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效應(ying)、無對流效應、無窮長疏松路徑效應。
1、無窮遮擋效應
氣凝膠(jiao)的氣孔(kong)(kong)(kong)為納米級氣孔(kong)(kong)(kong)且氣凝膠(jiao)自身(shen)具(ju)有(you)極(ji)低的密度,氣凝膠(jiao)內的氣孔(kong)(kong)(kong)趨于“無(wu)窮多(duo)”,每個氣孔(kong)(kong)(kong)壁(bi)都具(ju)有(you)遮熱板的作用,因而產生近于“無(wu)窮多(duo)遮熱板”效(xiao)應,使熱輻射(she)降到最低。
2、無對流效應
氣凝(ning)膠納米材(cai)料(liao)中的氣孔(kong)直徑(jing)小于70nm,氣孔(kong)內的空氣分子就失去了自(zi)由流(liu)動的能力,處于近似真空狀態,無法進行(xing)熱對(dui)流(liu)。
3、無窮長疏松路徑效應
氣(qi)凝(ning)膠(jiao)的(de)密度極低、比表(biao)面(mian)大且體積骨架疏松,氣(qi)凝(ning)膠(jiao)有無(wu)窮(qiong)多(duo)的(de)納(na)米氣(qi)孔(kong)(kong),熱量在氣(qi)凝(ning)膠(jiao)固(gu)(gu)體材料(liao)中沿著氣(qi)孔(kong)(kong)壁傳導,有無(wu)窮(qiong)多(duo)的(de)氣(qi)孔(kong)(kong)壁構(gou)成“無(wu)窮(qiong)長疏松的(de)路(lu)徑”效(xiao)應,使固(gu)(gu)體熱傳導的(de)能力(li)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,內部空間呈納米級網狀孔隙結構,填充介質是空氣。熱傳(chuan)導中導熱系數最(zui)小的(de)就(jiu)是空氣,再加上氣凝膠(jiao)內部的(de)特殊結構(gou),使(shi)導熱性(xing)能(neng)進一(yi)步下降,所以(yi)它是絕(jue)佳的(de)隔熱材料,一(yi)塊一(yi)厘米厚的(de)氣凝膠(jiao),相當于10塊普通玻璃(li)的(de)隔熱效果(guo)。而且氣凝(ning)膠密度低質(zhi)量(liang)輕(qing),目(mu)前(qian)最輕(qing)的氣凝(ning)膠空(kong)氣含(han)量(liang)達99%以上,幾乎(hu)跟空(kong)氣的重量(liang)沒有區別。這些特殊結構的空氣(qi)對(dui)陽(yang)光散射比(bi)較小,所以氣(qi)凝(ning)膠(jiao)在陽(yang)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(tian)探測中不可(ke)替代的材料,俄(e)羅斯“和(he)(he)平”號空間站和(he)(he)美國“火星(xing)探路(lu)者”探測器(qi)都用它來進行熱絕緣。