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气凝胶隔热原理

发布时间:2016-04-14 23:23:00人气:
  多孔二氧化硅气凝胶复合隔热材料能很好的抑制上述三种热传导的途径。固体导热能力的大小,从隔热材料的角度来说,仅跟材料本身固有的导热系数,以及材料的密度有关。为了降低材料的密度,一般的隔热材料均采取制造孔隙的办法。本公司研制的多孔二氧化硅气凝胶复合隔热材料,在这一点上做到了极致;该材料的孔隙率占到了整体积的90%以上,因而材料密度极低,仅为水的四分之一左右。
 
  然而,因为大部分隔热材料均含有大量的孔隙,因此孔隙内部所含气体的对流导热,成为一个关键导热途径。据研究,对流导热仅跟气体性质和孔隙大小有关。不同隔热材料用不同办法来降低材料对流导热。例如,聚氨脂发泡材料在孔隙中填充了氟利昂气体,该气体的导热率仅有空气的三分之一,从而获得了优越的隔热性能。但因其能严重破坏臭氧层曾被二氧化碳等替代,然而二氧化碳等作为填充的聚氨脂材料,又会存在导热率高的问题。本材料采取了另一个途径,即减小孔隙直径的办法来降低孔隙中空气的热导率。经过特殊工艺制得的本材料,其中孔隙的平均直径仅为50-60纳米,约为头发直径的千分之一,而空气分子的平均自由程为70纳米左右。在如此之小的空隙中,空气几乎无法流动,从而抑制了空气的对流导热。
 
  此外,由于大量微小孔洞的存在,气凝胶几乎具有无限多的孔壁,而这些孔壁均可视为辐射的反射面和折射面。一毫米厚度的气凝胶就含有上万层的反射面和折射面,很好地阻隔了辐射导热。同时为了更好抑制材料的辐射导热,气凝胶添加了一些纳米级的反辐射物质,可以很好的反射/吸收热辐射。因此对于辐射导热本材料也有很好的抑制作用。气凝胶材料的隔热原理。
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