Hypocrystalline ceramic aerogels for thermal insulation at extreme conditions

材料科学 复合材料 保温 陶瓷 热导率 热稳定性 热膨胀 热的 摄氏度 化学工程 热力学 物理 工程类 图层(电子)
作者
Jingran Guo,Shubin Fu,Yuanpeng Deng,Xiang Xu,Shujin Laima,Dizhou Liu,Pengyu Zhang,Jian Zhou,Han Zhao,Hongxuan Yu,Shixuan Dang,Jianing Zhang,Yingde Zhao,Hui Li,Xiangfeng Duan
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:606 (7916): 909-916 被引量:245
标识
DOI:10.1038/s41586-022-04784-0
摘要

Abstract Thermal insulation under extreme conditions requires materials that can withstand complex thermomechanical stress and retain excellent thermal insulation properties at temperatures exceeding 1,000 degrees Celsius 1–3 . Ceramic aerogels are attractive thermal insulating materials; however, at very high temperatures, they often show considerably increased thermal conductivity and limited thermomechanical stability that can lead to catastrophic failure 4–6 . Here we report a multiscale design of hypocrystalline zircon nanofibrous aerogels with a zig-zag architecture that leads to exceptional thermomechanical stability and ultralow thermal conductivity at high temperatures. The aerogels show a near-zero Poisson’s ratio (3.3 × 10 −4 ) and a near-zero thermal expansion coefficient (1.2 × 10 −7 per degree Celsius), which ensures excellent structural flexibility and thermomechanical properties. They show high thermal stability with ultralow strength degradation (less than 1 per cent) after sharp thermal shocks, and a high working temperature (up to 1,300 degrees Celsius). By deliberately entrapping residue carbon species in the constituent hypocrystalline zircon fibres, we substantially reduce the thermal radiation heat transfer and achieve one of the lowest high-temperature thermal conductivities among ceramic aerogels so far—104 milliwatts per metre per kelvin at 1,000 degrees Celsius. The combined thermomechanical and thermal insulating properties offer an attractive material system for robust thermal insulation under extreme conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汤圆完成签到,获得积分10
1秒前
bitahu发布了新的文献求助10
1秒前
希望天下0贩的0应助lixm采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助敦敦采纳,获得10
2秒前
3秒前
_呱_应助楼台杏花琴弦采纳,获得50
4秒前
咸鱼一号发布了新的文献求助10
4秒前
正经俠发布了新的文献求助10
4秒前
李志远完成签到,获得积分10
5秒前
ghh发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
77paocai完成签到,获得积分10
7秒前
CCL完成签到,获得积分10
8秒前
明亮的绫完成签到 ,获得积分10
8秒前
祖诗云完成签到,获得积分0
9秒前
jiewen发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Oz完成签到,获得积分10
11秒前
zhukun发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
15秒前
香蕉觅云应助oliver501采纳,获得10
15秒前
正经俠完成签到 ,获得积分20
16秒前
YY完成签到 ,获得积分10
17秒前
清秀灵薇发布了新的文献求助10
17秒前
LZL完成签到 ,获得积分10
17秒前
油焖青椒完成签到,获得积分10
17秒前
不会学术的羊完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
lio完成签到,获得积分20
19秒前
19秒前
FashionBoy应助汤浩宏采纳,获得10
20秒前
wjwless完成签到,获得积分10
21秒前
稀罕你发布了新的文献求助10
21秒前
圣晟胜发布了新的文献求助10
21秒前
寒冷半雪完成签到,获得积分10
25秒前
善良易文发布了新的文献求助10
25秒前
orixero应助GXY采纳,获得30
25秒前
香蕉不言发布了新的文献求助10
25秒前
迅速海云发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849