二氧化硅纳米气凝胶毡耐高温材料

二氧化硅纳米气凝胶毡耐高温材料

气凝胶具有纳米多孔结构，其孔隙率高达90％以上，密度***低可至0.001g/cm3，是目前所知世界上***轻的固体材料。固态材料的许多特性随其气孔率的增大而迅速变化，气凝胶材料的高孔隙率，使它具备了许多特殊的性质。

气凝胶的纳米多孔结构使它具有好的绝热性能，其热导率甚至比空气还要低，空气在常温真空状态下的热导率为0.026w/m·k，而气凝胶在常温常压下的热导率一般小于0.020w/m·k，在抽真空的状态下，热导率可低至0.004w/m·k。

气凝胶之所以具有如此良好的绝热特性与它的高孔隙率有关。热量的传导主要通过三种途径来进行，气体传导，固体传导，辐射传导。在这三种方式中，通过气体传导的热量是很小的，因此大部分气体都具有非常低的热导率。常用的绝热材料都是多孔结构，其正是利用了空气占据了固体材料的一部分体积，从而降低了材料整体的热导率。气凝胶的孔隙率比普通绝热材料要大得多，其95%以上都是由空气构成，决定了其将具有与空气一样低的热导率。而且，气凝胶中包含大量孔径小于70nm的孔，70nm是空气中主要成分氮气和氧气的自由程，因此意味着空气在气凝胶中将无法实现对流，使得气态热导率进一步降低。气凝胶中含量极少的固体骨架也是由纳米颗粒组成，其接触面积非常小，使得气凝胶同样具有极小的固态热导率。

气凝胶的热辐射传导主要为发生在3-5um 区域内的红外热辐射，其在常温下能够有效的阻挡红外热辐射，但随着温度的升高，红外热辐射透过性增强。为了进一步降低高温红外热辐射，通常向气凝胶中加入遮光剂，如碳黑、二氧化钛等，遮光剂的使用能够大大降低高温下的红外热辐射。二氧化硅纳米气凝胶毡耐高温材料