二氧化硅氣凝膠獨特的微觀納米結(jié)構(gòu)使其具有低密度、高比表面積和高孔隙率的特點。這些特點使其在熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)等方面均有獨特的優(yōu)良性質(zhì)，可作為高效隔熱保溫材料、聲阻抗耦合材料、低介電絕緣材料、催化劑及催化劑載體等，其中高效隔熱保溫材料的應(yīng)用較為廣泛。

二氧化硅氣凝膠在保溫隔熱領(lǐng)域的主要應(yīng)用產(chǎn)品形式有4種：氣凝膠粉體/顆粒；氣凝膠氈；氣凝膠板；氣凝膠玻璃。

氣凝膠粉體/顆粒

SiO₂氣凝膠粉體的制備方法非常成熟，主要有兩種：

通過超臨界方法制備大塊氣凝膠，然后通過不同破碎方法，制備不同粒徑氣凝膠粉體材料；

通過常壓干燥成型的方法制備氣凝膠粉體材料；

因粉體材料不易成型，SiO₂氣凝膠粉末一般不單獨作為隔熱保溫材料使用。但可作為功能結(jié)構(gòu)材料的夾層、填充層使用；或者與其他材料復(fù)合和粘結(jié)作為保溫隔熱材料來使用。

氣凝膠氈

氣凝膠氈是將SiO₂氣凝膠在濕溶膠階段與纖維增強材料復(fù)合，然后經(jīng)過凝膠、干燥制得氣凝膠氈。該方法即有保溫絕熱特點，又通過復(fù)合有效解決氣凝膠機械強度低、易碎、易裂等問題。

SiO₂氣凝膠氈生產(chǎn)示意圖

氣凝膠氈纖維增強材料分兩類：一類是韌性，強度較好的有機纖維；另一類是耐高溫的無機纖維。

氣凝膠氈類產(chǎn)品具有良好保溫隔熱效果、疏水性能和極好柔韌性，是一種理想的保溫隔熱材料，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)的保溫隔熱領(lǐng)域，如航空航天領(lǐng)域，耐高溫的各類工業(yè)管道、罐體及其他弧面設(shè)備的保溫隔熱。

氣凝膠板

氣凝膠板與氣凝膠氈類似，通過氣凝膠和其他材料復(fù)合制成板材。不同是氣凝膠板不是在溶膠階段和纖維材料復(fù)合，而是將純氣凝膠和纖維、顆粒、砂漿、金屬、有機高分子等復(fù)合制成剛性板材。氣凝膠板除應(yīng)用在建筑物和冷凍容器等工業(yè)用保溫材料，還可應(yīng)用于軍工及航空和航天領(lǐng)域。

氣凝膠玻璃

氣凝膠除具備低導(dǎo)熱系數(shù)，低密度，阻燃等特點外，還具有透明性。純SiO2氣凝膠具有類似玻璃的高透過率，但氣凝膠極限拉伸強度小，質(zhì)脆，易碎，導(dǎo)致氣凝膠產(chǎn)品很難作為玻璃直接應(yīng)用。主要有氣凝膠鍍膜玻璃和真空夾層氣凝膠玻璃兩大類。

氣凝膠鍍膜玻璃是在普通玻璃表面增加一層氣凝膠薄膜來提高隔熱性能；真空夾層玻璃是在中空玻璃夾層填充氣凝膠材料，按照夾層內(nèi)氣凝膠的形狀又分為兩類：夾層填充物為SiO2氣凝膠顆粒；夾層填充物為整塊氣凝膠。

顆粒狀氣凝膠制備的玻璃（A）和整塊氣凝膠制備的玻璃（B）

參考資料：

鄒雪艷．不同形貌納米二氧化硅的制備及形成機理研究

豆新豐．二氧化硅氣凝膠隔熱涂料的性能評價

王衍飛. 氣象凝膠復(fù)合陶瓷纖維剛性隔熱瓦的制備及性能研究

魏鵬灣. 二氧化硅氣凝膠復(fù)合隔熱材料研究進展

張德忠. 二氧化硅氣凝膠在保溫隔熱領(lǐng)域中的應(yīng)用