一、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可高達(da)99.8%。

2、納米(mi)級別(bie)孔洞（20～100nm）和(he)三(san)維納米(mi)骨架顆粒（2～5nm）。

3、高比(bi)表面積(ji)，可高達1000m2/g。

4、低(di)密度，可(ke)低(di)至0.003g/cm3。

5、氣凝膠(jiao)獨特的結(jie)構決定(ding)了其具有極低(di)的熱導率，常溫下可以低(di)至0.013W/（m·K）。

6、強度低(di)(di)，脆性大(da)，由于其比表面(mian)積(ji)和(he)孔隙率很大(da)，密度很低(di)(di)，導致其強度很低(di)(di)。

由于這些出色的特性(xing)，氣凝膠被期(qi)許為(wei)“改(gai)變世界(jie)的神(shen)奇(qi)材料”，在熱學、光學、聲學、微電子、催化(hua)、航空航天、節(jie)能(neng)建筑等領域具有十分廣闊(kuo)的應用前景。

二、氣凝膠的種類有哪些

氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)可分為無機氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)、有機氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)、混合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)和復合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)。常見的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要是(shi)硅(gui)(gui)(gui)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)、碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)和二氧化(hua)硅(gui)(gui)(gui)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)，新(xin)進(jin)發展的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要是(shi)氧化(hua)石墨烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)、富勒烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)和纖維/二氧化(hua)硅(gui)(gui)(gui)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)。

目前(qian)市(shi)場上(shang)常見的以及研究較多的可分為(wei)氧化物(wu)(wu)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料、炭(tan)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料（耐高(gao)溫性可達3000℃）和碳化物(wu)(wu)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化物氣凝(ning)(ning)膠材料在高溫區(qu)（＞1000℃）容易發生晶型轉變及顆粒的燒(shao)結(jie)，其耐溫性相對較差，但是其在中高溫區(qu)（＜1000℃）具備較低的熱(re)導率。氧化物氣凝(ning)(ning)膠材料主要(yao)有(you)SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

1）SiO2氣凝膠材料

SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)是目(mu)前隔(ge)熱(re)(re)領域研究最多也(ye)是較為(wei)成熟的(de)一(yi)種耐高溫氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)，其孔隙率高達(da)80%~99.8%，孔洞的(de)典型(xing)尺寸為(wei)1~100nm，比(bi)表面積為(wei)200~1000m2/g，而密度可低(di)達(da)3kg/m3，室溫熱(re)(re)導率可低(di)達(da)12mW/（m·K）。SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)(cai)料通常是將(jiang)與紅外遮光(guang)劑以及(ji)增強體進行(xing)復合，以提高SiO2氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)的(de)隔(ge)熱(re)(re)和力學性(xing)能，使其既具有(you)實用價值的(de)納米孔超(chao)級(ji)絕熱(re)(re)材(cai)(cai)(cai)料，同(tong)時還兼有(you)良好(hao)的(de)隔(ge)熱(re)(re)和力學性(xing)能，主要應用于(yu)航空航天、軍事(shi)、電子、建筑、家(jia)電和工(gong)業管道等領域的(de)保(bao)溫隔(ge)熱(re)(re)。常用的(de)紅外遮光(guang)劑有(you)碳化硅(gui)、TiO2（金紅石型(xing)和銳鈦(tai)型(xing)）、炭黑、六鈦(tai)酸鉀等；常用的(de)增強材(cai)(cai)(cai)料有(you)陶瓷纖維、無堿超(chao)細玻璃(li)纖維、多晶莫來石纖維、硅(gui)酸鋁纖維、氧(yang)化鋯纖維等。

2）ZrO2氣凝膠材料

與SiO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)相比，ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)的(de)(de)高(gao)溫熱(re)導(dao)率更低，更適(shi)宜于高(gao)溫段的(de)(de)隔(ge)(ge)熱(re)應用(yong)，在作(zuo)為高(gao)溫隔(ge)(ge)熱(re)保溫材(cai)料(liao)方面具(ju)有極大的(de)(de)應用(yong)潛力(li)。ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)的(de)(de)孔徑小于空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)分子的(de)(de)平(ping)均自由程，在氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)中沒有空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)對流，孔隙率極高(gao)，固體(ti)所占的(de)(de)體(ti)積比很低，使氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)的(de)(de)熱(re)導(dao)率很低。目前關(guan)于ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)應用(yong)于隔(ge)(ge)熱(re)領域的(de)(de)報道還比較少，研究者主要致(zhi)力(li)于ZrO2氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)制備工藝的(de)(de)研究。

3）Al2O3氣凝膠材料

氧(yang)化鋁氣凝膠材料具有(you)納米多孔(kong)結構、使(shi)其(qi)具有(you)更輕質量、更小體(ti)積達到等效的(de)隔熱(re)效果，同(tong)時具有(you)高(gao)孔(kong)隙率、高(gao)比表面(mian)積和開放的(de)織態結構，在催(cui)化劑和催(cui)化載體(ti)方面(mian)具有(you)潛(qian)在的(de)應用價值。氧(yang)化鋁氣凝膠還可用作高(gao)壓絕緣材料，高(gao)速或超速集成電(dian)路的(de)襯底材料，真空電(dian)極(ji)的(de)隔離介質以(yi)及超級電(dian)容器。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭氣(qi)凝(ning)膠(jiao)最大的(de)(de)特點就是其(qi)在惰(duo)性及(ji)真空氛圍下高(gao)達2000℃的(de)(de)耐溫性，石墨(mo)化(hua)后耐溫性能甚(shen)至能達到3000℃，而(er)且炭氣(qi)凝(ning)膠(jiao)中的(de)(de)炭納米顆粒本身就具備對紅外(wai)(wai)輻(fu)射極(ji)好的(de)(de)吸收(shou)性能，從而(er)產生類似于紅外(wai)(wai)遮光劑的(de)(de)效果，因此其(qi)高(gao)溫熱(re)導率(lv)較低。但是在有氧條(tiao)件下，炭氣(qi)凝(ning)膠(jiao)在350℃以上便發生氧化(hua)，這使(shi)得(de)其(qi)在高(gao)溫隔熱(re)領域的(de)(de)應用(yong)受到了極(ji)大地限制。隨(sui)著(zhu)SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等(deng)高(gao)抗氧化(hua)性涂(tu)層的(de)(de)發展，在炭氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料表面涂(tu)覆致(zhi)密(mi)的(de)(de)抗氧化(hua)性涂(tu)層，阻止(zhi)氧氣(qi)的(de)(de)進(jin)一步擴散，將(jiang)使(shi)該材料具備極(ji)大的(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(di)降低(di)材(cai)料的(de)熱導率，進一步提(ti)高材(cai)料的(de)隔熱性能。目前國(guo)內外對(dui)于(yu)碳(tan)化物(wu)氣(qi)凝膠的(de)研究還相(xiang)對(dui)較少，特別(bie)是對(dui)于(yu)成形性良好的(de)塊狀碳(tan)化物(wu)氣(qi)凝膠的(de)研究尚處(chu)于(yu)初始階段，對(dui)于(yu)其作為高效(xiao)隔熱材(cai)料的(de)研究也較為匱乏，僅限于(yu)對(dui)該材(cai)料的(de)制備與表征。