熱障涂層材料的熱性能

瀝青路面對太陽輻照的吸收率通?？蛇_到90%~95%,瀝青混凝土路面的高溫加劇了城市的"熱島效應",造成瀝青混凝土的承載能力下降,致使瀝青混凝土路面出現(xiàn)嚴重的車轍病害。重點介紹了一種在瀝青路面上涂敷3~5mm的熱阻/熱反射涂層技術,反射和阻止太陽光,降低瀝青路面表面溫度,達到防治"熱島效應"和車轍病害的目的,并詳細介紹了運用triz理論提出解決問題的思路和方法。

采用固相法合成了三種稀土六鋁酸鹽陶瓷粉末即ndmgal11o19(nma),smmgal11o19(sma)和gdmgal11o19(gma)。采用大氣等離子噴涂方法制備了這三種陶瓷涂層。采用掃描電鏡(sem)、x射線衍射(xrd)和維氏硬度計對涂層進行了表征。結果表明,采用等離子噴涂方法制備的涂層具有典型的多孔結構,陶瓷的熔化狀態(tài)良好,涂層與金屬粘結層之間結合致密。mgo摻雜的稀土六鋁酸鹽在等離子噴涂過程中發(fā)生部分分解,涂層結晶不完全。此外,隨著稀土離子半徑的減小,噴涂后涂層硬度逐步增加。

復合材料的熱性能是復合材料重要物理性能之一,其內容包括二個方面:材料的熱基礎物性和耐熱性。熱基礎物性是熱功能材料的最重要性質,而耐熱性則與力學性能并列為結構復合材料最重要的二項物性。1熱基礎物性1.1熱膨脹系數(shù)復合材料的熱膨脹系數(shù)基本上可按復合規(guī)則加以估算:αc=αm(1-vf)+αfvf式中:α為熱膨脹系數(shù);vf為填料的容積分數(shù);c、m、f分別代表復合材料、基體和填料。

用自制改性的硅橡膠材料作吸聲涂料基料,研究了不同填料對硅橡膠材料吸聲性能的影響。結果表明:石墨、空心微粉能夠改善硅橡膠吸聲性能;其中,石墨能明顯提高硅橡膠材料平均吸聲系數(shù),且平均吸聲系數(shù)隨石墨用量的增大而增大;石墨用量以20份為宜。

國防科技大學的王清華等人以聚甲基乙烯基硅氧烷、含氫硅油、粒徑23．86μm的石墨為原料，制得了硅橡膠基吸聲涂層材料；并研究了涂層材料在水下的吸聲性能。結果表明，當石墨的質量分數(shù)為20％時，常壓下硅橡膠基涂層材料的平均吸聲系數(shù)高達92．6％；加壓后涂層材料的吸聲性能急劇下降。

目的探究反射型、阻隔型和輻射型填料對建筑節(jié)能涂層反射隔熱性能的影響,為填料在建筑節(jié)能涂料中的篩選應用提供一定的理論支撐.方法分別將金紅石型二氧化鈦、空心玻璃微珠和遠紅外陶瓷粉與苯丙乳液共混,制備了反射型、阻隔型和輻射型建筑節(jié)能涂料.采用掃描電子顯微鏡、紫外/可見/近紅外反光光度計、導熱系數(shù)測量儀和紅外發(fā)射率測量儀對涂層性能進行表征,探究了三種填料添加量和平均粒徑對涂層反射隔熱性能的影響.結果金紅石型二氧化鈦、空心玻璃微珠和遠紅外陶瓷粉的最佳添加量(占成膜物質總質量的百分比,全文同)和平均粒徑分別為25%和0.25μm、9%和325目、9%和1μm.此時對應涂層的太陽光平均反射率、導熱系數(shù)、8~14μm波段的紅外發(fā)射率分別為85.88%、0.05w/(m·k)和0.91,隔熱性能優(yōu)異.結論填料添加量和平均粒徑對建筑節(jié)能涂層的隔熱性能均具有一定的影響,實際應用時可根據(jù)需要選擇填料添加量和平均粒徑.

