制备条件对硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料热导率的影响

为解决SiO2气凝胶质脆和硬硅钙石热导率偏高的问题,以正硅酸乙酯为硅源采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶先驱体,而后将其与硬硅钙石复合经超临界干燥制备了硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料.采用瞬时热带法测试样品常温下1.01×105～1×10-2Pa范围内的热导率,研究了制备条件对复合材料热导率的影响.结果表明,复合材料热导率随硬硅钙石体积质量的减小以及复合增重率的增加而降低,但随气凝胶体积质量的增大先降低后升高.     

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11kg/m³的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25kg/m³和38kg/m³的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明：相比于密度更大的气凝胶材料,11kg/m³低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40kg/m³的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。     

纤维对气凝胶复合材料导热和力学性能的影响研究

采用酸碱两步催化制备硅溶胶,将3种不同类型的纤维（如玻璃纤维、涤纶纤维和静电纺聚偏氟乙烯微纳米纤维等）作为增强材料,在常压干燥条件下制备出结构稳定的纤维增强气凝胶隔热复合材料．研究了纤维种类、直径等对复合材料结构、力学性能和导热性能的影响,结果表明,气凝胶隔热复合材料的导热系数约在0．025～0．028W·m-K^-1间,与常温下静止空气导热系数接近,具有较好的隔热保温性能;而气凝胶复合材料的抗压强度较纯气凝胶大幅提高了4～5倍,其中以微纳尺度静电纺纤维增强的气凝胶复合材料还具有较好的柔性和结构完整性．     

镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

以天然镁橄榄石和NaCl为原料,采用熔盐法制备镁橄榄石质隔热材料.研究不同熔盐配比和烧结温度对材料显气孔率、体积密度和耐压强度的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对其相组成及微观形貌进行表征.结果表明,熔融的NaCl提供了液相环境,促进了镁橄榄石的烧结,经过水溶液处理后,NaCl溶于水中,其占据的空间形成了气孔;烧结温度为1 100℃,熔盐含量为50％时,制得的隔热材料有较低的体积密度、较高的显气孔率和耐压强度,气孔分布更均匀,材料的隔热性能较佳.     

Improving thermal insulation of TC4 using YSZ-based coating and SiO2 aerogel

In this paper, air plasmas spray(APS) was used to prepare YSZ and Sc2O3–YSZ(Sc YSZ) coating in order to improve the thermal insulation ability of TC4 alloy. Si O2 aerogel was also synthesized and affixed on TC4 titanium alloy to inhabit thermal flow. The microstructures, phase compositions and thermal insulation performance of three coatings were analyzed in detail. The results of thermal diffusivity test by a laser flash method showed that the thermal diffusivities of YSZ, Sc2O3–YSZ and Si O2 aerogel are 0.553, 0.539 and 0.2097 10 6m2/s, respectively. Then,the thermal insulation performances of three kinds of coating were investigated from 20 1C to 400 1C using high infrared radiation heat flux technology. The experimental results indicated that the corresponding temperature difference between the top TC4 alloy(400 1C) and the bottom surface of YSZ is 41.5 1C for 0.6 mm thickness coating. For 1 mm thickness coating, the corresponding temperature difference between the top TC4 alloys(400 1C) and the bottom surface of YSZ, Sc YSZ, Si O2 aerogel three specimens is 54, 54.6 and 208 1C, respectively. The coating thickness and species were found to influence the heat insulation ability. In these materials, YSZ and Sc YSZ exhibited a little difference for heat insulation behavior. However, Si O2 aerogel was the best one among them and it can be taken as protection material on TC4 alloys. In outer space,Si O2 aerogel can meet the need of thermal insulation of TC4 of high-speed aircraft.     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.     

