隔熱保溫技術(shù)的案例
我國隔熱保溫涂料發(fā)展趨勢分析
1980年以前，中國保溫材料的發(fā)展十分緩慢，但中國保溫材料工業(yè)經(jīng)過30多年的努力，特別是經(jīng)過近20年的高速發(fā)展，不少產(chǎn)品從無到有，從單一到多樣化，質(zhì)量從低到高，已形成取膨脹珍珠巖、礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、ZS涂料、耐火纖維、硅酸鈣絕熱制品等為主的品種比較齊全的產(chǎn)業(yè)。保溫隔熱涂料熱導(dǎo)率是指隔熱保溫涂料傳遞熱量能力大小的參數(shù)，反映了涂料的導(dǎo)熱能力，是隔熱保溫涂料的主要熱物理特性,ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料特有的阻止熱傳導(dǎo)性，高溫隔熱保溫涂料熱導(dǎo)系數(shù)僅為0.03W/m.K，涂刷只有薄薄的一層隔熱保溫性非常明顯，ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料在1100℃的物體表面涂上8mm厚涂層，物體表面的溫度就能降低到100℃以內(nèi)。ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料采用志盛威華特有的耐高溫溶液，耐溫可以達(dá)到2000℃高溫，涂層可以長時間直接面對高溫明火，耐高溫威華保溫隔熱涂料線膨脹系數(shù)高，可以涂刷在各種無機(jī)材料和耐火材料上提高材料的隔熱保溫效果。
2016年研發(fā)出最新的隔熱保溫涂料，ZS-111防水防腐隔熱保溫涂料，保溫涂層極低的導(dǎo)熱系數(shù)，隔熱保溫率在90%以上，既能隔熱保溫又能防水防腐，耐酸堿耐壓，附著力高，便于施工等特點(diǎn)。志盛高溫隔熱保溫涂料優(yōu)異的性能不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用。現(xiàn)在志盛威華ZS耐高溫隔熱保溫涂料已成功使用到石油石化、航天、電力、輕工、冶金、交通、建筑等上，也得到客戶的一致好評，保溫涂料依靠志盛威華專業(yè)的隔熱保溫涂料研發(fā)技術(shù)和可靠的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，穩(wěn)定的涂層隔熱保溫性。
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展開 我國隔熱保溫涂料發(fā)展趨勢分析
1980年以前，中國保溫材料的發(fā)展十分緩慢，但中國保溫材料工業(yè)經(jīng)過30多年的努力，特別是經(jīng)過近20年的高速發(fā)展，不少產(chǎn)品從無到有，從單一到多樣化，質(zhì)量從低到高，已形成取膨脹珍珠巖、礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、ZS涂料、耐火纖維、硅酸鈣絕熱制品等為主的品種比較齊全的產(chǎn)業(yè)。保溫隔熱涂料熱導(dǎo)率是指隔熱保溫涂料傳遞熱量能力大小的參數(shù)，反映了涂料的導(dǎo)熱能力，是隔熱保溫涂料的主要熱物理特性,ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料特有的阻止熱傳導(dǎo)性，高溫隔熱保溫涂料熱導(dǎo)系數(shù)僅為0.03W/m.K，涂刷只有薄薄的一層隔熱保溫性非常明顯，ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料在1100℃的物體表面涂上8mm厚涂層，物體表面的溫度就能降低到100℃以內(nèi)。ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料采用志盛威華特有的耐高溫溶液，耐溫可以達(dá)到2000℃高溫，涂層可以長時間直接面對高溫明火，耐高溫威華保溫隔熱涂料線膨脹系數(shù)高，可以涂刷在各種無機(jī)材料和耐火材料上提高材料的隔熱保溫效果。
2016年研發(fā)出最新的隔熱保溫涂料，ZS-111防水防腐隔熱保溫涂料，保溫涂層極低的導(dǎo)熱系數(shù)，隔熱保溫率在90%以上，既能隔熱保溫又能防水防腐，耐酸堿耐壓，附著力高，便于施工等特點(diǎn)。志盛高溫隔熱保溫涂料優(yōu)異的性能不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用。現(xiàn)在志盛威華ZS耐高溫隔熱保溫涂料已成功使用到石油石化、航天、電力、輕工、冶金、交通、建筑等上，也得到客戶的一致好評，保溫涂料依靠志盛威華專業(yè)的隔熱保溫涂料研發(fā)技術(shù)和可靠的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，穩(wěn)定的涂層隔熱保溫性。
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展開 文獻(xiàn)速覽第4期-隔熱保溫氣凝膠材料
總結(jié)：該文提出以天然中空隔熱動物毛發(fā)為靈感，采用中空木棉纖維(KF)、粘結(jié)劑聚乙烯醇(PVA)和阻燃交聯(lián)劑膦酸雙胍酯(BGP)構(gòu)建了管狀氣凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過冷凍成型和冷凍干燥，成功制備了集保溫、高強(qiáng)、防火為一體的多功能管狀氣凝膠。由于分子間氫鍵和粘結(jié)劑的高粘度，KF保持了高填充、全組分和高價值利用率。與純KF相比，KF- PVA - BGP氣凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)降低到0.0531 W/mK，抗壓強(qiáng)度提高到1.64 MPa。
Abstract: Petrochemical-based foam materials are extensively used in insulation and energy storage fields. However, their non-degradability and high flammability have caused great pressure on energy, environment and human life and property safety. It is urgent to carry out research on biodegradable and fire safety alternative biomaterials.
