一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可(ke)高達99.8%。

2、納米(mi)級別孔洞（20～100nm）和三維納米(mi)骨(gu)架顆粒（2～5nm）。

3、高比(bi)表(biao)面(mian)積，可(ke)高達(da)1000m2/g。

4、低(di)密度，可低(di)至(zhi)0.003g/cm3。

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

6、強度低(di)，脆性(xing)大(da)，由于其(qi)比表面積和孔隙率很(hen)大(da)，密度很(hen)低(di)，導(dao)致其(qi)強度很(hen)低(di)。

由(you)于這些出色的(de)特性，氣凝膠被期(qi)許(xu)為“改變世界的(de)神奇材料”，在熱學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)、微電子、催(cui)化、航(hang)空航(hang)天、節能建筑(zhu)等領域具有十(shi)分廣闊的(de)應用前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)可分為(wei)無機氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、有機氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、混合氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)復(fu)合氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。常見的氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主要是(shi)硅(gui)(gui)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、碳氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)二氧化硅(gui)(gui)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，新進發展的氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主要是(shi)氧化石墨烯(xi)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、富(fu)勒烯(xi)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)纖維/二氧化硅(gui)(gui)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。

目前(qian)市場(chang)上常見的以及研究較多(duo)的可分為氧化物氣凝膠(jiao)材料、炭氣凝膠(jiao)材料（耐高(gao)溫(wen)性(xing)可達(da)3000℃）和碳化物氣凝膠(jiao)材料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧(yang)化(hua)物氣凝膠(jiao)材料(liao)在(zai)高溫區（＞1000℃）容易發生晶型轉變及顆(ke)粒的燒結，其耐溫性(xing)相對(dui)較差，但(dan)是(shi)其在(zai)中(zhong)高溫區（＜1000℃）具備較低的熱導率。氧(yang)化(hua)物氣凝膠(jiao)材料(liao)主(zhu)要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等(deng)。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠是(shi)目前隔(ge)熱(re)(re)(re)領(ling)域研究最多(duo)也(ye)是(shi)較(jiao)為成熟的(de)(de)一種(zhong)耐高溫氣(qi)凝(ning)(ning)膠，其孔隙率高達80%~99.8%，孔洞的(de)(de)典(dian)型尺寸(cun)為1~100nm，比表面積為200~1000m2/g，而密(mi)度可(ke)低達3kg/m3，室溫熱(re)(re)(re)導率可(ke)低達12mW/（m·K）。SiO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠材(cai)料通常是(shi)將(jiang)與紅外遮(zhe)光(guang)(guang)劑(ji)以及增(zeng)強體進(jin)行復合，以提高SiO2氣(qi)凝(ning)(ning)膠的(de)(de)隔(ge)熱(re)(re)(re)和力(li)學性能，使其既具有(you)實用(yong)(yong)(yong)價值的(de)(de)納米孔超(chao)級(ji)絕熱(re)(re)(re)材(cai)料，同時還(huan)兼有(you)良好的(de)(de)隔(ge)熱(re)(re)(re)和力(li)學性能，主要應用(yong)(yong)(yong)于航空航天(tian)、軍事、電(dian)子、建(jian)筑(zhu)、家電(dian)和工(gong)業(ye)管道等領(ling)域的(de)(de)保溫隔(ge)熱(re)(re)(re)。常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)紅外遮(zhe)光(guang)(guang)劑(ji)有(you)碳化(hua)硅、TiO2（金(jin)紅石型和銳鈦型）、炭黑、六鈦酸鉀等；常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)增(zeng)強材(cai)料有(you)陶瓷(ci)纖維、無堿超(chao)細玻璃纖維、多(duo)晶(jing)莫來石纖維、硅酸鋁纖維、氧化(hua)鋯纖維等。