)達(da)(da)80%~99.8%，孔洞的(de)(de)典型尺寸為(wei)1~100nm，比表面積(ji)為(wei)200~1000m2/g，而密度可低(di)達(da)(da)3kg/m3，室溫(wen)熱(re)(re)導率可低(di)達(da)(da)12mW/（m·K）。SiO2氣凝膠(jiao)材料通常是(shi)將與紅(hong)外(wai)遮(zhe)(zhe)光劑以及(ji)增強體進行復合(he)，以提(ti)高(gao)SiO2氣凝膠(jiao)的(de)(de)隔熱(re)(re)和(he)力學性能，使其(qi)既(ji)具有(you)實(shi)用(yong)價值(zhi)的(de)(de)納米(mi)孔超級絕熱(re)(re)材料，同時還兼有(you)良好的(de)(de)隔熱(re)(re)和(he)力學性能，主要應用(yong)于航空航天(tian)、軍事、電子、建筑(zhu)、家電和(he)工業管道等(deng)領域的(de)(de)保溫(wen)隔熱(re)(re)。常用(yong)的(de)(de)紅(hong)外(wai)遮(zhe)(zhe)光劑有(you)碳(tan)化硅、TiO2（金紅(hong)石型和(he)銳鈦(tai)(tai)型）、炭(tan)黑、六鈦(tai)(tai)酸(suan)鉀等(deng)；常用(yong)的(de)(de)增強材料有(you)陶瓷纖(xian)維、無(wu)堿超細(xi)玻璃纖(xian)維、多(duo)晶莫(mo)來石纖(xian)維、硅酸(suan)鋁纖(xian)維、氧化鋯(gao)纖(xian)維等(deng)。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)相比，ZrO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)高(gao)溫(wen)熱(re)導率更低，更適(shi)宜于高(gao)溫(wen)段的(de)(de)隔熱(re)應用，在作為高(gao)溫(wen)隔熱(re)保溫(wen)材(cai)料(liao)方面(mian)具有極大的(de)(de)應用潛力。ZrO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)的(de)(de)孔(kong)徑小(xiao)于空(kong)氣(qi)分子的(de)(de)平均(jun)自由程(cheng)，在氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)中沒有空(kong)氣(qi)對流，孔(kong)隙率極高(gao)，固體所占(zhan)的(de)(de)體積比很低，使氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)熱(re)導率很低。目前關于ZrO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)應用于隔熱(re)領域的(de)(de)報道還比較少，研(yan)究者主要致力于ZrO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)制備工藝的(de)(de)研(yan)究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧化鋁氣凝膠(jiao)(jiao)材料(liao)具(ju)有納米多孔(kong)結(jie)構、使其具(ju)有更(geng)輕質量、更(geng)小體積(ji)(ji)達到等效(xiao)的(de)隔熱效(xiao)果，同時具(ju)有高(gao)孔(kong)隙率(lv)、高(gao)比表面(mian)積(ji)(ji)和開放的(de)織態結(jie)構，在催化劑和催化載體方面(mian)具(ju)有潛在的(de)應(ying)用(yong)價值。氧化鋁氣凝膠(jiao)(jiao)還(huan)可用(yong)作高(gao)壓絕(jue)緣(yuan)材料(liao)，高(gao)速或(huo)超速集成電(dian)路(lu)的(de)襯底(di)材料(liao)，真空電(dian)極(ji)的(de)隔離介(jie)質以及超級電(dian)容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠最(zui)大(da)的特點就是(shi)其(qi)(qi)在惰性及真空氛圍(wei)下(xia)高(gao)達2000℃的耐(nai)溫性，石墨化后耐(nai)溫性能(neng)甚至(zhi)能(neng)達到(dao)3000℃，而(er)且炭(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠中的炭(tan)納米顆粒本身就具備對紅外輻射極好的吸收性能(neng)，從而(er)產生類(lei)似(si)于(yu)紅外遮光劑(ji)的效果，因此其(qi)(qi)高(gao)溫熱導率較(jiao)低。但是(shi)在有氧條(tiao)件下(xia)，炭(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠在350℃以上(shang)便發生氧化，這使(shi)得(de)其(qi)(qi)在高(gao)溫隔熱領域(yu)的應用受到(dao)了極大(da)地限制。隨(sui)著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高(gao)抗(kang)氧化性涂(tu)(tu)層的發展，在炭(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠材(cai)料表面涂(tu)(tu)覆致(zhi)密(mi)的抗(kang)氧化性涂(tu)(tu)層，阻(zu)止氧氣(qi)(qi)(qi)的進一(yi)步擴散，將使(shi)該(gai)材(cai)料具備極大(da)的應用前景。

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，可以極(ji)大地降低材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)熱導率，進(jin)一(yi)步提高材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)隔熱性(xing)能(neng)。目前國(guo)內外對于(yu)碳化物(wu)氣凝膠的(de)(de)(de)研(yan)究還相(xiang)對較少(shao)，特別是對于(yu)成形(xing)性(xing)良好的(de)(de)(de)塊狀碳化物(wu)氣凝膠的(de)(de)(de)研(yan)究尚處于(yu)初始階段(duan)，對于(yu)其作為(wei)高效(xiao)隔熱材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)研(yan)究也較為(wei)匱乏(fa)，僅限(xian)于(yu)對該材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)制備與表征(zheng)。