展開 研究 \\ 冷凍鑄造技術(shù)定向制備氮化硼復(fù)合隔熱氣凝膠材料
為了緩解這種情況，有必要開發(fā)利用零能耗的隔熱材料。
目前，室內(nèi)熱舒適主要通過建造具有保溫性能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。這些隔熱結(jié)構(gòu)通常采用低導(dǎo)熱系數(shù)的材料，可以減少建筑物外部和內(nèi)部之間的熱交換，或者采用高反射涂層，可以最大限度地減少從陽光中吸收的熱量進(jìn)入建筑物。礦棉、木纖維、玻璃纖維、多孔芳綸纖維和市售的膨脹隔熱泡沫等聚苯乙烯(EPS)和聚氨酯(PU)泡沫是用于保溫的常規(guī)材料。然而，它們的導(dǎo)熱系數(shù)高于空氣，從而限制了它們的應(yīng)用。
三維(3D)多孔氣凝膠由于其低密度和高孔隙率而被設(shè)想為潛在的絕緣材料。其中常用的是陶瓷基氣凝膠和聚合物基氣凝膠。另一方面，聚合物氣凝膠比硅基氣凝膠具有更高的延展性，但其導(dǎo)熱系數(shù)通常高于空氣。目前隔熱材料通常用于降低建筑物的能源消耗。大多數(shù)商用產(chǎn)品在白天的熱導(dǎo)率低，絕緣性能差，太陽光反射率和熱發(fā)射率小。在同一種材料中實(shí)現(xiàn)所有特性是非常具有挑戰(zhàn)性的。
02
成果掠影
近期，香港科技大學(xué)Jang-Kyo Kim聯(lián)合香港理工大學(xué)沈曦教授在隔熱氣凝膠材料方面的研究取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)采用單向冷凍鑄造技術(shù)制備了各向異性氮化硼納米片(BNNs)/聚乙烯醇復(fù)合氣凝膠。與傳統(tǒng)SiO2或Al2O3基氣凝膠中相互連接的各向同性納米顆粒形成的開孔結(jié)構(gòu)不同，二維BNNS可以將氣凝膠分隔成獨(dú)立的細(xì)胞，有效減少空氣傳導(dǎo)和對流，從而實(shí)現(xiàn)超低導(dǎo)熱。得益于BNNs排列的多孔結(jié)構(gòu)，具有最佳BNNS含量的復(fù)合氣凝膠在具有20.3 W/mK的超低導(dǎo)熱系數(shù)。此外，BNNS還具有高的折射率，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的SiO2(~1.47)和Al2O3(~1.77)納米粒子。
展開 
航天特種材料及工藝技術(shù)研究所《ACS AMI》：結(jié)構(gòu)穩(wěn)健的耐1400℃ 陶瓷納米棒氣凝膠隔熱材料
第一作者：張恩爽
通訊作者：張昊 研究員，李文靜 研究員
第一單位：航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
DOI：10.1021/acsami.1c02501
在國家自然科學(xué)基金(52075510)的支持下，航天特種材料及工藝技術(shù)研究所張昊團(tuán)隊(duì)在耐高溫氣凝膠隔熱材料方面取得新進(jìn)展。在過去近10年時間里，該團(tuán)隊(duì)先后開發(fā)出耐650℃和耐1200℃氣凝膠為代表的高性能氣凝膠隔熱材料。本文中，作者針對航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅堋⒛?400℃以上氣凝膠隔熱材料的使用需求，設(shè)計和制備了一種氧化鋁納米棒，并通過將氧化鋁納米棒與二氧化硅納米顆粒的組裝和退火過程，實(shí)現(xiàn)了耐1400℃氣凝膠材料的制備。一方面，納米棒一維單元克服了傳統(tǒng)珍珠項(xiàng)鏈狀氣凝膠骨架的弱點(diǎn)，克服高表面能帶來的燒結(jié)問題；另一方面，得益于納米棒的自支撐作用，熱處理過程使合適的硅鋁組分在高溫下生成了耐高溫的莫來石相，并保持三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，最終使得該材料耐溫性突破了1400℃。相關(guān)研究成果以題為“Insulating and Robust Ceramic Nanorods Aerogels with High-Temperature Resistance over 1400 ℃”發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上，論文第一作者為張恩爽博士，張昊研究員和李文靜研究員為論文的共同通訊作者。航天特種材料及工藝技術(shù)研究所為第一單位。
