玻璃珠在保溫領(lǐng)域的的特性
2023/12/29 11:25:52??????點(diǎn)擊：
通常，不規(guī)則的粉體材料制備成器件時(shí)，材料之間存在很多空隙，會影響器件的性能，如果把同樣的粉體材料做成球形的話，可以提高堆積性能，減少空隙，使器件會更加致密均質(zhì)，從而能提高性能。微珠的形態(tài)有很多種，包括實(shí)心球、空心球、多孔球、包覆球等等，這里著重介紹空心球，尤其是近幾年重點(diǎn)發(fā)展的空心玻璃微珠，它的尺寸是微米級，直徑與頭發(fā)絲差不多，屬薄壁中空結(jié)構(gòu)，壁厚是直徑的1 %左右，這種特殊的結(jié)構(gòu)具備優(yōu)異的性能，堆積密度可以達(dá)到0.1 kg/升～0.7 kg/升。
玻璃珠采用硼硅酸鹽玻璃制成，具有薄壁中空小尺寸的本征特點(diǎn)，從而具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔音、隔熱、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能。因此，空心玻璃微珠成為了復(fù)合材料的關(guān)鍵原材料之一，在材料輕量化、深海探測、航空航天、信息產(chǎn)業(yè)等等領(lǐng)域都具備優(yōu)異的應(yīng)用前景。
玻璃珠的特點(diǎn)及應(yīng)用
玻璃珠在隔熱保溫領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。由于微珠尺寸以及堆積時(shí)球體內(nèi)部空間尺度遠(yuǎn)小于2 mm，所以球內(nèi)氣體的宏觀熱對流基本可以忽略，玻璃珠的表觀熱導(dǎo)率最低可達(dá)0.038 W/（m·K）左右，低熱導(dǎo)率的微珠作為基礎(chǔ)原材料添加到各種復(fù)合機(jī)體里面，可以制成適用不同材料的保溫材料。例如，這兩年微珠材料研究室研發(fā)出的由95%玻璃微珠堆積而成的微珠泡沫，僅用少量黏結(jié)劑即可使微珠泡沫具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔音、易加工等特點(diǎn)，微珠泡沫熱導(dǎo)率可以做到0.04 W/（m？K）、抗壓強(qiáng)度達(dá)到1 MPa，與聚氨酯泡沫相比抗壓強(qiáng)度明顯提升。同時(shí)，微珠泡沫可以達(dá)到防火材料里面最高等級的A1級，特別適用于有防火需求的場合。
玻璃珠還具備高熱反射的特性，中空結(jié)構(gòu)可以對太陽光中的可見光、近紅外光進(jìn)行多次反射，反射率非常高。玻璃微珠對遠(yuǎn)紅外光線具備良好的反射性，使添加玻璃微珠的涂層和板材有非常好的熱反射性能。玻璃微珠對8微米～14微米紅外線有很好的反射性，且對大氣層其它波段透過率良好，可以穿越大氣中的紅外窗口實(shí)現(xiàn)輻射制冷，實(shí)驗(yàn)表明在屋頂保溫材料添加玻璃微珠與沒有添加微珠的涂層相比可以降低17℃的溫度，效果非常明顯。
在日常生活的保溫方面玻璃微珠具有強(qiáng)大的競爭力，現(xiàn)在家用熱水器保溫通常是用聚氨酯泡沫，對80℃熱水進(jìn)行24小時(shí)保溫溫度降低了12℃，如果用玻璃微并抽真空則24小時(shí)只降低2.37℃，保溫性能提高了5倍多。
對于液氫、液氦溫區(qū)，真空空心玻璃微珠絕熱技術(shù)性能更佳。美國很多航天工程的液氫儲罐中已經(jīng)得到應(yīng)用。基于美國NASA泡沫多層體系，理化所團(tuán)隊(duì)拓展了微珠泡沫多層體系，利用這樣的體系可以在原基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)絕熱性能提高12%，或者重量降低10%，
玻璃珠采用硼硅酸鹽玻璃制成，具有薄壁中空小尺寸的本征特點(diǎn)，從而具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔音、隔熱、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能。因此，空心玻璃微珠成為了復(fù)合材料的關(guān)鍵原材料之一，在材料輕量化、深海探測、航空航天、信息產(chǎn)業(yè)等等領(lǐng)域都具備優(yōu)異的應(yīng)用前景。
玻璃珠的特點(diǎn)及應(yīng)用
玻璃珠在隔熱保溫領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。由于微珠尺寸以及堆積時(shí)球體內(nèi)部空間尺度遠(yuǎn)小于2 mm，所以球內(nèi)氣體的宏觀熱對流基本可以忽略，玻璃珠的表觀熱導(dǎo)率最低可達(dá)0.038 W/（m·K）左右，低熱導(dǎo)率的微珠作為基礎(chǔ)原材料添加到各種復(fù)合機(jī)體里面，可以制成適用不同材料的保溫材料。例如，這兩年微珠材料研究室研發(fā)出的由95%玻璃微珠堆積而成的微珠泡沫，僅用少量黏結(jié)劑即可使微珠泡沫具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔音、易加工等特點(diǎn)，微珠泡沫熱導(dǎo)率可以做到0.04 W/（m？K）、抗壓強(qiáng)度達(dá)到1 MPa，與聚氨酯泡沫相比抗壓強(qiáng)度明顯提升。同時(shí)，微珠泡沫可以達(dá)到防火材料里面最高等級的A1級，特別適用于有防火需求的場合。
玻璃珠還具備高熱反射的特性，中空結(jié)構(gòu)可以對太陽光中的可見光、近紅外光進(jìn)行多次反射，反射率非常高。玻璃微珠對遠(yuǎn)紅外光線具備良好的反射性，使添加玻璃微珠的涂層和板材有非常好的熱反射性能。玻璃微珠對8微米～14微米紅外線有很好的反射性，且對大氣層其它波段透過率良好，可以穿越大氣中的紅外窗口實(shí)現(xiàn)輻射制冷，實(shí)驗(yàn)表明在屋頂保溫材料添加玻璃微珠與沒有添加微珠的涂層相比可以降低17℃的溫度，效果非常明顯。
在日常生活的保溫方面玻璃微珠具有強(qiáng)大的競爭力，現(xiàn)在家用熱水器保溫通常是用聚氨酯泡沫，對80℃熱水進(jìn)行24小時(shí)保溫溫度降低了12℃，如果用玻璃微并抽真空則24小時(shí)只降低2.37℃，保溫性能提高了5倍多。
對于液氫、液氦溫區(qū)，真空空心玻璃微珠絕熱技術(shù)性能更佳。美國很多航天工程的液氫儲罐中已經(jīng)得到應(yīng)用。基于美國NASA泡沫多層體系，理化所團(tuán)隊(duì)拓展了微珠泡沫多層體系，利用這樣的體系可以在原基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)絕熱性能提高12%，或者重量降低10%，
玻璃珠的中空結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其成為低物質(zhì)量的材料，有比較低的介電常數(shù)和損耗角正切，可以應(yīng)用于微波介質(zhì)材料中，尤其是對高頻高速（5G）通信起到很重要的作用。
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