目次
1.はじめに：エアロゲルコーティングの熱断熱性能を評価することの重要性
7。結論：科学的評価は、エアロゲルコーティング技術の進歩を促進します
1.はじめに：エアロゲルコーティングの熱断熱性能を評価することの重要性
建設、産業、航空宇宙などの分野における省エネルギー保存と熱管理に対する需要の高まりに伴い、エアロゲルコーティングは、優れた熱断熱特性により、材料の分野の研究ホットスポットとなっています。ただし、実際のアプリケーションで最良の結果を達成できるようにするためには、エアロゲルコーティングの熱絶縁特性の科学的かつ正確な定量的評価を実施することが重要です。これは、製品の品質の制御に関連するだけでなく、さまざまなアプリケーションシナリオでの材料の選択と設計の最適化にも影響し、エアロゲルコーティング技術と市場アプリケーションの開発を促進する重要なリンクになります。
1。熱伝導率
熱伝導率は、の熱断熱性能を測定するためのコアインジケーターですポリマーアエロゲル複合コーティング、およびそのユニットはw/（m・k）です。その値が低いほど、熱を実行する材料の能力が弱くなり、熱断熱性能が向上します。そのユニークなナノポーラス構造により、エアロゲルコーティングの熱伝導率は、0。熱伝導率を正確に測定することにより、さまざまな製剤とプロセスの下でのエアロゲルコーティングの熱絶縁の違いを直感的に比較できます。
2。熱抵抗
熱抵抗は熱伝導率に関連しており、定常状態の条件下での単位面積あたりの熱流束密度に対するエンクロージャー構造の両側の温度差の比を指します。コーティングの厚さと熱伝導率を考慮に入れ、その単位は（m²・k）/wです。熱抵抗が大きいほど、熱伝達を防ぐコーティングの能力が強くなり、実際のアプリケーションシナリオでのコーティングの熱断熱効果を評価するためによく使用されます。
3。熱貯蔵係数
熱貯蔵係数は、熱流の作用下で表面温度変動に耐える材料の能力を反映しています。係数が大きいほど、材料表面温度の変動が小さくなり、熱の伝達の緩衝に効果的です。屋内の建物や産業機器などの安定した温度を維持する必要がある環境の場合、熱貯蔵係数は重要な評価指標です。
4。熱伝達係数（U値）
熱伝達係数は、エンクロージャーの両側の空気温度差が1kで、ユニットがw/（m²・k）である場合、安定した熱伝達条件下で1時間で1平方メートルの面積を通過する熱量を示します。建設分野では、熱伝達係数を使用して、壁、屋根、その他の部品のエアロゲルコーティングの全体的な熱断熱性能を評価するためによく使用され、建物の省エネ効果を測定するための重要なパラメーターの1つです。
1。定常状態のメソッドテスト
定常状態の方法には、フラットプレート法と熱流量計法が含まれます。フラットプレートの方法は、エアロゲルコーティングサンプルを2つの平行なホットプレートとコールドプレートの間に配置し、サンプルを通る熱の流れ、サンプルの両側の温度差、および安定した熱伝達状態の下で他のパラメーターを測定し、熱伝導率を計算します。熱流計法は、熱流束密度と温度差を測定することにより、熱抵抗と熱伝達係数を計算することです。このタイプの方法には安定した正確なテスト結果がありますが、テスト時間は長く、これは正確な実験室の測定に適しています。
2。非定常状態メソッドテスト
非定常状態法は、ホットワイヤ法とレーザーフラッシュ法で表されます。ホットワイヤの方法は、エアロゲルコーティングサンプルに加熱線を埋め、時間の経過とともに加熱線の周りの温度の変化を測定することにより、熱伝導率を計算することです。レーザーフラッシュ法は、レーザーを使用してサンプルの片端を即座に加熱し、サンプルのもう一方の端で温度が上昇する時間を測定して、熱拡散係数を計算し、比熱容量などのパラメーターを組み合わせることにより熱伝導率を計算します。非定常状態法は、テスト速度が高速であり、短時間で結果を得ることができます。これは、生産プロセスの迅速な検出に適しています。
3。実際の環境テストをシミュレートしました
