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(jié)構(gòu)帶來的無窮遮擋效應(yīng)、無對流效應(yīng)、無窮長疏松路徑效應(yīng)。
1、無窮遮擋效應(yīng)
氣凝膠的氣孔為納米級氣孔且氣凝膠自身具有極低的密度,氣凝膠內(nèi)的氣孔趨于“無窮多”,每個氣孔壁都具有遮熱板的作用,因而產(chǎn)生近于“無窮多遮熱板”效應(yīng),使熱輻射降到最低。
2、無對流效應(yīng)
氣凝膠納米材料中的氣孔直徑小于70nm,氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力,處于近似真空狀態(tài),無法進行熱對流。
3、無窮長疏松路徑效應(yīng)
氣凝膠的密度極低、比表面大且體積骨架疏松,氣凝膠有無窮多的納米氣孔,熱量在氣凝膠固體材料中沿著氣孔壁傳導(dǎo),有無窮多的氣孔壁構(gòu)成“無窮長疏松的路徑”效應(yīng),使固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。
二、氣凝膠耐溫多少度
氣凝膠是一種乳白色的固體材料,內(nèi)部空間呈納米級網(wǎng)狀孔隙結(jié)構(gòu),填充介質(zhì)是空氣。熱傳導(dǎo)中導(dǎo)熱系數(shù)最小的就是空氣,再加上氣凝膠內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu),使導(dǎo)熱性能進一步下降,所以它是絕佳的隔熱材料,一塊一厘米厚的氣凝膠,相當于10塊普通玻璃的隔熱效果。而且氣凝膠密度低質(zhì)量輕,目前最輕的氣凝膠空氣含量達99%以上,幾乎跟空氣的重量沒有區(qū)別。這些特殊結(jié)構(gòu)的空氣對陽光散射比較小,所以氣凝膠在陽光下就像藍色的煙霧,一陣風就能把它吹走。
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(zhì)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,氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料,俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器都用它來進行熱絕緣。