Deunydd Inswleiddio Thermol Hudol - Airgel

Mae arwyneb y blaned Mawrth yn llawer oerach na'r Ddaear, gyda thymheredd isaf o dan -100 gradd . Mewn amgylchedd tymheredd mor isel, sut mae'r crwydro yn datrys problem inswleiddio thermol?

Mewn gwirionedd, mae llongau gofod yn orbit y Ddaear a stilwyr ar wyneb y lleuad hefyd yn wynebu amgylcheddau tymheredd garw. Er mwyn cynnal offer llong ofod yn gweithio mewn amgylchedd tymheredd cymharol gyfforddus, yn gyffredinol trwy roi ar y llong ofod fath o inswleiddio o'r enw cydrannau insiwleiddio thermol aml-haen "Dillad" fel na fydd y llong ofod yn cael ei effeithio a yw'r amgylchedd allanol yn oer neu'n boeth. .

Fodd bynnag, dim ond mewn gwactod y mae gan y gydran inswleiddio thermol aml-haen berfformiad inswleiddio thermol da. Yn yr amgylchedd nwy carbon deuocsid o tua 800Pa ar wyneb Mars, mae ei effaith inswleiddio thermol yn cael ei golli. Dyna pam mae angen inswleiddio'r crwydro ag aerogel.

Mae Airgel yn ddeunydd solet nanoporaidd lle mae'r cyfrwng gwasgaru yn nwy, ac mae'r gronynnau colloidal neu'r moleciwlau polymer yn cael eu cydgrynhoi i strwythur rhwydwaith. Diamedr gronynnau sylfaenol strwythur rhwydwaith aergel yw 1-20 nm, a maint y mandwll yw 1-100 nm. Gan fod maint y mandwll yn y deunydd yn llai na llwybr cymedrig moleciwlau aer, gellir atal darfudiad nwy yn effeithiol.

Felly, beth sydd mor hudolus am aerogels?

1) Perfformiad inswleiddio thermol da

Dargludedd thermol PTFE a ddefnyddir ar gyfer inswleiddio thermol yw {{0}}.27W/(m•K), tra bod dargludedd thermol nano-aerogelau yn gyffredinol yn 0.02W/(m•K), sef dim ond 1/13 o PTFE. . Mae hyn oherwydd bod nwy carbon deuocsid yn llonydd mewn bylchau bach yn yr atmosffer Martian, fel na ellir datblygu trosglwyddiad gwres darfudol. Mae microstrwythur aergel yn gymharol denau, ac mae'r llwybr trosglwyddo gwres yn hir, sy'n lleihau'r gallu dargludiad gwres. Felly, y deunydd nano-aerogel dwysedd isel yw'r deunydd inswleiddio thermol gorau ar gyfer system rheoli thermol y Mars Rover.

(2) Pwysau ysgafn

Dwysedd haearn yw 7800kg/m3, sy'n golygu bod 1 metr ciwbig o haearn yn pwyso 7.8 tunnell; dwysedd yr aer yw 1.29kg/m3, sy'n golygu bod 1 metr ciwbig o aer yn pwyso 1.29 cilogram. Dwysedd yr aergel a ddefnyddir gan rover Mars yw 30kg/m3, sydd tua 23 gwaith yn fwy na'r aer. Yn ystod cynhyrchu aerogel, mae nwy yn disodli'r hylif yn y gel, gan ffurfio llawer o dyllau a chelloedd strwythurol, felly mae'r dwysedd yn isel iawn.