一、氣凝膠有什么特點

1、孔(kong)隙率很高(gao)，可高(gao)達(da)99.8%。

2、納(na)米級(ji)別孔(kong)洞（20～100nm）和三維納(na)米骨架(jia)顆粒（2～5nm）。

3、高比表(biao)面積，可(ke)高達1000m2/g。

4、低密度，可(ke)低至0.003g/cm3。

5、氣(qi)凝膠(jiao)獨特的結構(gou)決定了其具有極(ji)低(di)的熱導率，常溫下可以低(di)至0.013W/（m·K）。

6、強度低，脆(cui)性大(da)，由于(yu)其比表面積(ji)和孔隙率很大(da)，密度很低，導致其強度很低。

由于這些出色的特性，氣(qi)凝膠被期許為“改變世界(jie)的神奇材料”，在(zai)熱學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)、微電(dian)子、催(cui)化、航(hang)空航(hang)天、節能建筑(zhu)等領域(yu)具有(you)十分(fen)廣闊的應(ying)用前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)可分為無機氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、有機氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、混合(he)氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和復合(he)氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。常(chang)見(jian)的氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、碳氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)，新進發展的氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)主要是氧(yang)(yang)(yang)化石墨烯氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)、富勒烯氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和纖維/二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化硅氣(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)。

目前市場上常見的(de)以及研究較多的(de)可(ke)分(fen)為氧化物(wu)氣凝膠材料、炭氣凝膠材料（耐高(gao)溫性可(ke)達3000℃）和碳化物(wu)氣凝膠材料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧(yang)化(hua)物氣凝(ning)膠材(cai)料在高溫區（＞1000℃）容(rong)易發(fa)生晶型(xing)轉變及顆粒的燒結，其(qi)耐溫性相(xiang)對較差，但是其(qi)在中高溫區（＜1000℃）具備較低的熱導率。氧(yang)化(hua)物氣凝(ning)膠材(cai)料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等(deng)。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣凝膠(jiao)是(shi)目前隔熱(re)領域研(yan)究最(zui)多也是(shi)較為成(cheng)熟的(de)(de)一種耐高溫氣凝膠(jiao)，其孔(kong)隙率(lv)高達80%~99.8%，孔(kong)洞的(de)(de)典型尺寸為1~100nm，比表面積為200~1000m2/g，而密度(du)可低達3kg/m3，室溫熱(re)導率(lv)可低達12mW/（m·K）。SiO2氣凝膠(jiao)材料(liao)通(tong)常(chang)是(shi)將與紅外遮(zhe)光(guang)劑以(yi)及(ji)增強體進行復合，以(yi)提(ti)高SiO2氣凝膠(jiao)的(de)(de)隔熱(re)和力(li)學(xue)性能，使其既具有(you)(you)實用(yong)(yong)價值的(de)(de)納米孔(kong)超(chao)級絕熱(re)材料(liao)，同時還兼有(you)(you)良好的(de)(de)隔熱(re)和力(li)學(xue)性能，主(zhu)要(yao)應用(yong)(yong)于(yu)航(hang)空(kong)航(hang)天、軍(jun)事、電(dian)子、建筑(zhu)、家電(dian)和工(gong)業管(guan)道等領域的(de)(de)保溫隔熱(re)。常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)紅外遮(zhe)光(guang)劑有(you)(you)碳化硅、TiO2（金紅石型和銳鈦(tai)型）、炭黑、六鈦(tai)酸(suan)(suan)鉀(jia)等；常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)增強材料(liao)有(you)(you)陶瓷(ci)纖(xian)維、無堿超(chao)細玻璃纖(xian)維、多晶莫來石纖(xian)維、硅酸(suan)(suan)鋁纖(xian)維、氧化鋯纖(xian)維等。