poss基高分子材料指的是那些在材料當中含有一定數(shù)量的poss基團,是一種較為理想的有機-無機材料,同過去的各種類型高分子材料對比來說有著環(huán)保以及易加工的優(yōu)點,其合成可以追溯到1991年。目前在工業(yè)領域合成poss材料的方法常用的有物理共混法以及化學共聚法。文章簡要介紹poss材料合成的方以及熱性能方面的狀況。

相變材料在發(fā)生相變的過程中吸收或者釋放熱量,在太陽能利用、建筑節(jié)能和空調采暖方面有著廣闊的應用前景。通過實驗研究了可用于節(jié)能建筑的相變材料———硫酸鈉水合鹽體系相變材料的釋熱性能,研究了不同增稠劑和成核劑對其放熱性能的影響,對節(jié)能建筑用相變建材的研究有參考價值。

通過對一典型多層隔熱材料在真空環(huán)境下的系列隔熱性能實驗和分析,分析了多層隔熱材料層間溫度差(δt)的分布趨勢,揭示了多層隔熱材料在不同層間隔熱性能的優(yōu)劣特性及其變化規(guī)律。實驗結果證明:多層隔熱材料的層間溫度差(δt)變化呈u型分布趨勢;外層隔熱性能優(yōu)于中間層的隔熱性能,4層以內18層以外層間氣流狀態(tài)接近分子流,隔熱性能較好,溫度差(δt)大;中間各層氣流處于非穩(wěn)態(tài),隔熱性能稍差,溫度差(δt)小;靠近加熱板一側層間溫度差小于低溫一側。

研究了等離子噴涂和激光重熔zro2-7%y2o3熱障涂層的微觀結構,同時考察了兩種涂層的抗沖蝕性能,并探討了其沖蝕破壞機理.試驗發(fā)現(xiàn),等離子噴涂熱障陶瓷涂層呈典型的層狀堆積特征;經過激光重熔處理后,涂層表面形成了沿熱流方向生長的柱狀晶重熔區(qū);相對于等離子噴涂試樣,激光重熔涂層有較好的抗沖蝕性能;不管等離子噴涂試樣還是激光重熔試樣都表現(xiàn)為典型的脆性沖蝕特性.結果表明,等離子噴涂層的沖蝕磨損以片層狀脫落為主,同時有一定程度的脆性陶瓷顆粒破碎;而激光重熔試樣以近表面的裂紋萌生和擴展,最終導致重熔層晶粒破碎、剝離為主.

有機硅涂層材料

合成了硅橡膠基吸聲涂層材料,研究了涂層材料在水下的吸聲性能,探討了該涂層的微孔及分子結構與吸聲性能之間的關系。結果表明:片狀填料的用量極大地影響了消聲涂層的吸聲性能。當石墨用量為20%時,常壓下涂層材料平均吸聲系數(shù)達92.6%;加壓后,涂層材料吸聲性能急驟下降。

針對彩繪類陶器保護的特殊要求,篩選性能優(yōu)良的保護材料。在人工氣候箱中對所選擇的9種有機高分子文物保護涂層材料進行人工老化試驗,分別采用傅立葉紅外光譜儀測量試驗材料的分子結構,分光光度儀測量顏料的主波長、色純度和高度的變化,粘接強度儀測量顏料的粘接強度變化。結果表明:primalac33、b72、有機硅的耐老化性能好,顏色變化小,粘接強度高,能很好的起到保護彩繪文物的作用,建議在文物保護領域推廣使用。

通過實驗研究了空調蓄冷材料的凝固溫度、融解溫度、凝固潛熱和融解潛熱等熱學性能。該蓄冷材料是由兩種相變材料構成。在熱性能測試中,用示差掃描量熱儀來測定蓄冷材料的潛熱,用紅外光譜儀來測定蓄冷材料的結構變化。該蓄冷材料的融解熱是118.996kj/kg、起始融解溫度是6.399℃。其熱容量比一般的無機水合鹽大、融解溫度比冰高。測試結果表明該相變蓄冷材料可用作為空調的蓄冷材料

