自膨胀闭孔泡沫陶瓷微球PPT资料.ppt

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保温绝热是闭孔泡沫陶瓷最主要、最传统的应用之一国外有关报道称：

世界上最好的绝热材料是“真空闭孔泡沫陶瓷”，其传热系数比硬质聚甲酸乙酯泡沫材料还低上千倍，被称为“超级绝热材料”。

它的应用也大都是在高端领域，如高级保温、保冷集装箱、顶级产品可用于航天飞机的外壳隔热。

尽管目前国内有些科研机构或企业已意识到泡沫陶瓷对于建筑节能的重要意义，开始关注这一新兴项目，也有少量成果，如2008年国内曾出现个别关于“闭孔泡沫陶瓷”的研发报道，但从整体来看，尚显某些不足：

已取得的物理技术性能水平较低。

研发成熟度处于较低级阶段。

因其所使用原材料的局限性、地域性、经济性等方面的原因，很难形成跨地区的产业规模，难以满足建筑及节能市场质量要求高，数量要求巨大、覆盖面广的需求，缺乏普遍有效的指导意义和广泛、持久的商业应用前景。

未注明有独立知识产权。

目前市场上的泡沫陶瓷主要以大块目前市场上的泡沫陶瓷主要以大块型状而存在型状而存在如图泡沫陶瓷保温砖（板）如图泡沫玻璃保温砖（板）应用范围有限1.比如高铁车厢保温隔热层、舰船体保温隔热层、太阳能热水器外保温层、蒸汽管道外保温层、石油管道外保温层。

2.陶瓷保温砖（板）都无法应用。

3.另外：

质轻低强。

高强质重。

载荷能力弱，抗外力能力低。

4.而且有吸水率，吸湿率高的现象，使得材料的保温隔热使用功能无法得到保障。

5.粘结性不良、空鼓、脱落、相容性差、裂缝、渗漏、温度稳定性差，材料间和易性差，施工难度大，技术要求高，质量难控制，寿命短易失败，气候适应性差。

玻璃、陶瓷保温砖（板）自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球自膨胀式泡沫陶瓷微球的性能参数自膨胀式泡沫陶瓷微球的性能参数材质：

二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硼等系列粒径：

0.3mm10mm燃烧性能A1级密度（g/cm3）0.40抗压强度（MPa）1.54.00导热系数（w/mk）0.05憎水率（%）97.5耐火度（）1400自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球扫描图如图所示：

球体表面形貌呈现颗粒聚集状，各聚集间有宽约1um间隔，间隔处有约100nm大小空洞分布。

自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球中心剖面图自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球的应用1隔热保温1.建材和水泥混合和石膏混合闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球加聚合硅凝胶制成A1级保温材料防火隔离带气凝胶毡是把闭孔泡沫陶瓷微球气凝胶为主体材料，并复合于增强性纤维中，如玻璃纤维、预氧化纤维，通过特殊工艺合成的柔性保温材料。

闭孔泡沫陶瓷微球加加聚合硅凝胶喷涂闭孔泡沫陶瓷微球直接制成的房顶保温、隔热、防老化毡。

自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球材料与传统保温隔热材料相比序序号号使用性能使用性能目前建筑领域的热点、难点问目前建筑领域的热点、难点问题题闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球的亮点及贡献的亮点及贡献1质轻、高强、高硬质轻低强。

作为轻质高强材料，可提高墙体强度，增加刚性，降低建筑重量，减少建筑负荷，降低建筑形变，提升抗震，抗外力破坏。

2保温隔热保温墙，隔热差或隔热强，保温差，可靠性低，易老化、变质、腐蚀、变形、粘结性不良、空鼓、脱落、相容性差、裂缝、渗漏、化学及温度稳定性差：

保温体系技术结构复杂，材料间和易性差，施工难度大，技术要求高，质量难控制，寿命短易失败，气候适应性差。

作为高效保温隔热微球材料，单材全无机、全天候、全环境：

无使用限制的，既保温又隔热，超长寿命材料，可长期保证维护体系节能效果，提高体系使用效果的可靠性、一致性，延长材料的服役时间和建筑的使用年限，根治建筑节能体系存在的“原发性质量通病。