2）ZrO2氣凝膠材料

與(yu)SiO2氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)相(xiang)比(bi)，ZrO2氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)高溫(wen)熱(re)(re)(re)導率(lv)更低，更適(shi)宜于(yu)高溫(wen)段(duan)的(de)(de)(de)隔熱(re)(re)(re)應(ying)用，在作為高溫(wen)隔熱(re)(re)(re)保溫(wen)材(cai)料(liao)方面具有極(ji)大的(de)(de)(de)應(ying)用潛力(li)。ZrO2氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)孔(kong)徑小于(yu)空氣分子(zi)的(de)(de)(de)平均自由(you)程，在氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)中沒有空氣對流，孔(kong)隙(xi)率(lv)極(ji)高，固(gu)體所(suo)占(zhan)的(de)(de)(de)體積比(bi)很低，使氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)導率(lv)很低。目前關于(yu)ZrO2氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)應(ying)用于(yu)隔熱(re)(re)(re)領域(yu)的(de)(de)(de)報道還(huan)比(bi)較少，研究(jiu)者主(zhu)要致力(li)于(yu)ZrO2氣凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)制備工(gong)藝的(de)(de)(de)研究(jiu)。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧化(hua)(hua)(hua)鋁氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)材料具(ju)有(you)(you)納米(mi)多孔結(jie)構(gou)、使其具(ju)有(you)(you)更(geng)輕質(zhi)量、更(geng)小體(ti)積(ji)達到(dao)等(deng)效的隔熱(re)效果，同時具(ju)有(you)(you)高(gao)孔隙率、高(gao)比表面(mian)積(ji)和(he)開放的織態結(jie)構(gou)，在催化(hua)(hua)(hua)劑和(he)催化(hua)(hua)(hua)載(zai)體(ti)方(fang)面(mian)具(ju)有(you)(you)潛在的應用價值。氧化(hua)(hua)(hua)鋁氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)還可用作高(gao)壓絕緣材料，高(gao)速或超速集成電(dian)路的襯底材料，真空(kong)電(dian)極(ji)的隔離介質(zhi)以及(ji)超級電(dian)容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠最大(da)的(de)特點就是(shi)其在(zai)惰性及真空氛圍下高達2000℃的(de)耐溫性，石墨化(hua)(hua)(hua)后耐溫性能甚至能達到3000℃，而且炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠中的(de)炭(tan)(tan)納米顆粒(li)本身就具備對紅(hong)外輻射極(ji)好的(de)吸收(shou)性能，從而產(chan)生(sheng)類似于紅(hong)外遮(zhe)光劑的(de)效果，因此(ci)其高溫熱(re)導率較低(di)。但是(shi)在(zai)有氧(yang)條(tiao)件下，炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠在(zai)350℃以上便發生(sheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，這使(shi)得(de)其在(zai)高溫隔熱(re)領域的(de)應用受到了極(ji)大(da)地限制。隨著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等(deng)高抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性涂(tu)層的(de)發展(zhan)，在(zai)炭(tan)(tan)氣凝(ning)膠材料表面涂(tu)覆致密的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性涂(tu)層，阻止氧(yang)氣的(de)進一步擴散，將(jiang)使(shi)該(gai)材料具備極(ji)大(da)的(de)應用前(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，可以極大地降(jiang)低材(cai)料(liao)(liao)的熱(re)導率，進一步提高材(cai)料(liao)(liao)的隔熱(re)性能。目(mu)前國內外對(dui)于(yu)碳化(hua)物氣凝膠的研(yan)究(jiu)還(huan)相對(dui)較少，特(te)別是對(dui)于(yu)成形(xing)性良好的塊狀碳化(hua)物氣凝膠的研(yan)究(jiu)尚處于(yu)初始階段，對(dui)于(yu)其作為高效隔熱(re)材(cai)料(liao)(liao)的研(yan)究(jiu)也較為匱乏(fa)，僅(jin)限于(yu)對(dui)該材(cai)料(liao)(liao)的制備與表征。