納米孔超級絕熱材料

納米孔超級絕熱材料應同時具備以下幾個特征：

1)材料內幾乎所有的孔隙都應在100 nm以下。在絕熱材料中氣孔尺寸是絕熱性能的最主要因素，因此，只有絕熱材料中的絕大部分氣孔尺寸小于100 nm時，才算進入了納米材料的范疇。

2)材料內大部分(80%以上)的氣孔尺寸都應<50nm。

根據(jù)分子運動及碰撞理論，氣體的熱量傳遞主要是通過高溫側的較高速度的分子與低溫側的較低速度的分子相互碰撞來進行的,由于空氣中主要成分氮氣和氧氣的自由程均在70 nm左右,納米孔硅質絕熱材料中SiO2微粒構成的微孔尺寸小于這一臨界尺寸時，材料內部就消除了對流,從本質上切斷了氣體分子的熱傳導,從而可獲得比“無對流空氣更低的導熱系數(shù)。

3）材料應具有很低的體積密度。

4)材料在常溫和設定的使用溫度下,都應該有比“無對流空氣”更低的導熱系數(shù)。

導熱系數(shù)是衡量絕熱材料性能優(yōu)劣的主要指標。目前,超級絕熱材料主要有真空絕熱材料和納米孔材料2種。處于靜止狀態(tài)的空氣及大部分氣體的導熱系數(shù)都很低,但是由于它們的對流性能,以及對紅外輻射的透明性,決定了它們無法單獨用作絕熱材料。為此,需要采用一些固體材料來限制它們的對流性能及透紅外線性能。但是,幾乎所有的固體材料都具有比靜止空氣大得多的導熱系數(shù)。因而,為了最大限度降低固體材料的熱傳導,作為氣體屏障的固體薄壁應盡量地薄。同時,設想將固體間空隙的大小限定到納米數(shù)量級,則氣體的傳導及對流將基本得到控制,這類絕熱材料的導熱系數(shù)將低于靜止的空氣。

5)材料還應具有較好的耐高溫性能。