3防火阻燃保温材料（有机）易燃，具有火灾隐患。

可作为建筑防火材料，彻底杜绝由于保温材料导致的火灾事故。

4防水防潮大多数建材存在吸水率，吸湿率高的现象，使得材料的保温隔热使用功能无法得到保障。

作为刚性防水保温隔热材料，有利解决材料保温性能好，防水性能差的矛盾；

适用于建筑物各需要防水、防潮部位，对提高建筑防水、防潮，维持建筑功能的长效性、提供保障作用。

5隔音降噪随着现代步伐和城市扩展，建筑物越来越受，易受环境噪声污染。

可作为隔音降噪材料，广泛应用于建筑物内、外墙隔音。

地铁隧道降噪内衬、燥音源隔音屏蔽，等许多场合，对防止噪声污染，提高建筑物隔燥音能力，提高居住舒适度，营造人类安宁生活环境具有积极的建设性的意义。

6定型问题传统材料定型困难，问题多，费工费时，质量难保证。

方便卷材、板材制作，又可方便和水泥等材料混合使用，还可方便喷涂墙面和屋顶等，狭缝、隔层又方便灌浆填充。

7绿色环保非生态材料在原料领域现有的热点问题：

如：

有机材料因热分解会释放毒气，生产过程也使用有毒助剂，回收难，难降解，难再生，当今白色污染造成生态破坏难以修复又如：

石棉它的最大危害来自于它的纤维，这是一种非常细小、肉眼几乎看不1、作为绿色生态建筑材料，替代对石油等优质、稀缺高度依赖的建筑材料，对人体、生态环境有毒有害、有污染、有潜在灾害的建筑材料；

易失败、可靠性差、易出质量事故的材料和体系。

2、全面替身建筑功能与质量，增加安全性、舒适性、改善室内外居住环境，增加有效使用面积。

3、大幅提高建筑材料及结构体系的耐久见的纤维，当这些细小的纤维释放以后，会长时间浮游于空气中，容易被人体吸入，石棉粉尘进入人体后，在肺部逐渐沉积，导致肺部组织纤维化，胸膜增厚，称之为石棉肺，还能诱发支气管肺癌、胸腹膜间皮瘤和其他恶性肿瘤。

性、可靠性、延长服役寿命，可百之百重复利用，对材料的“双耗”在某种程度上具有“终结”意义，节约能源，实现更高意义上、更高层面上的绿色环保，节约资源。

从大到石油、天然气管道小到热水管的保温隔热填充应用热水器、空调、冰箱等家电2隔热保温许多电器的隔热保温层是异形体，又要求防火、阻燃、不老化。

必须由闭孔泡沫陶瓷微球填充才行。

自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球材料在飞机、汽车、高铁等隔热保温层中使用3五大特色：

保温、隔热、防火、阻燃、抗冲击比如2014年7月19日，沪昆高速惨烈车祸已致38死,如果这大巴使用闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球材料填充保温隔热层，它既能防火、阻燃、耐高温，又环保无毒，许多乘客就可保住生命，安全撤离了。

四、自膨胀式闭孔泡沫陶瓷微球材料在防护工程中的应用闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球材料是内含大量空穴而又具有三维胞体结构的材料，而薄壁壳体结构做为吸能缓冲元件，具有韧性好、强度高的优势。

空壳颗粒材料是防护工程领域涌现的一种新型防护材料，兼具泡沫材料和薄壁壳体结构的双重特性，其高比吸能特性的研究已逐渐成为材料力学和固体力学中的前沿课题，引起了众多学者的广泛关注，泡沫材料与薄壁结构结合后，在吸收能量方面还能产生相互作用效应，即填充结构的吸能效果大于相同加载条件下独立的泡沫材料和独立的薄壁结构的吸能效果之和。

在承受冲击波载荷时，由于壳间空穴对应力波的绕射和隔离效应在进一步减轻材料重量的同时，还大大增强了材料对波的弥散和衰减效应，而壳体结构又增强了材料的强度，因此在冲击动力学和人防工程等领域内具有广阔的应用空间。

（1）闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球空壳颗粒球具有孔隙率大、阻抗低的特点，作为分配层时，通过应力波的绕射和反射卸载等作用，使得冲击波的峰值强度较使用黄沙作为分配层是降低40%以上，即使在二次重复加载下，也具有良好的削波吸能作用。

