一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率(lv)很高(gao)(gao)，可高(gao)(gao)達99.8%。

2、納(na)(na)米級別孔洞（20～100nm）和三維(wei)納(na)(na)米骨架顆粒（2～5nm）。

3、高比表面積，可高達1000m2/g。

4、低(di)密度，可低(di)至0.003g/cm3。

5、氣凝(ning)膠獨特的結構決(jue)定了其具有極低的熱(re)導率(lv)，常溫下可以低至(zhi)0.013W/（m·K）。

6、強(qiang)(qiang)度低(di)(di)，脆性大，由(you)于其(qi)比表面積(ji)和(he)孔(kong)隙率很(hen)大，密度很(hen)低(di)(di)，導致(zhi)其(qi)強(qiang)(qiang)度很(hen)低(di)(di)。

由于(yu)這些出色的(de)(de)特性(xing)，氣(qi)凝膠被期許為(wei)“改變世界的(de)(de)神奇材料”，在(zai)熱學、光學、聲學、微電子、催化、航空航天(tian)、節(jie)能(neng)建筑等領域具(ju)有(you)十分(fen)廣闊的(de)(de)應用前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)可分為無機(ji)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、有機(ji)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、混合(he)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)(he)復合(he)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。常見(jian)的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要是硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、碳氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)(he)二(er)(er)氧化硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，新進發展(zhan)的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要是氧化石(shi)墨烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、富(fu)勒(le)烯氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)(he)纖維/二(er)(er)氧化硅氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。