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠材料相比，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)(de)高溫熱(re)導率更低(di)，更適宜于(yu)高溫段的(de)(de)(de)(de)隔(ge)(ge)熱(re)應(ying)用，在作為高溫隔(ge)(ge)熱(re)保溫材料方(fang)面具有(you)極大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用潛力。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠材料的(de)(de)(de)(de)孔(kong)徑小于(yu)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)分子(zi)的(de)(de)(de)(de)平均自由程(cheng)，在氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠中(zhong)沒(mei)有(you)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)對流，孔(kong)隙率極高，固體所占的(de)(de)(de)(de)體積比很(hen)低(di)，使氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)(de)熱(re)導率很(hen)低(di)。目前關于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠應(ying)用于(yu)隔(ge)(ge)熱(re)領域的(de)(de)(de)(de)報道還比較少(shao)，研(yan)究者(zhe)主要(yao)致(zhi)力于(yu)ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠制備工藝的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧(yang)化鋁氣(qi)凝膠材(cai)料具(ju)有(you)(you)納米多孔結(jie)構、使其具(ju)有(you)(you)更(geng)輕質量(liang)、更(geng)小(xiao)體(ti)積達到等效(xiao)的(de)隔(ge)熱效(xiao)果，同時具(ju)有(you)(you)高(gao)孔隙率、高(gao)比表面(mian)積和開放的(de)織(zhi)態結(jie)構，在催化劑和催化載(zai)體(ti)方面(mian)具(ju)有(you)(you)潛在的(de)應(ying)用價值。氧(yang)化鋁氣(qi)凝膠還(huan)可(ke)用作(zuo)高(gao)壓絕緣(yuan)材(cai)料，高(gao)速(su)或超速(su)集成電路的(de)襯底材(cai)料，真空(kong)電極(ji)的(de)隔(ge)離介質以及超級電容(rong)器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭(tan)氣(qi)(qi)凝膠最大(da)的(de)特點就是其(qi)在惰(duo)性及真空氛圍下高(gao)(gao)達(da)(da)2000℃的(de)耐溫(wen)性，石墨化后耐溫(wen)性能甚(shen)至能達(da)(da)到3000℃，而(er)且炭(tan)氣(qi)(qi)凝膠中(zhong)的(de)炭(tan)納米(mi)顆(ke)粒(li)本身就具備(bei)(bei)對紅外輻(fu)射(she)極(ji)好的(de)吸收性能，從而(er)產(chan)生類似(si)于(yu)紅外遮(zhe)光劑的(de)效果，因(yin)此其(qi)高(gao)(gao)溫(wen)熱導率較低。但(dan)是在有氧條件下，炭(tan)氣(qi)(qi)凝膠在350℃以上便發生氧化，這(zhe)使得(de)其(qi)在高(gao)(gao)溫(wen)隔熱領域的(de)應用受到了(le)極(ji)大(da)地限(xian)制。隨(sui)著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等(deng)高(gao)(gao)抗(kang)(kang)氧化性涂層的(de)發展，在炭(tan)氣(qi)(qi)凝膠材料表(biao)面涂覆致密(mi)的(de)抗(kang)(kang)氧化性涂層，阻止氧氣(qi)(qi)的(de)進一步(bu)擴(kuo)散，將使該(gai)材料具備(bei)(bei)極(ji)大(da)的(de)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(jiang)低材(cai)(cai)料(liao)的(de)熱(re)(re)導率，進一(yi)步提高材(cai)(cai)料(liao)的(de)隔(ge)熱(re)(re)性(xing)能。目前國內外對(dui)(dui)于(yu)碳化(hua)物(wu)氣凝膠的(de)研(yan)究還(huan)相(xiang)對(dui)(dui)較少，特別是對(dui)(dui)于(yu)成形性(xing)良好的(de)塊狀碳化(hua)物(wu)氣凝膠的(de)研(yan)究尚處于(yu)初始(shi)階(jie)段，對(dui)(dui)于(yu)其作為(wei)高效隔(ge)熱(re)(re)材(cai)(cai)料(liao)的(de)研(yan)究也較為(wei)匱乏，僅(jin)限(xian)于(yu)對(dui)(dui)該(gai)材(cai)(cai)料(liao)的(de)制備與(yu)表(biao)征。