（2）闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球空壳颗粒球作为成层式结构的分配层，对爆炸波具有很强的耗散和弥散作用，可以延长冲击波作用实验，使陡峭的冲击载荷变得平缓，能够降低由脆性材料构成的底部主结构的局部破坏。

比如：

利用工程措施减弱或隔断武器效应对特定目标破坏作用，保护人员安全的设施，在战争中肩负着抵抗常规武器直接命和核武器非直接命中的使命。

地下掘开浅埋式防护结构是防护工程的一种最常见形式；

最早期的浅埋式防护工程多为单层的砖石结构，抵抗能力较弱；

二十世纪初期，随着火炮口径的逐渐增大，炮弹威力的增加，混凝土等材料被逐渐用来对单层的砖石防护工程进行加固；

在反复实验过程中，研究者发现，加固层和原有结构之间加一层厚度1米左右的砂层可以较为有效地减轻结构震塌，这样就构成了几种不同介质材料组成的防护层，也就发展成为典型的成层式防护工程，其结构包括伪装覆土层、遮弹层、分配层和底部主体结构几个部分，典型的成层式防护工程如图1.1所示：

在战场上，爆炸强冲击波是杀伤对方人员的重要手段，冲击波可以直接对人体内脏产生冲击伤，也可以通过使结构产生层裂碎片，间接对人员进行打击。

分配层的功能正是分散炮、航弹冲击和爆炸载荷的作用，吸收、削弱、屏蔽爆炸波，减少反射拉伸波引起的底部主体结构地板的层裂破坏，削弱爆炸引起的震塌作用，从而保证人员安全。

普普通通泡泡沫沫陶陶瓷瓷材材料料是内含大量空穴而又具有三维胞体结构的材料，质地轻，具有良好的隔音、隔热、减震和吸能性，但是韧性较差，强度不高；

而闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球有薄壁壳体结构做为吸能缓冲元件，具有韧性好、强度高的优势。

闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球材料是防护工程领域涌现的一种新型防护材料，兼具泡沫材料和薄壁壳体结构的双重特性，其高比吸能特性的研究已逐渐成为材料力学和固体力学中的前沿课题，引起了众多学者的广泛关注。

球形夹芯结构梁的弯曲性能，其夹芯球分别使用乒乓球和空心氧化铝球制的。

泡沫材料与薄壁结构结合后，在吸收能量方面还能产生相互作用效应，即填充结构的吸能效果大于相同加载条件下独立的泡沫材料和独立的薄壁结构的吸能效果之和。

小结小结闭孔泡沫陶瓷微球闭孔泡沫陶瓷微球兼具泡沫材料和薄壁壳体结构的双重特性：

兼具泡沫材料和薄壁壳体结构的双重特性：

五、泡沫陶瓷微球在煤矿瓦斯爆炸中对火焰传播的淬熄作用煤矿目前主要采用隔爆水棚或岩粉棚来抑制瓦斯爆炸火焰传播，但此类技术仅针对一次性瓦斯爆炸，而缺乏对多次及连续瓦斯爆炸的有效阻隔爆手段。

仅注重对燃烧波的淬熄作用，对造成很大破坏的冲击波的衰减效果不足。

闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球空壳颗粒球的淬熄火焰和衰减冲击波的效能已得到国内外专家的重视，闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球作为一种内壁多孔介质，具有表面开孔率大、耐高温、抗冲击力强的优点。

理论分析和实验研究表明，由于壁面的多次撞击效应，多孔介质可以有效地销毁瓦斯燃烧化学反应产生的自由基数量，抑制化学反应的放热，使化学反应不能自持进行，进而淬熄燃烧火焰传播;

可以大幅衰减瓦斯爆炸的冲击波强度，起到同时淬熄燃烧火焰和衰减冲击波的作用。

比如二氧化硅基体材料的闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球对瓦斯爆炸过程的影响规律，发现闭闭孔孔泡泡沫沫陶陶瓷瓷微微球球对瓦斯爆炸超压的衰减作用十分明显，最大衰减量可以达到50%。

而闭孔泡沫材料以其完整的胞体结构，相比开孔泡沫陶瓷有更好的力学性能和吸能效果，虽然泡沫铝和聚氨酯泡沫在压缩过程中拥有大的塑性应变和优异的吸能特性，相对更为廉价闭孔泡沫陶瓷应该在抑制瓦斯爆炸的应用研究中应更加获得重视。

六、灭火