陶瓷氣凝膠具有耐高溫、抗氧化及熱導(dǎo)率低等特點(diǎn)，尤其是在極端條件下具有良好的隔熱性能。然而，大多數(shù)陶瓷氣凝膠是由氧化物陶瓷納米顆粒構(gòu)成的，在高溫(高于1200℃)下往往存在脆性和結(jié)構(gòu)坍塌的問題。
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展開 第四屆熱管理材料與技術(shù)大會第一輪會議通知來了！請收好！
全面了解熱管理行業(yè)政策市場、科學(xué)基礎(chǔ)、前沿材料、新興技術(shù)的發(fā)展，未來盡在掌握。
A. 熱學(xué)科學(xué)前沿論壇
合抱之木，生于毫末。熱科學(xué)領(lǐng)域前沿研究和新興技術(shù)的小樹苗，終有一天將長成一棵參天大樹。論壇將關(guān)注聚焦熱超構(gòu)材料、熱智能器件、高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體材料、傳熱傳質(zhì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、太陽能光伏光熱綜合利用、熱致變色等方向。
B. 功能材料
不積跬步，無至千里。闡明和探索熱管理材料的機(jī)理與特性，將為材料與技術(shù)的研究開發(fā)提供理論指導(dǎo)，夯實(shí)產(chǎn)品應(yīng)用基礎(chǔ)。
材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，大會將設(shè)置熱界面材料、導(dǎo)熱高分子材料、碳基熱管理材料、熱沉材料、陶瓷基板、隔熱保溫材料等關(guān)鍵領(lǐng)域方向，特別呈現(xiàn)固態(tài)相變制冷、輻射制冷、熱電制冷等新型固態(tài)制冷材料和技術(shù)，以適應(yīng)和儲備熱管理新技術(shù)的競爭發(fā)展。
B1 熱界面材料技術(shù)與應(yīng)用論壇
B2 導(dǎo)熱高分子材料技術(shù)論壇
B3 碳基熱管理材料技術(shù)論壇
B4 熱沉材料與技術(shù)論壇
B5 陶瓷基板材料與技術(shù)論壇
B6 隔熱保溫材料技術(shù)與應(yīng)用論壇
B7 第二屆固態(tài)制冷材料與技術(shù)應(yīng)用論壇
C. 技術(shù)應(yīng)用
九層之臺，起于累土。新需求、新技術(shù)、新方案的全方位呈現(xiàn)，將為熱管理材料與技術(shù)的積累升級和創(chuàng)新發(fā)展，提供強(qiáng)有力的支撐和新動力。
C1 熱物性分析與測試論壇
C2 熱設(shè)計與仿真應(yīng)用論壇
C3 封裝熱管理與可靠性技術(shù)論壇
C4 熱管技術(shù)與應(yīng)用論壇
C5 功率器件熱管理技術(shù)論壇
C6 液冷技術(shù)應(yīng)用論壇
D. 工程方案
匠心獨(dú)運(yùn)，精益求精。優(yōu)秀的熱管理解決方案，必定是想用戶之所想、解用戶之所難，精心打造產(chǎn)品體系基石，滿足用戶需求和賦予產(chǎn)品價值。
展開 2-動力電池?zé)峁芾矸绞窖葑儯ㄔ瓌?chuàng)，手動碼字，如轉(zhuǎn)，請注明來處流蘇kiwi）
以下為新技術(shù)擴(kuò)展，并未廣泛應(yīng)用，目前市場上應(yīng)用最多的為水冷板底部水冷。
4.冷媒直冷
冷媒直冷即采用制冷劑來對電池包進(jìn)行冷卻，不過存在的主要問題是制冷劑溫度降低可能在零下，有可能造成電芯溫度控制上的難度，而且還要單獨(dú)布置一套加熱系統(tǒng)。
5.浸沒式冷卻
浸沒式冷卻，顧名思義，是將電池泡在一種絕緣導(dǎo)熱材料中，理論上來說，可以保證電芯和冷卻介質(zhì)的充分接觸，來保證散熱，但是目前技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還有很多問題，目前不是市場上的主流冷卻技術(shù)。由于沒有參加過浸沒式冷卻系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)，恕無詳述，僅做概念擴(kuò)展。
6.相變儲能冷卻
