陶瓷气凝胶除了具有突出的耐火、耐高温、高温隔绝、耐腐蚀等性能外,还具有密度极低、重量极轻、高弹性、高吸附力、易加工成型等优点,可应用在航天探测器领域。

气凝胶是通过溶胶凝胶法,用特定干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶包括硅系气凝胶、碳系气凝胶、硫系气凝胶、金属系气凝胶、金属氧化物系气凝胶、陶瓷气凝胶等种类。其中,陶瓷气凝胶在耐火、耐高温、高温隔绝、耐腐蚀等方面性能突出,可应用在工业绝缘设备领域,还可以应用在科研、航天、军工等高科技产业领域。

根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年陶瓷气凝胶行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,2014-2019年,我国气凝胶市场规模年均复合增长率达到50．3%;2019年,我国气凝胶市场规模约为27．8亿元。作为气凝胶组成部分之一,我国陶瓷气凝胶市场规模也在快速扩大,但受技术限制,现阶段我国陶瓷气凝胶应用场景较少,市场规模占比较低。

陶瓷气凝胶除了具有突出的耐火、耐高温、高温隔绝、耐腐蚀等性能外,还具有密度极低、重量极轻、高弹性、高吸附力、易加工成型等优点,可应用在航天探测器领域。除此之外,陶瓷气凝胶还可以应用在离子实验、激光研究以及隔热材料、隔音材料、防弹材料、储能材料、环保材料、体育器材等制造领域。陶瓷气凝胶性能优点突出,北美、西欧、日本等国家和地区对其研究日益深入。

陶瓷气凝胶的轻质、耐火、耐高温、耐腐蚀等特性使得其在航天领域具有广阔应用前景。但与陶瓷性能相似,陶瓷气凝胶脆性大,在温度差异大的环境中使用,受到热胀冷缩效应影响,材料易断裂,严重影响了其在航天领域的应用。开发具有较高韧性、能够适应剧烈温度波动环境的新型陶瓷气凝胶受到各国科研人员的关注。

2019年,中国和美国等高校研究人员共同研制出了新型双曲线结构陶瓷气凝胶,这种陶瓷气凝胶质量更轻、弹性高、脆性小、加热可收缩、可高度压缩并完全恢复,可以承受航天探测器的高热、剧烈温度变化使用要求。一直以来,高性能陶瓷气凝胶仅有美国、瑞典等极少数国家具有生产能力,我国技术水平相对落后,新型陶瓷气凝胶的研发问世,有利于缩小我国与美国等国家之间的技术差距,利好陶瓷气凝胶行业发展。

新思界行业分析人士表示,高端陶瓷气凝胶技术壁垒高,科研成果转化难度大,即使是美国现阶段也尚未实现产业化发展,不具备量产能力。但高端陶瓷气凝胶在航天、军工等高科技产业领域具有广阔应用前景,其产业化发展是必然趋势。此外,普通陶瓷气凝胶在建材、储能、环保、体育器材等领域也有广阔市场空间。由此来看,我国陶瓷气凝胶行业未来发展空间广阔。

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