气凝胶隔热性能优异的三大原因

气凝胶是用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶隔热性极佳,其热导率可低达0.012W/(m·K),一寸厚的气凝胶相当于20-30块普通玻璃的隔热功能。与传统保温材料相比,气凝胶保温隔热性能更好,使用寿命更长。气凝胶超低的导热系数保证其优秀的隔热效果,

气凝胶是用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶隔热性极佳,其热导率可低达0.012W/(m·K),一寸厚的气凝胶相当于20-30块普通玻璃的隔热功能。


与传统保温材料相比,气凝胶保温隔热性能更好,使用寿命更长。气凝胶超低的导热系数保证其优秀的隔热效果,隔热性能是 传统保温材料的2-5倍,并且从-200℃到650℃环境均可使用。同时,气凝胶的纳米孔特殊结构使其耐压抗拉,使用寿命更是传统材料的5倍以上。


那为什么气凝胶隔热能力这么强呢?三大效应共同影响。

“零对流” 效应
热对流是通过流动的冷热流体存在温度梯度,存在导热推动力进行传热,气凝胶材料中的孔径一般集中在50nm,小于 70nm 的空气分子 平均自由程,气孔内的空气分子就失去了自由流动的能力。


“无穷长路径”效应
热传导是利用固体的导热性导走热量,气凝胶中的多纳米孔结构让热流在固体中传递时只能沿着气孔壁传递,形成的导热路径很长。


“无穷遮挡板”效应
热辐射是通过吸收电磁辐射波来传热,材料内部对于每 一个气孔壁来 说都具有遮热板的作用,从而使辐射传热下降到近乎最低极限。


老斜说
气凝胶突出的隔热性能来自于其多孔结构。气凝胶的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程,因此空隙中的空气分子近似静 止,从而避免了空气的对流传热。气凝胶极低的体积密度及多孔结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导,趋于“无穷多” 的空隙壁可以使热辐射降至最低。

三方面共同作用,几乎阻断了所有热传递途径,使气凝胶达到其他材料无法比拟的隔热效果。