臨床検査に加えて、シミュレートされた実際の環境テストも徐々に注目を集めています。たとえば、建設分野では、小さなテストルームを建設することにより、エアロゲルコーティングでコーティングされた壁または屋根の温度変化、エネルギー消費、およびその他のデータが、実際の用途でのコーティングの熱断熱性能をより現実的に評価するために、さまざまな季節と気候条件でテストされます。工業分野では、高温、低温、湿度などの複雑な環境がシミュレートされ、エアロゲルコーティングの長期の熱断熱性の安定性がテストされています。
国際的および国内的に両方の熱断熱材とコーティングの性能評価のために、一連の基準が策定されています。たとえば、国際標準化機関（ISO）のISO 8302標準は、フラットプレート法による材料の熱伝導率を測定する方法を規定しており、ASTM C177テスト材料協会（ASTM）のASTM C177標準は定常状態の熱流法テストを調節します。中国では、GB/T 10294-2008などの標準「定常状態の熱抵抗と断熱材の関連特性の決定 - 保護されたホットプレート法 "およびGB/T 22588-2008"熱拡散率または熱伝導率の測定のためのフラッシュ法は、パフォーマンステストの明確な運用基準と技術的特異的特異を提供します。ポリマーエアロゲルコーティング、テスト結果の精度と比較可能性を確保します。
1。外壁の建設の適用ケース
グリーンビルディングプロジェクトでは、研究者はエアロゲルコーティングでコーティングされた外壁の熱断熱性能を評価しました。定常状態のフラットプレート法を使用して、コーティングの熱伝導率は0。0 10W/（M k）であると測定され、熱抵抗は5.0（m²k）/wに達しました。実際の環境試験のシミュレーションにより、夏の高温期間中、エアゲルコーティングを伴う外壁の内部表面温度は5-8程度が低く、ビルディングエアコンのエネルギー消費量は約20％減少し、エネルギー貯蓄におけるエアロゲルコーティングの有意な効果が完全に検証されました。
2。産業パイプラインのアプリケーションケース
化学会社が応募しましたエアロゲル断熱材でコーティングします高温媒体を輸送し、パフォーマンス評価を実施するパイプラインに。コーティングの熱伝導率は、非定常状態のホットワイヤ法を使用して迅速に検出され、その結果、0。 1年間の実際の操作監視の後、パイプラインの表面温度は常に安全範囲内にとどまり、熱損失は30％以上減少し、エネルギー利用効率を効果的に改善し、労働者の運用の安全性を低下させました。
科学技術の継続的な進歩により、エアロゲルコーティングの熱断熱性パフォーマンス評価技術も継続的に発達しています。一方で、テスト機器は、より高い精度、自動化、インテリジェンスに向けて発展しています。たとえば、新しいレーザーフラッシュ機器は、高度なセンサーとデータ処理システムを統合し、より正確なテスト結果を短時間で提供できます。一方、マルチスケールおよびマルチフィールドカップリング評価方法が徐々に出現しています。微細構造分析、数値シミュレーション、およびその他の手段を組み合わせることにより、エアロゲルコーティングの熱断熱メカニズムを深く調査して、コーティング設計を最適化するためのより科学的基盤を提供します。
さらに、柔軟な電子デバイスや新しいエネルギーバッテリー熱管理など、新興分野でのエアロゲルコーティングの適用が拡大すると、これらの特別なアプリケーションシナリオのパーソナライズされた評価基準と方法も継続的に改善され、より高いパフォーマンスとより広いアプリケーションに向けたエアゲルコーティング技術の開発が促進されます。
7。結論：科学的評価は、エアロゲルコーティング技術の進歩を促進します
の熱断熱性能の正確な定量化と評価エアロゲルコーティング断熱品質とアプリケーション効果を確保するための鍵です。コアインジケーターの正確な決定から、多様化されたテスト方法の適用、業界基準の規範的ガイダンス、および実際のケースの効果の検証まで、評価システム全体が絶えず開発および改善されています。将来、評価技術の革新とアプリケーションシナリオの拡大により、エアロゲルコーティングはより多くの分野でより大きな役割を果たし、グローバルエネルギー保存と熱管理に重要な貢献をします。