火焰环境下隔热内衬气凝胶球粒的耐热特性

发布时间：2021-11-23 13:27

　　为减少或避免消防员在火灾救援活动中遭受热伤害,以SiO2气凝胶粉末、聚乙烯醇和水为原材料,制备一种用于充填消防服隔热内衬的气凝胶球粒,其压缩变形率在15.83%以内。首先探究气凝胶球粒的耐热机制及热传导影响因素;然后对其进行微观结构表征和比表面积测试;最后在不同火焰温度下测试耐热特性。结果表明:在同一测试温度下,气凝胶球粒表面变黑程度越大,所需时间越长;温度低于168.2℃时,球粒表面最大变黑程度为80%;随着温度的升高,球粒达到同一变黑程度所需的时间逐渐减少;热重试验得出气凝胶球粒的失重率比气凝胶粉末小。 

【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

实验室制备气凝胶球粒全过程

采用扫描电子显微镜对气凝胶球粒和粉末进行微观形貌测试，对样品进行喷金处理后，将其放在扫描电镜下放大不同倍数进行观察[12]，测试得到气凝胶粉末和气凝胶球粒表面清晰的形貌微观结构分别如图2所示。从图2中可以看出，两者皆为多孔结构且内部孔径尺寸的分布比较均匀，结构比较紧密，有大量的孔洞，且气凝胶球粒的孔洞比气凝胶粉末的孔洞小。2.2 比表面积测试

考虑到现场救援过程中常见的火灾环境温度在80～200℃之间，通过调节酒精灯距离石棉网的高度来设置火灾现场条件下的8个火焰环境温度，酒精灯虽静置在室内，但其火焰温度仍然会出现小幅度波动，不同火焰环境的温度取整个试验过程中多温度记录仪实时数据的平均值，计算得出火焰环境温度具体分别为88.4、104.1、120.8、136.2、152.4、168.2、184.7和200.3℃(分别记为N1—N8)。记录8组试样初始至全黑过程中所需要的时间见表3。从表3中提取同一温度下球粒表面达到不同变黑程度所需的时间数据进行分析，如图4所示。可以看出，同一温度下从底部到顶部变黑所需要的时间越来越长，主要原因是该试验使用的气凝胶导热系数较小，传热较慢，且当平均温度低于168.2℃时，气凝胶球粒表面达不到100%的变黑程度。

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3513977