目(mu)前市(shi)場上常(chang)見的以及研究較(jiao)多的可(ke)分為(wei)氧化物氣凝膠材(cai)(cai)料(liao)、炭氣凝膠材(cai)(cai)料(liao)（耐高(gao)溫性(xing)可(ke)達3000℃）和碳化物氣凝膠材(cai)(cai)料(liao)。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化(hua)物氣凝(ning)膠(jiao)材料在(zai)(zai)高溫區（＞1000℃）容易發生晶型轉變及顆粒的(de)燒結，其(qi)耐溫性相對較差，但是其(qi)在(zai)(zai)中高溫區（＜1000℃）具備較低的(de)熱(re)導率(lv)。氧化(hua)物氣凝(ning)膠(jiao)材料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣凝膠是目前隔(ge)熱領域研(yan)究最多也(ye)是較為成熟的一種耐高溫氣凝膠，其(qi)孔隙率高達80%~99.8%，孔洞的典型尺(chi)寸為1~100nm，比表(biao)面(mian)積為200~1000m2/g，而密度(du)可低(di)達3kg/m3，室溫熱導率可低(di)達12mW/（m·K）。SiO2氣凝膠材料通(tong)常是將(jiang)與紅外遮(zhe)光(guang)劑以及增強體進(jin)行復(fu)合，以提高SiO2氣凝膠的隔(ge)熱和力(li)(li)學性能(neng)，使其(qi)既(ji)具有實用(yong)價值的納米孔超級絕(jue)熱材料，同時還兼有良好的隔(ge)熱和力(li)(li)學性能(neng)，主要應用(yong)于(yu)航空航天、軍(jun)事、電子、建筑(zhu)、家電和工業管道等(deng)領域的保(bao)溫隔(ge)熱。常用(yong)的紅外遮(zhe)光(guang)劑有碳化硅(gui)、TiO2（金紅石(shi)型和銳鈦(tai)(tai)型）、炭黑、六鈦(tai)(tai)酸(suan)(suan)鉀等(deng)；常用(yong)的增強材料有陶瓷(ci)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、無堿超細玻璃纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、多晶莫來石(shi)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、硅(gui)酸(suan)(suan)鋁纖(xian)(xian)維(wei)(wei)、氧(yang)化鋯纖(xian)(xian)維(wei)(wei)等(deng)。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣凝(ning)(ning)膠材(cai)(cai)料(liao)相比，ZrO2氣凝(ning)(ning)膠的(de)(de)高溫熱(re)(re)導率更低，更適(shi)宜(yi)于高溫段的(de)(de)隔熱(re)(re)應用，在作為高溫隔熱(re)(re)保溫材(cai)(cai)料(liao)方面具有(you)極大(da)的(de)(de)應用潛(qian)力。ZrO2氣凝(ning)(ning)膠材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)孔徑(jing)小于空(kong)氣分子的(de)(de)平均自(zi)由程，在氣凝(ning)(ning)膠中(zhong)沒有(you)空(kong)氣對流，孔隙(xi)率極高，固體所(suo)占的(de)(de)體積比很低，使氣凝(ning)(ning)膠的(de)(de)熱(re)(re)導率很低。目前(qian)關于ZrO2氣凝(ning)(ning)膠應用于隔熱(re)(re)領域的(de)(de)報道(dao)還(huan)比較(jiao)少，研究者主要致力于ZrO2氣凝(ning)(ning)膠制備工藝的(de)(de)研究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧(yang)化鋁氣(qi)凝膠材(cai)料(liao)具有(you)納米多孔結(jie)構、使其具有(you)更輕(qing)質(zhi)量、更小體(ti)積(ji)達到(dao)等效的(de)隔熱效果，同時(shi)具有(you)高(gao)孔隙率(lv)、高(gao)比表面積(ji)和開(kai)放的(de)織態(tai)結(jie)構，在(zai)催化劑和催化載體(ti)方(fang)面具有(you)潛在(zai)的(de)應用(yong)價值。氧(yang)化鋁氣(qi)凝膠還可用(yong)作高(gao)壓絕緣材(cai)料(liao)，高(gao)速(su)或超速(su)集成電路(lu)的(de)襯底材(cai)料(liao)，真空電極的(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(tan)(tan)氣凝(ning)膠(jiao)最(zui)大(da)的(de)特點(dian)就是(shi)其(qi)在惰性(xing)及(ji)真空氛圍下高達(da)2000℃的(de)耐溫(wen)性(xing)，石墨化(hua)后耐溫(wen)性(xing)能(neng)甚(shen)至(zhi)能(neng)達(da)到3000℃，而且(qie)炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠(jiao)中的(de)炭(tan)(tan)納米顆粒本身就具備(bei)對紅外輻(fu)射極好(hao)的(de)吸(xi)收性(xing)能(neng)，從(cong)而產生類似于紅外遮光劑的(de)效果(guo)，因此其(qi)高溫(wen)熱導(dao)率較低(di)。但(dan)是(shi)在有氧(yang)(yang)(yang)(yang)條件下，炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠(jiao)在350℃以上便發(fa)生氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)，這使得其(qi)在高溫(wen)隔(ge)熱領域的(de)應(ying)用(yong)受到了極大(da)地限(xian)制。隨(sui)著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)涂(tu)層(ceng)的(de)發(fa)展，在炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠(jiao)材料表面(mian)涂(tu)覆致密的(de)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)涂(tu)層(ceng)，阻止氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣的(de)進(jin)一步(bu)擴散(san)，將使該(gai)材料具備(bei)極大(da)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)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，可以極大(da)地降低材(cai)料的(de)(de)(de)熱導率，進一步提高材(cai)料的(de)(de)(de)隔熱性(xing)能(neng)。目前國(guo)內外對(dui)于(yu)(yu)碳化(hua)物氣(qi)凝膠的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究還(huan)相對(dui)較少，特(te)別是對(dui)于(yu)(yu)成形(xing)性(xing)良好(hao)的(de)(de)(de)塊狀碳化(hua)物氣(qi)凝膠的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究尚處(chu)于(yu)(yu)初始(shi)階段，對(dui)于(yu)(yu)其作為高效(xiao)隔熱材(cai)料的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究也較為匱乏，僅限于(yu)(yu)對(dui)該材(cai)料的(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)與表征。