南京工業(yè)大學(xué)《極溫環(huán)境能量守護者》項目團隊采用自主技術(shù)開發(fā)出一種真空絕熱復(fù)合材料，節(jié)能效果較傳統(tǒng)保溫材料提高10～20倍。該成果也由此于近日在第十三屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽全國決賽中獲得科技創(chuàng)新和未來產(chǎn)業(yè)組金獎。
真空絕熱板是真空保溫材料中的一種，可以有效避免空氣對流引起的熱傳遞，使導(dǎo)熱系數(shù)大幅度降低。真空絕熱板主要由芯材、阻隔膜和吸氣劑構(gòu)成，而芯材是決定真空絕熱板絕熱性能的關(guān)鍵因素，常見的芯材包括顆粒芯材、泡沫芯材、纖維芯材和復(fù)合芯材等，其中纖維芯材具有密度低、直徑小、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點。
為了提高芯材的絕熱性能，項目團隊采用納米纖維成型技術(shù)開發(fā)出一款納米無機纖維，纖維直徑大幅降低。“納米無機纖維芯材屬于玻璃纖維的一種，傳統(tǒng)玻璃纖維的直徑7～9微米，而我們團隊制作的玻璃纖維直徑僅為520納米。”《極溫環(huán)境能量守護者》項目團隊負責(zé)人王澤鵬介紹說，纖維的直徑對導(dǎo)熱性能影響較大，玻璃纖維就像一條高速公路，在單位時間內(nèi)，纖維直徑越小，熱能跑的“公里數(shù)”就越多，單位時間內(nèi)熱傳導(dǎo)能力變差，保溫能力就得到了提升。
芯材制作好以后，放入吸氣劑，再將芯材填充進阻隔膜內(nèi)進行抽真空封裝，三者完全密封在一起，形成真空絕熱板。項目團隊利用自主研發(fā)的高真空快速激光焊接裝備能夠?qū)?.1毫米超薄金屬箔進行焊接實現(xiàn)產(chǎn)品極溫領(lǐng)域應(yīng)用，產(chǎn)品厚度大幅降低，僅為普通保溫材料的1/8，不僅降低了成本，還提高了容積率，單位體積處理能力大大提升。“產(chǎn)品所使用的原材料來源廣泛，并且可多次循環(huán)利用，在達到相同節(jié)能率標(biāo)準(zhǔn)情況下，與現(xiàn)有傳統(tǒng)保溫材料相比，常溫產(chǎn)品成本僅為80%左右，高溫產(chǎn)品成本僅為60%左右，成本降低明顯。”團隊成員韓保恒介紹說。
據(jù)了解，該絕熱板常溫導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.0012瓦/(米·開爾文)，節(jié)能效果較傳統(tǒng)保溫材料提高10～20倍，產(chǎn)品可用于液化天然氣深冷、醫(yī)藥冷鏈、鋼鐵石化等極低和極高溫領(lǐng)域保溫絕熱。
目前，團隊已獲得發(fā)明專利授權(quán)1項，其中實用新型專利授權(quán)1項，實質(zhì)審查2項，登記軟著2項。王澤鵬表示，項目研發(fā)的產(chǎn)品契合“雙碳”背景下的節(jié)能改造工程，具有很好的市場前景。該項技術(shù)已在徐工集團、中集集團、國藥集團等企業(yè)應(yīng)用，參與了國有大型企業(yè)的節(jié)能改造工程，對400℃介質(zhì)管道進行保溫改造，每百米可節(jié)約成本4.5萬元。
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