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    斗轉(zhuǎn)星移，時間長河在流淌，人類在發(fā)展進步，科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，新材料的應(yīng)用，證明人類不斷創(chuàng)造歷史，用科學(xué)技術(shù)改變生活。

    早在1969年,美國太空總署提出以陶瓷隔熱磚提供太空船的絕熱保護后,就認為涂料絕熱是可能的。美國太空總署發(fā)表的數(shù)據(jù)表明,厚9.5~31.8mm的陶瓷隔熱磚中,真正發(fā)揮絕熱作用的是陶瓷隔熱磚上的0.25mm厚的陶瓷涂料外層,占絕熱效果的95%,而陶瓷隔熱磚的基層(泡沫體)只提供5%的絕熱保護。為此1977年,美國成立了一家公司,專門致力于研究、開發(fā)和生產(chǎn)這種涂料。但其機理始終對外保密。1992年美國學(xué)者Hunt,A.j.等在國際材料工程大會上提出了超級絕熱材料的概念。與此概念相近的還有“高性能絕熱材料”。在此之后很多學(xué)者陸續(xù)使用了超級絕熱材料的概念超級絕熱材料指在預(yù)定的使用條件下,其導(dǎo)熱系數(shù)低于“無對流空氣”導(dǎo)熱系數(shù)的絕熱材料。

    一、陶瓷絕熱隔熱保溫涂料的絕熱機理：

    對于絕熱隔熱保溫涂料而言,(固體)熱傳導(dǎo)主要由絕熱材料中的固體部分來完成，熱對流則主要由絕熱材料中的空氣來完成，熱輻射的傳遞不需要任何介質(zhì)。因此要實現(xiàn)超級絕熱材料的目的,一是要使材料的體積密度在保持足夠的機械強度的同時,其體積密度要極端的小，二是要將空氣的對流減弱到極限，三是要通過近于無窮多的界面和通過材料的改性使熱輻射經(jīng)發(fā)射、散射和吸收而降到最低。

    北京志盛威華研究人員多年的研究結(jié)果表明,當材料中的氣孔直徑小于一定尺寸時,氣孔內(nèi)的空氣分子則失去了自由流動的能力,而是相對地附著在氣孔壁上,這時材料處于近似于真空狀態(tài)。同時由于材料內(nèi)部含有極多的發(fā)射界面與散射微粒,再加上在熱輻射吸收方面對材料進行改性,保證了陶瓷絕熱隔熱保溫涂料不論在高溫、常溫及低溫下有良好的絕熱效果。

    二、陶瓷絕熱防腐涂料的協(xié)同絕熱理論：

    陶瓷絕熱隔熱保溫涂料涉及到真空絕熱技術(shù)、紅外反射技術(shù)、熱力學(xué)技術(shù)以及散射技術(shù)、防腐技術(shù)等,它是眾多絕熱技術(shù)協(xié)同作用的結(jié)果。其理論應(yīng)屬多學(xué)科邊緣技術(shù)的結(jié)合,在此稱為協(xié)同絕熱理論概括如下:

    1、真空隔熱(保溫)原理：真空隔熱(保溫)一般情況下系用以下方案:1)采用高真空雙層壁；2)采用高真空的型腔,型腔內(nèi)有一定數(shù)量的中間拋光薄片作為反射屏,它能很好的反射光線,以防止熱量輻射傳遞；3)有粉末狀的物質(zhì)或者輕質(zhì)纖維的型腔,這類粉末或者輕質(zhì)纖維有良好的隔熱保溫特性。無論什么情況,任何一種隔熱保溫方法,包括三種熱量:

    Q=Q殼-Q氣+Q輻

    Q殼-隔熱保溫材料殼體傳遞的熱量。隔熱保溫材料殼體傳遞熱量(Q殼)取決于殼體的結(jié)構(gòu)。

    Q氣-隔熱保溫材料之間填充的氣體傳導(dǎo)熱量和氣體對流所傳遞的熱量。

    Q輻-輻射傳熱。如果要高真空隔熱保溫,那么在不同溫度(To和Tx)兩個表面所建立隔熱保溫殼體內(nèi),需建立10-1Pa左右的真空,這幾乎完全排除了氣體傳遞熱量(Q氣)。

    氣體傳遞的熱量取決于殼體內(nèi)氣體分子的特性它服從努森準則。

    Kn=1/d>1

    式中1-分子平均自由度，d-系統(tǒng)的特性尺寸

    志盛威華隔熱保溫涂料研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，如果當科技水品發(fā)展到一定的階段，能把真空隔熱保溫材料殼體內(nèi)真空度達到10-1Pa,氣體分子數(shù)量大大減少,分子的自由行程可以達幾百厘米,即分子的自由度很大,即Kn遠大于1,分子相互碰撞幾率很小,因此分子熱傳遞大大減弱。但當殼體內(nèi)真空度達到10-2~10-3Pa,假如真空隔熱保溫殼體內(nèi)填充有粉末狀片狀填料,系統(tǒng)的隔熱保溫能力可增加幾倍,這是因為在真空隔熱保溫殼體內(nèi)填充粉末片狀填料可以減少(或消除)輻射熱傳遞。

    2、絕熱隔熱保溫涂料紅外輻射的基本原理：從熱輻射觀點來看,外層空間可以近似看成一個絕對溫度為零的黑體,如果在大氣外設(shè)一個絕對溫度為T=300K的黑體,則它將被逐漸地冷卻下來。根據(jù)斯蒂分-波爾茲曼定律,可以近似算出它輻射到外層空間的單位面積能量W:

    W=aT-4=5.7×10-8(300)-4=450W/m2

    這個數(shù)值是非常高的致冷量。但如果把此黑體放到地面上,則其致冷效果將急劇下降,這主要是由于大氣阻擋部分紅外輻射到達外層空間。在波長為8~13.5μm的區(qū)域內(nèi),水蒸汽和二氧化碳的吸收能力也較弱,這樣就使大氣層對8~13.5μm的紅外輻射有很高的透過能力。在紅外氣象學(xué)中,稱這個透過率很高的波段為“紅外窗口”。通過這個“窗口”,地面上的輻射體可以直接輻射到外層空間。輻射體的輻射效果直接與它的輻射性能有關(guān)。假設(shè)輻射體表面涂有一層特殊的光譜選擇性涂層,其特性為:在8~13.5μm波段內(nèi),此涂層的紅外輻射性能等同于黑體,而在此“窗口”外它是理想的反射體,即不發(fā)射(因此也不吸收)輻射能。這種理想的光譜選擇涂層的輻射特性可用圖來表示。

    陶瓷絕熱隔熱保溫涂料做為保冷使用時,我們?yōu)樗O(shè)計的面漆輻射性能就類似于理想的選擇性輻射體。下圖是陶瓷絕熱隔熱保溫涂料面漆的反射率和吸收率隨波長的變化關(guān)系。曲線表明,在8~13.5μm波段內(nèi),這種材料具有很強的吸收能力(根據(jù)基爾霍夫定律,其輻射能力也很強),但在其它波段,它卻有很高的反射能力,因此,它有著類似于理想黑體的輻射特性。

    根據(jù)紅外涂料光吸收輻射原理,吸收系數(shù)A由涂料成分決定。A值增加,則涂層的光譜發(fā)射率β、γ也增大。當調(diào)整涂料組成時,若它的吸收系數(shù)變大,將使涂料發(fā)射率β、γ增加。所以要使涂料在8~13.5μm波段內(nèi)有高的發(fā)射率,必須加入此波段范圍具有高峰吸收值的物質(zhì),增強輻射體表面在此范圍的輻射能力。另外,降低散射系數(shù)S數(shù)值(將涂料中的發(fā)射基料研磨成微小顆粒),也有利于提高涂料的發(fā)射率。

    北京志盛威華化工有限公司通過幾十名技術(shù)研發(fā)人員的不斷技術(shù)革新，實驗室的上萬次試驗，使用現(xiàn)場的應(yīng)用結(jié)果不斷反饋，陶瓷隔熱保溫涂料隔熱保溫技術(shù)又有重大突破，隔熱保溫效果接近隔熱保溫極限。

    第一代ZS-1陶瓷耐高溫隔熱保溫涂料導(dǎo)系數(shù)阻值是0.03W/m.K，采用志盛威華特制高溫溶液，耐溫可以達到1800℃，隔熱保溫抑制效率可達90%左右，在第一代涂料原有的性能基礎(chǔ)上，這次技術(shù)革新主要是通過三個方面進行技術(shù)創(chuàng)新，1、在陶瓷微珠陶瓷材料里加入天然的活性耐高溫材料，這種材料能持續(xù)釋放帶相同電荷的離子；2、陶瓷微珠壁不在是實體，而是一定量的空心體，也就是陶瓷壁里有一定的靜態(tài)的空氣層；3、陶瓷微珠壁厚薄更加均勻；

    ZS-1陶瓷耐高溫隔熱保溫涂料通過以上的技術(shù)研發(fā)革新，這樣耐高溫隔熱保溫涂料里微珠里，以及微珠和微珠之間不在是簡單的靜態(tài)空氣或是真空，而是靜態(tài)空氣或是真空中存在著大量帶有相同電荷的離子，帶有相同電荷的離子發(fā)射的電磁波能有效的屏蔽熱能的電磁波，更能有限的阻止熱能的傳導(dǎo)，完全消除傳導(dǎo)自有層，陶瓷微珠壁上的空心層和微珠壁厚度均勻，能有效減低涂料導(dǎo)熱系數(shù)阻值，耐壓強度、膨脹系數(shù)更加均勻一致，第二代ZS-1陶瓷耐高溫隔熱保溫效果在第一代隔熱保溫的基礎(chǔ)上再提高10%以上。

    技術(shù)創(chuàng)新后的北京志盛威華化工有限公司陶瓷耐高溫隔熱保溫涂料，隔熱保溫性能更加突出，隔熱保溫性接近隔熱保溫極限。

    三、陶瓷絕熱隔熱保溫涂料的市場展望：

    具有優(yōu)良性能的陶瓷絕熱隔熱保溫涂料無論在工業(yè)、電力、軍事、民用還是在宇航領(lǐng)域有著迫切的市場。僅以民用方面為例,隨著陶瓷絕熱隔熱保溫涂料生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟與生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、其生產(chǎn)成本將有較大的下降。若該材料應(yīng)用于家庭及單位的太陽能熱水器的儲水箱、管道和集熱器,將比現(xiàn)有的太陽能熱水器的集熱效率提高近一倍,而熱損失下降到現(xiàn)有水平的30%以下。北京志盛威華化工有限公司的耐高溫隔熱保溫涂料是隨著世界整體技術(shù)的發(fā)展而形成的新觀念、新技術(shù)、新產(chǎn)品,其將傳統(tǒng)絕熱工程的三步曲合并為一,隨著該技術(shù)的不斷成熟和生產(chǎn)成本的不斷下降將帶來絕熱材料與絕熱領(lǐng)域的一場革命。我國絕熱材料生產(chǎn)企業(yè)只有不斷創(chuàng)新、開發(fā)與掌握世界最先進的絕熱材料生產(chǎn)技術(shù)與理論,才能在未來的全球化經(jīng)濟競爭中取得主動權(quán)。