近年来新兴的几种新型隔热材料的特点及其应用
发布日期： 2020-08-11 08:47:00 阅读量（424） 作者：我国轻质隔热材料的发展起步较晚，基础研究相对西方国家比较落后。早期，我国的轻质隔热材料主要从国外进口，随着对轻质隔热材料需求的日益增长，只靠进口已无法满足行业的需求，对轻质隔热材料自主研究已迫在眉睫，为此国家制定了相关政策，开始投入大量精力研发轻质隔热材料，到20世纪70年代，我国已经可以小规模生产隔热耐火材料。如今，我国在轻质隔热材料生产与研发方面取得了迅速的发展，所制备的轻质隔热材料种类齐全、性能优越，生产工艺逐渐多样化。以下是近年来新兴的几种新型隔热材料的特点及其应用。
1、气凝胶保温隔热材料
气凝胶超级绝热材料具有纳米级别的气孔和骨架颗粒，其隔热性能十分优越，其导热系数一般不超过0.1W/(m·K)，引起了耐火工作者的广泛研究。气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，因其半透明的色彩和超轻质量，也被称为“固态烟”，由于气凝胶具有纳米级别的气孔，这种结构可显著降低材料中气体分子热传导和热对流，同时纳米级骨架颗粒可显著降低固态热传导，所以制备出的隔热材料的热导率通常比空气还要低，同时还具有比较小的密度和弹性模量，是一种较为理想的轻质隔热材料。迄今为止，已研制出的气凝胶有很多种，有单相气凝胶、多相气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶。美国Cabot公司运用超临界干燥法，通过保留SiO2颗粒在其凝胶状态下的排列结构，成功的制备出纳米级别的SiO2气凝胶。制备出的SiO2气凝胶具有海绵状多孔网络结构，其孔洞和骨架颗粒的尺寸大多100nm以下，热导率仅为0.05W/(m·K)，隔热效果极佳。
2、真空隔热材料
真空隔热材料最早于1893年由英国学者杜瓦提出的，当时主要用来作为储存液态空气容器的隔热材料，之后真空隔热技术在航空航天，特种合金的冶炼，电子产业等科技领域都获得了快速的发展。真空隔热材料又叫高温多层隔热材料，主要由发射率低的金属箔和低导热系数的夹层材料组合而成。由于在真空条件下，可以有效阻止热量的传递，因此这种材料的导热系数比普通隔热材料要低很多。温树林等研制成功了一种用于高温真空高效隔热材料，该材料由铝箔或镍箔与石英纤维席复合而成。随着人们对真空隔热材料的进一步研究，制备封闭的真空气孔结构材料成为广大工作者重要研究方向之一。
3、碳质保温隔热材料
新型碳质隔热材料具有导热系数小、热容量低、体积密度小、线膨胀系数小、耐高温、抗热震稳定性好、耐化学腐蚀性强、高纯无污染等优异的性能，广泛应用于真空电阻炉、感应炉、烧结炉、热处理炉等高温场所。其良好的隔热效果，可以节约30~70%的能源。2010年，日本碳素公司开发出高隔热性能的碳纤维隔热材料，不仅隔热效果良好，并且强度高、尺寸精确。碳质隔热材料性能优异，适用于各种陶瓷烧结、金属热处理、稀土类磁性材料的制造、太阳能电池硅铸造炉等生产设备中。
4、复合保温隔热材料
复合型保温隔热材料兼具各单一材料的优异性能，因而被广泛应用于各领域。复合型保温隔热材料在充分认识材料各自的特色后，按照需求进行有机的结合，其目的是充分利用各个材料的优点，使成为整体的产品各方面性能最佳。复合保温隔热材料分为无机与无机复合型(也称为复合硅酸盐型)和泡沫塑料与硅酸盐复合型两大类。无机与无机复合型保温材料主要种类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等，其隔热性能及强度明显优于单一的铝、镁、硅质隔热材料。海泡石保温材料作为无机与无机复合型隔热材料中的佼佼者，具有优良的保温隔热性能和应用效果，已经引起人们的高度重视。泡沫塑料与硅酸盐复合型隔热材料不仅具有很好的保温隔热性能，而且价格便宜，生产工艺简单，广泛用于化工生产、房屋建筑、食品工业、能源输送等领域。龙志勤等以聚苯乙烯泡沫塑料与普通硅酸盐水泥、粉煤灰材料制备出泡沫塑料与硅酸盐复合型保温隔热板，不仅隔热效能优异，还兼具防水功能。
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