一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可高達99.8%。

2、納米級別孔洞（20～100nm）和(he)三(san)維納米骨(gu)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、氣凝膠獨特的結構(gou)決定了其具(ju)有極低的熱(re)導率，常溫(wen)下可以低至0.013W/（m·K）。

6、強(qiang)度(du)低(di)，脆性大(da)，由于(yu)其比表面積和(he)孔隙率很大(da)，密度(du)很低(di)，導致其強(qiang)度(du)很低(di)。

由于這些(xie)出色的(de)特性，氣凝膠被(bei)期許(xu)為(wei)“改變世界(jie)的(de)神奇材(cai)料”，在熱(re)學、光學、聲(sheng)學、微電子、催化、航(hang)空航(hang)天、節能建筑等領域具有十分(fen)廣闊(kuo)的(de)應用(yong)前(qian)景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)可分為無機氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、有機氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、混(hun)合(he)氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和(he)復合(he)氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。常(chang)見的氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、碳氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)，新進發(fa)展的氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是氧(yang)化(hua)石墨烯氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、富勒(le)烯氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和(he)纖維/二(er)氧(yang)化(hua)硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。

目前市場上常(chang)見的以及研究(jiu)較(jiao)多的可分為(wei)氧化物氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料(liao)、炭氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料(liao)（耐(nai)高溫性(xing)可達3000℃）和碳化物氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料(liao)。

1、氧化物氣凝膠材料

氧(yang)化物(wu)氣凝膠材料(liao)在高溫區（＞1000℃）容易發(fa)生晶型(xing)轉變(bian)及(ji)顆粒的燒(shao)結，其(qi)耐溫性相對(dui)較差，但是其(qi)在中高溫區（＜1000℃）具備較低的熱導(dao)率(lv)。氧(yang)化物(wu)氣凝膠材料(liao)主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等(deng)。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣(qi)凝(ning)膠是目前隔熱(re)領域(yu)研究最多也是較為成熟的(de)一種耐高溫(wen)氣(qi)凝(ning)膠，其孔隙率(lv)高達80%~99.8%，孔洞的(de)典型尺寸為1~100nm，比表(biao)面積為200~1000m2/g，而(er)密度可(ke)低達3kg/m3，室溫(wen)熱(re)導率(lv)可(ke)低達12mW/（m·K）。SiO2氣(qi)凝(ning)膠材(cai)(cai)料通常(chang)是將與紅外遮(zhe)光(guang)(guang)劑以及增強體(ti)進行復合，以提高SiO2氣(qi)凝(ning)膠的(de)隔熱(re)和力學性能(neng)，使其既具(ju)有(you)(you)(you)實(shi)用(yong)(yong)價值(zhi)的(de)納米孔超級絕熱(re)材(cai)(cai)料，同時(shi)還兼(jian)有(you)(you)(you)良好的(de)隔熱(re)和力學性能(neng)，主要(yao)應用(yong)(yong)于航空航天(tian)、軍事(shi)、電(dian)子、建筑、家電(dian)和工業管道等(deng)領域(yu)的(de)保溫(wen)隔熱(re)。常(chang)用(yong)(yong)的(de)紅外遮(zhe)光(guang)(guang)劑有(you)(you)(you)碳化硅、TiO2（金紅石(shi)型和銳鈦型）、炭黑、六鈦酸鉀等(deng)；常(chang)用(yong)(yong)的(de)增強材(cai)(cai)料有(you)(you)(you)陶瓷纖(xian)(xian)維、無堿超細玻(bo)璃纖(xian)(xian)維、多晶莫來石(shi)纖(xian)(xian)維、硅酸鋁纖(xian)(xian)維、氧化鋯纖(xian)(xian)維等(deng)。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材料相比(bi)，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)的(de)高(gao)溫熱導(dao)率(lv)(lv)更低，更適宜(yi)于(yu)高(gao)溫段的(de)隔(ge)熱應(ying)(ying)用(yong)(yong)，在(zai)作為(wei)高(gao)溫隔(ge)熱保溫材料方面具(ju)有(you)極大的(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)潛力。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材料的(de)孔徑(jing)小(xiao)于(yu)空氣(qi)(qi)(qi)分子(zi)的(de)平均自由程，在(zai)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)中沒有(you)空氣(qi)(qi)(qi)對流，孔隙率(lv)(lv)極高(gao)，固體所(suo)占的(de)體積比(bi)很(hen)低，使氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)的(de)熱導(dao)率(lv)(lv)很(hen)低。目前關(guan)于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)隔(ge)熱領域的(de)報道(dao)還比(bi)較少(shao)，研究者主(zhu)要致力于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)制備工藝的(de)研究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧化(hua)鋁氣凝(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料(liao)具(ju)有納米多孔(kong)結(jie)構、使其具(ju)有更輕質量(liang)、更小體積達到等效(xiao)的隔熱效(xiao)果，同時具(ju)有高(gao)孔(kong)隙率、高(gao)比表(biao)面積和(he)開放的織態結(jie)構，在(zai)催(cui)(cui)化(hua)劑和(he)催(cui)(cui)化(hua)載體方面具(ju)有潛在(zai)的應用價值。氧化(hua)鋁氣凝(ning)膠(jiao)還(huan)可用作(zuo)高(gao)壓絕緣材(cai)(cai)料(liao)，高(gao)速或超速集成電(dian)路(lu)的襯(chen)底材(cai)(cai)料(liao)，真空電(dian)極的隔離介質以及超級電(dian)容(rong)器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭氣(qi)(qi)凝膠(jiao)最大的(de)(de)(de)特(te)點(dian)就(jiu)是其在(zai)(zai)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)及真空氛(fen)圍下(xia)高達(da)2000℃的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)，石墨化后耐(nai)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能甚(shen)至(zhi)能達(da)到3000℃，而且(qie)炭氣(qi)(qi)凝膠(jiao)中(zhong)的(de)(de)(de)炭納米顆粒本身就(jiu)具備對紅外輻(fu)射極(ji)好的(de)(de)(de)吸收性(xing)(xing)(xing)(xing)能，從而產生類(lei)似于紅外遮(zhe)光劑的(de)(de)(de)效(xiao)果，因此(ci)其高溫(wen)(wen)熱導率較低。但是在(zai)(zai)有氧(yang)條件下(xia)，炭氣(qi)(qi)凝膠(jiao)在(zai)(zai)350℃以上便發生氧(yang)化，這使得其在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)隔熱領(ling)域的(de)(de)(de)應用(yong)受到了(le)極(ji)大地限制。隨著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)(xing)涂(tu)層的(de)(de)(de)發展，在(zai)(zai)炭氣(qi)(qi)凝膠(jiao)材(cai)料(liao)表面涂(tu)覆致密(mi)的(de)(de)(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)(xing)涂(tu)層，阻(zu)止氧(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)進一步擴散，將使該材(cai)料(liao)具備極(ji)大的(de)(de)(de)應用(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，可以極大地降低材(cai)(cai)料(liao)的(de)熱導(dao)率，進一步提高材(cai)(cai)料(liao)的(de)隔熱性(xing)能。目前(qian)國內(nei)外對于(yu)碳化物氣(qi)凝膠(jiao)的(de)研究還相(xiang)對較少，特別是對于(yu)成形性(xing)良好的(de)塊狀碳化物氣(qi)凝膠(jiao)的(de)研究尚(shang)處(chu)于(yu)初始階段，對于(yu)其作為(wei)高效隔熱材(cai)(cai)料(liao)的(de)研究也較為(wei)匱(kui)乏(fa)，僅限于(yu)對該材(cai)(cai)料(liao)的(de)制備與表征。