儲能系統(tǒng)中由于部分相變材料存在熱導率低的問題,使系統(tǒng)的傳熱性能變差,儲能和釋能時間增加,進而降低了系統(tǒng)的整體效能。研究者們針對這個問題進行了大量的研究并取得了一些有價值的研究成果。文章對近年來國內外在提高相變材料熱導率方面的研究進行了綜合分析,介紹了四種主要的強化方法,分別是加入金屬顆粒、碳纖維、膨脹石墨和納米粒子,并探討了今后提高相變材料熱導率工作的研究重點,提出碳纖維和納米粒子兩種物質強化傳熱的性能優(yōu)越,加強這兩方面的研究具有重要的應用意義。

對陶瓷纖維增強氣凝膠復合材料試驗件建立有限元傳熱模型,對試驗件非線性高溫環(huán)境系的隔熱性能進行研究。將計算結果與實驗數(shù)據(jù)進行了對比,驗證了此數(shù)值模擬方法的有效性。討論的非線性邊界條件下熱傳導模型為輕質隔熱材料的安全設計提供了參考依據(jù)。

設計了一套隔熱材料高溫(>1200℃)隔熱效果的測試裝置,可對隔熱材料進行快速、低成本的有效測試和篩選。采用本裝置在材料熱面中心溫度為1600℃±10℃時,考察了碳/酚醛復合材料和zro2纖維板材料背部升溫歷程,評價了2種材料的隔熱性能,并采用有限差分法數(shù)值模擬了zro2纖維板材料背部升溫歷程,預測其有效導熱系數(shù)。研究表明,在加熱初期400s時間內,碳/酚醛復合材料的隔熱性能優(yōu)于zro2纖維板的隔熱性能,后期則相反;zro2纖維板的隔熱性能與體積密度有關,有效導熱系數(shù)隨溫度升高而非線性地增大。

為考察超薄膨脹型鋼結構防火涂層的防火隔熱性能在某一特定環(huán)境下隨使用時間的變化規(guī)律,對36個試件進行了人工加速老化試驗和隔熱性能試驗.結果表明:高濕度環(huán)境下,涂層阻燃體系中的親水性物質(如app)會遷移到涂層表面而被溶解,使阻燃體系的組分和配比發(fā)生變化,導致高溫下阻燃體系的膨脹受阻,從而影響到膨脹倍率和膨脹層內部結構,最終導致膨脹層等效導熱系數(shù)變大;1,2mm涂層試件的等效導熱系數(shù)隨老化時間總體上呈現(xiàn)出相同的變化規(guī)律,與0次循環(huán)試件相比,2,4次循環(huán)試件涂層的λ僅增大了1.0%左右,21次循環(huán)試件涂層的λ增大了30.0%,與21次循環(huán)試件相比,42次循環(huán)試件涂層的λ僅增大了3.0%左右,表明經過21次循環(huán)以后,涂層已達到一個穩(wěn)定狀態(tài).

花格式集熱蓄熱墻熱性能的簡化計算

高溫下保溫隔熱涂層的保溫隔熱性能是有限的,特別在超過800℃的高溫,要延長隔熱涂層的有效保溫隔熱性能更為困難。本文通過高溫隔熱涂料+聚氨酯泡沫塑料的復合隔熱涂層,提高耐高溫隔熱涂層的保溫隔熱性能,延長了保溫隔熱涂層的有效隔熱時間。

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通過液相法制備多元復合的納米金屬氧化物水性漿料,并復合水性成膜物質,制備出高可見光透過率、高效阻隔紅外和紫外輻射的隔熱環(huán)保涂層材料。采用手工或機械涂敷在玻璃表面,常溫快速固化成膜,達到透明、隔熱節(jié)能的目的。