外墙外保温与自保温体系相结合的超高层建筑节能方法

当前通常只选用外墙外保温方式或外墙自保温体系实现超高层建筑节能,效果不佳。为此,提出一种外墙外保温与自保温体系相结合和的超高层建筑节能方法。选择实际工程中某超高层建筑开间作为外墙保温建筑节能的研究对象,对当前热桥节能相关资料进行总结分析,完成热桥的构造。建立外墙外保温体系,确定外墙黏土砖厚度、墙体热桥和窗户种类以及EPS板保温层厚度。将指标评价方法和对比评价方法结合在一起,对外墙外保温与自保温体系相结合的超高层建筑节能方法节能性进行评价。将独立外墙外保温方法和独立外墙自保温方法作为对比进行动态计算与比较,验证所提方法的节能性。结果表明,所提方法节能性高。     

内置保温层组合墙体混凝土导热系数试验研究

为了确定内置保温层组合墙体的承重墙和保温层外部保护层混凝土的导热性能,根据现场混凝土湿筛分工艺制备了基准混凝土、外部保护层细石混凝土和承重墙二次混合混凝土的试件。采用一维稳态热流计法对其进行了导热系数试验,研究了石子体积分数、石浆比对混凝土导热系数的影响。结果分析表明,混凝土导热系数与石浆比的相关性优于与石子体积分数的相关性。提出了基于石浆比影响的混凝土导热系数的预测公式。     

球形空心材料导热性能预测研究

研究了球形空心材料的导热性，给出了空心材料导热性与基体材料导热性及空心体分比间的关系。首先，将均匀化方法应用预测空心材料的导热性方面，并用该方法以图形方式给出了材料导热性同空心体分比间的关系；蕨，利用自洽模型和广义自洽模型给出了预测空心材料导热性的表达式。结果比较表明，这些方法给出了非常接近的结果，特别是均匀化方法和广义自洽方法的结果几乎的相同的。指出了Ｔｚｏｕ的关于球形空心材料导热性关系式的错误     

废旧聚氨酯制品制备保温材料的性能研究

以废旧聚氨酯制品为主要原料,利用醇解工艺将其降解得到低聚物多元醇,确定出最佳的降解工艺并成功制备了新型聚氨酯保温材料。利用红外光谱仪(FTIR),热重分析仪(TG)和偏光显微镜测试仪器对材料进行测试分析,结果表明,废旧聚氨酯制品的降解产物能够制备聚氨酯保温材料且耐热性能稳定,其泡孔的分布均匀致密,保温效果良好。     

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m³的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130～25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明：在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130～25℃的条件下,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m³的气凝胶复...     

界面对复合保温材料热学性能劣化作用机理

为了考察界面对复合保温材料热学性能的影响,成型了一组EPS含量不同的复合保温砂浆试件,并研究了这些试件在经历干湿循环和冻融循环作用后的导热系数.通过确定有机保温组分和基体的影响因子值,间接求得界面对复合保温材料热学性能的影响值.实验结果表明,当有机组分EPS的体积分数超过50%时,复合保温砂浆试件的热学性能明显劣化.结...     

Determination of relationships between thermal conductivity and material properties of rocks

Energy transfer between the adjacent parts of rocks in underground mines is widely influenced by the thermal conductivity of rocks. The relationships between the thermal conductivity and some material properties of rocks such as the uniaxial compressive strength, unit mass, tensile strength, cohesion, Young's modulus, point load strength, Schmidt rebound hardness, Shore scleroscope hardness and toughness strength were investigated. The statistical analysis of the data obtained in laboratory tests shows that the thermal conductivity increases with increasing the uniaxial compressive strength, unit mass, tensile strength, cohesion, Young's modulus, point load strength, Schmidt rebound hardness and Shore scleroscope hardness, and decreases with increasing the toughness strength.     

喷涂保温材料-原竹组合楼板抗弯性能研究

为了获得一种喷涂保温材料-原竹组合楼板抗弯性能,完成了1组共计2个试件的试验研究.通过试验观察对比各级荷载作用下组合楼板和原竹骨架楼板挠度的发展情况,探讨楼板的破坏过程、破坏形式及破坏机理,考虑竹材与喷涂保温材料之间的组合效应,获得组合楼板的抗弯承载力和抗弯刚度.研究结果表明:原竹与物料组合效应较好,组合楼板能够满足抗弯承载力和挠曲变形的要求,可以作为土建楼板使用;试验组合楼板在正常使用阶段的整体抗弯刚度约为原竹骨架楼板的17倍,其极限承载力约为原竹骨架楼板的2倍.     

