一种新型超级绝热材料

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目前正在成为研究热点的纳米孔绝热材料，其热导率低于“无对流空气”的热导率。该材料气孔尺寸小于70纳米，低于空气分子平均自由程，具有轻质、耐高温、孔隙率高、导热率低等优点，是一种新型…

目前正在成为研究热点的纳米孔绝热材料，其热导率低于“无对流空气”的热导率。该材料气孔尺寸小于70纳米，低于空气分子平均自由程，具有轻质、耐高温、孔隙率高、导热率低等优点，是一种新型超级绝热材料，在航空航天、国防、化工、冶金、电力、交通等诸多领域都有广阔的应用前景。目前研究最多的纳米孔超级绝热材料包括气凝胶隔热材料和纳米粉末基复合隔热材料。气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，其制备工艺复杂，干燥必须在超临界条件下进行，工业化生产存在设备、成本等方面的困难。因此，一般都看好采用干法成型工艺制备纳米粉末基复合隔热材料。目前，国内外所报道的纳米粉末基复合隔热材料大多都是以纳米 SiO2粉末作为基体材料，在干法条件下添加增强材料和其他添加剂，均匀混合后压制成型的。与气凝胶隔热材料相比，该方法摒弃了超临界干燥技术，制备工艺简单，制备的隔热材料具有耐温值高、强度高等优点，可用于制备航天器陶瓷隔热瓦和对绝热性能有特殊要求的大型异型隔热构件，是一种极具发展潜力的新型超级绝热材料。

据报道，日本利用纳米粉体改性设备将气相法 SiO2、玻璃纤维和遮光剂均匀分散，然后施加1.58MPa的压力压制成型。该材料具有优良的隔热性能，400°C下热导率为28.2W/(m∙K)。他们发现，当转速为 3000r/min，混合时间为10min 时，纳米SiO2颗粒与陶瓷纤维具有很好的结合度，纤维表面纳米颗粒包覆层的厚度可达3微米，材料的力学性能也有了显著提高，弯曲强度可达到0.3MPa，100°C下热导率仅为25.8W/(m∙K)。另据报道，美国 unifrax 公司采用气相法SiO2为主要材料，并添加少量硅酸盐和遮光剂生产出绝热板，这种多孔绝热材料具有低的热导率，使用温度可达1000°C以上，热稳定性好、无毒无害、容易加工。德国 Porextherm公司将气相法SiO2、锆英石和其他添加剂复合，制备出多种形状的绝热产品，在高温环境下其热导率仅为传统隔热材料的四分之一，几乎达到了理论上的最低热导率，可以在1000°C下连续使用。瑞典Unithermal 公司基于纳米微孔原理研制而成新型纳米孔超级绝热材料，其主要成分是纳米级硅酸钛 ( Ti2Si2O5) 等无机粉末，经过特殊工艺及专利黏结剂混合而成，常温下具有比静止空气还低的热导率，并可在1000°C高温下长期使用，线收缩率小于2%。

近年来，我国在纳米孔超级绝热材料方面也取得了一定的成果，试制产品已在航空航天、冶金、建材、石化等领域获得应用。例如，广西大学针对气相法 SiO2易于吸水，所获绝热材料对水较为敏感，防潮性较差的问题，在制备气相法 SiO2基复合隔热材料时，通过添加疏水气相法SiO2来提高材料疏水性能，疏水效果明显。

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