相變材料，即可以在液態(tài)和固態(tài)之間切換的一種材料，吸熱融化，儲存熱量，熱量釋放后凝固，可再次用于吸熱。可以循環(huán)使用，目前相變材料使用的局限性在于增加相變材料后重量增加較多，會降低整包的能量密度。后期國家補(bǔ)貼退坡后，不知道會不會在市場上看到越來越多的相變材料應(yīng)用。從儲能的角度看，相變材料具備緩沖熱突變的能力，不清楚后面會不會用在保溫隔熱技術(shù)上。
根據(jù)研究結(jié)果顯示，石蠟-膨脹石墨復(fù)合相變材料，可以將系統(tǒng)溫差降低至0.2攝氏度（沒有提供電池組的詳細(xì)參數(shù)，工況電流大小、電池型號等信息）。同時，研究還證明，相變材料，對于抑制熱失控的蔓延有良好效果。
石蠟-膨脹石墨復(fù)合材料，石蠟作為相變材料，負(fù)責(zé)熱量的吸收和儲存，實(shí)現(xiàn)溫控功能。石墨，具備微觀多孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)石蠟相轉(zhuǎn)變成液態(tài)，石墨起到完美的吸附作用，避免材料出現(xiàn)液體狀態(tài)。
鄙以為，未來的熱管理方式隨著電池技術(shù)的更新而發(fā)展，延長電池壽命，降低熱失控風(fēng)險將成為短期內(nèi)的目標(biāo)，本人從事熱仿真工作七年有余，熟悉動力電池系統(tǒng)的流動仿真和熱仿真，如有項(xiàng)目洽談，歡迎留言！
展開 第四屆熱管理材料與技術(shù)大會 第二輪通知
材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，大會將設(shè)置B1 熱界面材料技術(shù)與應(yīng)用論壇、B2 導(dǎo)熱高分子材料技術(shù)論壇、B3 碳基熱管理材料技術(shù)論壇、B4 熱沉材料與技術(shù)論壇、B5 陶瓷基板材料與技術(shù)論壇、B6 隔熱保溫材料技術(shù)與應(yīng)用論壇、B7 第二屆固態(tài)制冷材料與技術(shù)應(yīng)用論壇等關(guān)鍵領(lǐng)域方向，以適應(yīng)和儲備熱管理新技術(shù)的競爭發(fā)展。
C. 技術(shù)應(yīng)用
九層之臺，起于累土。新需求、新技術(shù)、新方案的全方位呈現(xiàn)。
C1 熱物性分析與測試論壇、C2 熱設(shè)計與仿真應(yīng)用論壇、C3 封裝熱管理與可靠性技術(shù)論壇、C4 熱管技術(shù)與應(yīng)用論壇、C5 功率器件熱管理技術(shù)論壇、C6 液冷技術(shù)應(yīng)用論壇等領(lǐng)域方向，將為熱管理材料與技術(shù)的積累升級和創(chuàng)新發(fā)展，提供強(qiáng)有力的支撐和新動力。
D. 工程方案
匠心獨(dú)運(yùn)，精益求精。優(yōu)秀的熱管理解決方案，必定是想用戶之所想、解用戶之所難，精心打造產(chǎn)品體系基石，滿足用戶需求和賦予產(chǎn)品價值。
設(shè)置D1 儲能熱管理技術(shù)應(yīng)用論壇、D2 電動汽車綜合熱管理論壇、D3 消費(fèi)電子熱管理應(yīng)用論壇、D4 5G熱管理技術(shù)與應(yīng)用論壇等領(lǐng)域方向，大會將精彩呈現(xiàn)頂尖機(jī)構(gòu)與企業(yè)的行業(yè)遠(yuǎn)見與案例，助力熱管理多場景應(yīng)用發(fā)展。
E. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)
科技是強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是進(jìn)步之魂。本環(huán)節(jié)將在大會同期設(shè)置E1 2023熱管理知識產(chǎn)權(quán)論壇、E2 2023夯邦熱管理材料與技術(shù)項(xiàng)目路演等活動。
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隨著電子技術(shù)的快速更迭進(jìn)步，芯片、器件及電子設(shè)備等向微型化、高性能化、集成化及多功能方向發(fā)展，功率密度和發(fā)熱量急劇攀升。
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