一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高(gao)，可高(gao)達99.8%。

2、納(na)米(mi)級別孔洞（20～100nm）和三維納(na)米(mi)骨架顆(ke)粒（2～5nm）。

3、高比表面積，可高達1000m2/g。

4、低密度，可(ke)低至0.003g/cm3。

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

6、強(qiang)度低(di)，脆(cui)性大，由于其(qi)比表面積和孔隙率(lv)很(hen)大，密度很(hen)低(di)，導致其(qi)強(qiang)度很(hen)低(di)。

由于這(zhe)些出色(se)的特(te)性(xing)，氣(qi)凝膠(jiao)被(bei)期(qi)許(xu)為“改變世界(jie)的神奇材料”，在熱學(xue)、光學(xue)、聲學(xue)、微(wei)電子、催(cui)化、航空航天、節能建筑等領域(yu)具有十分(fen)廣闊(kuo)的應(ying)用(yong)前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠可分(fen)為無機(ji)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠、有機(ji)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠、混合氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠和(he)復合氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠。常見(jian)的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠主要是(shi)硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠、碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠和(he)二氧(yang)(yang)化硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠，新(xin)進(jin)發展的氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠主要是(shi)氧(yang)(yang)化石墨(mo)烯(xi)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠、富(fu)勒(le)烯(xi)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠和(he)纖維(wei)/二氧(yang)(yang)化硅(gui)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠。

目前市(shi)場上常見的以及研究較多的可分為氧化物氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料、炭氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料（耐(nai)高溫性可達(da)3000℃）和碳化物氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)(cai)料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化(hua)物氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料在(zai)高溫(wen)區(qu)（＞1000℃）容易(yi)發生晶型轉變及顆粒的(de)燒結，其(qi)耐溫(wen)性相對較(jiao)差，但(dan)是其(qi)在(zai)中(zhong)高溫(wen)區(qu)（＜1000℃）具備較(jiao)低的(de)熱導率(lv)。氧化(hua)物氣凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料主要(yao)有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣(qi)凝(ning)膠是目前(qian)隔熱(re)(re)領域研究最多也是較(jiao)為成熟的(de)一(yi)種耐高(gao)溫氣(qi)凝(ning)膠，其孔隙率高(gao)達80%~99.8%，孔洞的(de)典型尺寸為1~100nm，比(bi)表面積為200~1000m2/g，而密度可低達3kg/m3，室溫熱(re)(re)導率可低達12mW/（m·K）。SiO2氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)(liao)通常是將與紅(hong)外遮(zhe)光(guang)劑以及(ji)增(zeng)強(qiang)體進行復合，以提高(gao)SiO2氣(qi)凝(ning)膠的(de)隔熱(re)(re)和(he)力學性能，使其既(ji)具(ju)有(you)實(shi)用(yong)價值(zhi)的(de)納(na)米孔超(chao)(chao)級(ji)絕熱(re)(re)材料(liao)(liao)，同時還兼有(you)良好的(de)隔熱(re)(re)和(he)力學性能，主要應用(yong)于(yu)航(hang)空航(hang)天(tian)、軍事、電(dian)子、建(jian)筑、家(jia)電(dian)和(he)工業管道(dao)等領域的(de)保(bao)溫隔熱(re)(re)。常用(yong)的(de)紅(hong)外遮(zhe)光(guang)劑有(you)碳化硅、TiO2（金紅(hong)石型和(he)銳鈦型）、炭(tan)黑、六鈦酸鉀等；常用(yong)的(de)增(zeng)強(qiang)材料(liao)(liao)有(you)陶瓷纖(xian)維、無堿(jian)超(chao)(chao)細玻璃纖(xian)維、多晶莫來(lai)石纖(xian)維、硅酸鋁纖(xian)維、氧化鋯纖(xian)維等。