剧烈变温环境下保温材料除湿过程数值模拟

基于Darcy渗流扩展模型,并结合体积平均假设构建能量及质量守恒方程,模拟剧烈变温环境下保温材料的除湿过程.分别采用相对湿度20%(24℃)及干空气两种送风方式对该种保温材料的对流除湿过程进行数值模拟,进而讨论不同时刻温度、水蒸气浓度、液态水及冰的变化规律.研究表明,Darcy渗流扩展模型可以较好地反映出多孔保温材料在表面气流冲刷条件下其内部水蒸气的非线性流动特性,同时两种送风方式均可有效降低多孔保温材料因剧烈温变而引起的水分积聚,其相应的除湿率可分别达到70%和90%.     

超磁致伸缩材料换能器的实验研究

采用超磁致伸缩材料 Terfenol—D 作为换能器中制动元件,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统。以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型,对自行设计的超磁致伸缩大功率换能器进行了试验研究,该装置具有功率大、适用频带宽、峰值尖锐余振小等特点,为实际开发换能器产品提供了设计依据。     

泡沫混凝土用作防火型保险柜柜壁隔热填充材料

通过调整泡沫混凝土的密度,对制备的泡沫混凝土的抗压强度和导热系数进行测定.试验结果表明,泡沫混凝土的干密度在350 ～878kg/m3时,对应的3、7和28d抗压强度分别为0.3～4.8MPa、0.4～5.1MPa和1.2～7.3MPa,养护3d试样的导热系数为0.13～0.25W/(m·K).对干密度562～748kg/m3养护时间为3d的泡沫混凝土试块的耐火隔热性能进行比较性试验,结果表明,由泡沫混凝土制成的圆柱体容器内部最高温度为135.0～140.5℃,具有明显的防火隔热作用.对以干密度为666kg/m3的泡沫混凝土浇筑柜壁制作的标准立方体防火型保险柜进行的标准耐火性能测试表明,箱柜内空气最高温度低于160℃,完全满足了国家标准对P 类保险柜的耐火隔热性能要求.     

短切玄武岩纤维增强低导热型加气混凝土的试验研究

对低导热性加气混凝土进行了短切玄武岩纤维增强实验研究.测试5种不同体积掺量的加气混凝土的抗压强度与抗折强度,采用立体变焦显微镜对不同孔径的发气气孔的含量进行统计与计算.采用扫描电子显微镜观察其微观形貌,并与未掺短切玄武岩纤维的加气混凝土做对比.研究结果表明,短切玄武岩纤维能显著提高加气混凝土的强度,尤其是抗折强度.当体积掺量为0.6%时,加气混凝土的抗压强度与抗折强度均达到最大值.     

Anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids

Considering the forces acting on the particles and the motion of the particles, this study uses a numerical simulation to investigate the three-dimensional microstructure of the magnetic fluids in the presence of an external magnetic field. A method is proposed for predicting the anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids. By introducing an anisotropic structure parameter which characterizes the nonuniform distribution of particles suspended in the magnetic fluids, the traditional Maxwell formula is modified and extended to calculate anisotropic thermal conductivity of the magnetic fluids. The results show that in the presence of an external magnetic field the magnetic nanoparticles form chainlike clusters along the direction of the external magnetic field, which leads to the fact that the thermal conductivity of the magnetic fluid along the chain direction is bigger than that along other directions. The thermal conductivity of the magnetic fluids presents an anisotropic feature. With the increase of the magnetic field strength the chainlike clusters in the magnetic fluid appear to be more obvious, so that the anisotropic feature of heat conduction in the fluids becomes more evident.     

空调建筑经济绝热厚度的分析

为降低建筑费用 ,提出一种计算空调建筑不同围护组件经济绝热厚度的技术经济模型。该模型根据对热流通过不同组件的时间相关分析 ,计算出建筑物不同围护组件的经济绝热厚度。在此基础上 ,运用 L agrange乘子法 ,计算出给定绝热措施投资时不同围护组件的经济绝热厚度。该模型适用于各种气候类型。利用该模型 ,对具有夏热冬冷气候特征的上海市的住宅建筑 ,进行了数值计算。计算结果表明 ,从综合评价的角度来看 ,采用绝热措施能够带来很大的经济效益 ,西面墙采用绝热措施带来的经济效益最大 ,而南面墙采用绝热措施带来的经济效益最小