气凝胶比别的隔热材料优秀在哪里？

气凝胶呢是一种具有三维纳米多孔结构的固体材料，有低密度、高孔隙率、高比表面积和超低热导率的特性，分为无机和有机两大类。目前市面上产业化的气凝胶呢，就是最早开始研究的SiO2气凝胶，下图是它的一个典型的结构示意图

导热系数是衡量材料隔热效果的一个参数，该参数越低，隔热效果越好。SiO2气凝胶是目前世界上导热系数最低的材料，没有之一，它的常温导热系数可以做到0.018W/m·K。

那么，为什么它的导热系数可以如此之低呢，那么我们就需要从传热进行分析。热的传递方式包括1.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的红外线达成温度平衡；2.传导：物体之间直接接触以原子振动的方式传递热量，由高温处传递到低温处；3.对流：物体之间以流体（比如空气和水）为介质进行传热。首次，在常温下，辐射传热几乎可以忽略不计，而气凝胶也不透气不存在对流现象，所以热传导成为主导气凝胶材料传热的主要因素。热传导又可以分为气相热传导和固相热传导，由于气凝胶的介孔尺寸主要分布在2-50nm范围内，而空气分子的平均自由程又为70nm，所以气凝胶的这种介孔结构极大的限制了因气体分子碰撞而引起的气相热传导。再来看固相热传导，这种传递方式是依赖于固体物质之间的接触的，而气凝胶的比表面积高达1200m2/g，因此在气凝胶内，SiO2颗粒的接触程度很低，而且三维的骨架也在一定程度上增加了固相热传导的传播路径。综上，气凝胶在所有的热传递途径上均设置了障碍，并几乎做到了极致，因此这就是为什么它的导热系数如此之低。

隔热能力测试

我们用导热系数来量化表征材料的隔热效果。那么目前的导热系数测试主要有三种，平板法、热流计法和激光闪射法。前两种可以用作测常温和低温的导热系数，一般需要5cm以上的试样。激光闪射法经过我多次操作，目前是不适合用来测气凝胶材料的。这些测试的话，基本各个高校或相关的科研院所都能做，如果要出权威检测报告就得需要找专业机构来做。

还有一种自己考核材料高温隔热效果的装置，就是冷面温度仪，下面给一个恒定的温度，样品放上去并测上表面的温度，记录升温曲线和平衡温度。

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