2）ZrO2氣凝膠材料

與(yu)SiO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料(liao)相(xiang)比，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)熱(re)導率更(geng)低(di)(di)，更(geng)適(shi)宜于高溫(wen)(wen)段的(de)(de)(de)隔(ge)熱(re)應用，在(zai)作(zuo)為高溫(wen)(wen)隔(ge)熱(re)保溫(wen)(wen)材(cai)(cai)料(liao)方面具有極大的(de)(de)(de)應用潛力(li)。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)孔徑小于空氣(qi)(qi)(qi)分子的(de)(de)(de)平均自由程，在(zai)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)中(zhong)沒有空氣(qi)(qi)(qi)對(dui)流，孔隙率極高，固體所占(zhan)的(de)(de)(de)體積(ji)比很(hen)低(di)(di)，使氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)熱(re)導率很(hen)低(di)(di)。目(mu)前關(guan)于ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)應用于隔(ge)熱(re)領(ling)域的(de)(de)(de)報(bao)道還比較少(shao)，研究者(zhe)主要致力(li)于ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)制備工藝的(de)(de)(de)研究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧化(hua)鋁(lv)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)(cai)(cai)料具(ju)(ju)有(you)納米多(duo)孔(kong)(kong)結構(gou)、使其具(ju)(ju)有(you)更輕(qing)質量(liang)、更小體積達到等效的(de)隔(ge)熱效果，同時具(ju)(ju)有(you)高(gao)孔(kong)(kong)隙率、高(gao)比表面積和開(kai)放的(de)織態(tai)結構(gou)，在催化(hua)劑和催化(hua)載體方面具(ju)(ju)有(you)潛在的(de)應用價值。氧化(hua)鋁(lv)氣(qi)凝膠(jiao)還可(ke)用作高(gao)壓絕(jue)緣材(cai)(cai)(cai)料，高(gao)速(su)或超速(su)集成電(dian)(dian)路(lu)的(de)襯底材(cai)(cai)(cai)料，真空電(dian)(dian)極的(de)隔(ge)離(li)介質以及超級電(dian)(dian)容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭(tan)(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠最大的(de)(de)特點就(jiu)(jiu)是其在惰(duo)性(xing)(xing)及真(zhen)空(kong)氛圍下(xia)高達(da)2000℃的(de)(de)耐(nai)溫(wen)性(xing)(xing)，石(shi)墨(mo)化后耐(nai)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)甚至能(neng)達(da)到3000℃，而且炭(tan)(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠中的(de)(de)炭(tan)(tan)納米顆粒本身就(jiu)(jiu)具備對紅外(wai)輻射(she)極好的(de)(de)吸收性(xing)(xing)能(neng)，從而產生類(lei)似于紅外(wai)遮光劑(ji)的(de)(de)效果(guo)，因此其高溫(wen)熱(re)導率(lv)較低(di)。但是在有氧(yang)條(tiao)件下(xia)，炭(tan)(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠在350℃以上便發生氧(yang)化，這使得其在高溫(wen)隔熱(re)領域的(de)(de)應用受到了極大地限(xian)制。隨(sui)著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等(deng)高抗氧(yang)化性(xing)(xing)涂(tu)層(ceng)的(de)(de)發展，在炭(tan)(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠材(cai)料表面涂(tu)覆致密的(de)(de)抗氧(yang)化性(xing)(xing)涂(tu)層(ceng)，阻止(zhi)氧(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)進(jin)一步(bu)擴(kuo)散，將使該材(cai)料具備極大的(de)(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，可以極大地(di)降低材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)熱導率(lv)，進一步提(ti)高(gao)(gao)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)隔(ge)熱性能。目前國(guo)內(nei)外對(dui)于碳化物(wu)(wu)氣(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)研究還相對(dui)較(jiao)少(shao)，特別是(shi)對(dui)于成形性良好(hao)的(de)(de)(de)塊(kuai)狀(zhuang)碳化物(wu)(wu)氣(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)研究尚處于初始(shi)階段，對(dui)于其(qi)作為高(gao)(gao)效隔(ge)熱材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)研究也(ye)較(jiao)為匱乏，僅(jin)限(xian)于對(dui)該(gai)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)制備與(yu)表(biao)征。