一、氣凝膠的隔熱原理是什么
氣凝膠的隔熱原理是其獨立的結構帶來的無窮遮擋(dang)效應、無對(dui)流效應、無窮長疏松路徑效應。
1、無窮遮擋效應
氣(qi)凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)為納米級氣(qi)孔(kong)(kong)且氣(qi)凝(ning)膠(jiao)自身(shen)具(ju)有(you)極低的(de)(de)密度(du),氣(qi)凝(ning)膠(jiao)內的(de)(de)氣(qi)孔(kong)(kong)趨于“無(wu)窮(qiong)(qiong)多(duo)”,每個氣(qi)孔(kong)(kong)壁都具(ju)有(you)遮熱板的(de)(de)作用,因(yin)而產(chan)生近于“無(wu)窮(qiong)(qiong)多(duo)遮熱板”效應(ying),使熱輻射(she)降(jiang)到(dao)最低。
2、無對流效應
氣凝(ning)膠納米材料中的(de)氣孔直徑小于(yu)70nm,氣孔內的(de)空(kong)(kong)氣分子(zi)就失去了自(zi)由(you)流動(dong)的(de)能力,處于(yu)近(jin)似真(zhen)空(kong)(kong)狀態(tai),無法進(jin)行熱對流。
3、無窮長疏松路徑效應
氣(qi)(qi)(qi)凝膠的(de)密(mi)度極低、比表(biao)面大且體(ti)積骨架疏松(song),氣(qi)(qi)(qi)凝膠有(you)無窮(qiong)多的(de)納米氣(qi)(qi)(qi)孔,熱(re)(re)量在氣(qi)(qi)(qi)凝膠固體(ti)材料中沿著氣(qi)(qi)(qi)孔壁(bi)傳(chuan)導(dao),有(you)無窮(qiong)多的(de)氣(qi)(qi)(qi)孔壁(bi)構成(cheng)“無窮(qiong)長疏松(song)的(de)路徑”效應,使(shi)固體(ti)熱(re)(re)傳(chuan)導(dao)的(de)能力下(xia)降到接近(jin)最低極限。
二、氣凝膠耐溫多少度
氣凝膠是一種乳白色的固體材料,內部空間呈納米級網狀孔隙結構,填充介質是空氣。熱(re)傳導中導熱(re)系數最小的(de)(de)就(jiu)是空氣,再加上氣凝膠內部的(de)(de)特(te)殊結構,使導熱(re)性能進一步下(xia)降(jiang),所(suo)以它是絕佳(jia)的(de)(de)隔熱(re)材(cai)料,一塊(kuai)一厘(li)米厚的(de)(de)氣凝膠,相當于(yu)10塊(kuai)普(pu)通玻璃的(de)(de)隔熱(re)效果。而且氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)密度(du)低質量輕(qing),目(mu)前最輕(qing)的氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)空氣(qi)含量達99%以上,幾乎跟空氣(qi)的重量沒有區別。這些特殊結構的(de)空氣(qi)對(dui)陽光散(san)射比較小,所以氣(qi)凝膠在(zai)陽光下就(jiu)像藍色的(de)煙霧(wu),一(yi)陣風就(jiu)能把它吹走。
氣凝膠貌似“弱不禁風”,其實非常堅固耐用,它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力,最高能承受1400攝氏度的高溫。由于具備這些特性,氣凝膠便(bian)成(cheng)為航天探測中不可替代(dai)的材料,俄(e)羅(luo)斯“和平(ping)”號空間站(zhan)和美國“火星探路者”探測器都(dou)用它(ta)來進行熱絕(jue)緣。