Investigations of sol-gel parameters, thermal and optical properties of silica aerogels for large scale production

Isı yalıtımı sağlayan sistemlerde saydamlık yalıtım endüstrisinde yeni ve pratik imkânlar sağlamaktadır çünkü saydam yalıtım malzemeleri geleneksel camlarla değiştirilebilirler. Silika aerojeller bu tip saydam ısı yalıtım sistemleri için gelecek vadeden bir adaydır. Bunun sebebi silika aerojellerin saydam ve düşük ısı iletim katsayısına sahip olmasıdır (10-15 mW/m.K). Silika alkojeller sol-jel kimyası kullanılarak sentezlenir, bir kalıp içerisinde jelleştirilir ve oldukça gözenekli (gözeneklilik > %90) ve düşük yoğunluklu (0.1-0.4 g/cm3) aerojeller elde edebilmek için karbondioksit (CO2) ile süperkritik ekstraksiyon edilerek kurutulur. Bu çalışmanın amacı çözücü tipi ve oranları gibi sentez parametrelerinin silika aerojelin özellikleri üzerine etkilerini incelemek, en uygun ısı iletim katsayısına ve saydamlığa sahip büyük ölçekli aerojeller üretebilmek ve büyük ölçekli aerojelleri saydam vakum yalıtım panelleri için kullanabilmektir. Sentezlenen aerojellerin gözenek çapları, yüzey alanları ve gözenek boyut dağılımları nitrojen adsorpsiyon-desorpsiyon tekniği ile ölçüldü. Optik özelliklerini incelemek için UV-VIS spekrofotometresi kullanıldı. Termal özelliklerin analizi için zamana bağlı Hot-Disk yüzey kaynağı ve zamandan bağımsız Guarded Hot Plate yöntemleri kullanıldı. Sol karışımındaki çözücü-ön madde molar oranları azaldıkça saydamlığın arttığı bulundu. Isı iletim katsayısı üzerine yapılan teorik çalışmalar gösterdi ki ısı iletim katsayısı en düşük aerojel yoğunluk 100-200 kg/m3 arasında tutulduğu zaman elde edilebilmektedir. Bu bilgilere dayanarak büyük ölçekli (30x30x2.0 cm3) ve saydam, yoğunluğu 180 kg/m3 olan bir silika aerojel panel üretilmiştir. Üretilen aerojelin saydamlık oranı %88 (600 nm'de) ve ısı iletim katsayısı 16 mW/m.K olarak ölçülmüştür.