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二氧化硅氣凝膠是迄今為止保溫性能較好的材料

2022-2-18  閱讀(1296)

氣凝膠的納米多孔結構使它具有的絕熱性能,其熱導率甚至比空氣還要低,空氣在常溫真空狀態下的熱導率為0.026w/m·k,而氣凝膠在常溫常壓下的熱導率一般小于0.020w/m·k,在抽真空的狀態下,熱導率可低至0.004w/m·k。

氣凝膠之所以具有如此良好的絕熱特性與它的高孔隙率有關。熱量的傳導主要通過三種途徑來進行,氣體傳導,固體傳導,輻射傳導。在這三種方式中,通過氣體傳導的熱量是很小的,因此大部分氣體都具有非常低的熱導率。常用的絕熱材料都是多孔結構,其正是利用了空氣占據了固體材料的一部分體積,從而降低了材料整體的熱導率。氣凝膠的孔隙率比普通絕熱材料要大得多,其95%以上都是由空氣構成,決定了其將具有與空氣一樣低的熱導率。而且,氣凝膠中包含大量孔徑小于70nm的孔,70nm是空氣中主要成分氮氣和氧氣的自由程,因此意味著空氣在氣凝膠中將無法實現對流,使得氣態熱導率進一步降低。氣凝膠中含量極少的固體骨架也是由納米顆粒組成,其接觸面積非常小,使得氣凝膠同樣具有極小的固態熱導率。




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