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        孔明?氣凝膠的絕熱性能為何遠優于傳統材料

        絕熱材料可以滿足建筑、車體等空間或熱工設備對熱環境的要求,同時又可減少散熱損失、節約能源,所以,大多數國家已經將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能源”。

        科學界認為,導熱系數低于“無對流空氣”導熱系數的絕熱材料,就可稱為“超級絕熱材料”,氣凝膠正是這樣一種超級絕熱材料。

        歷經多年潛心研究,愛彼愛和新材料有限公司已經掌握了氣凝膠工業化生產的核心科技,自主研發、生產的孔明®氣凝膠及其復合材料,與傳統材料相比,導熱系數更低,絕熱性能更強。

        大多數工業用絕熱材料均為多孔材料,在這種結構的材料中,熱量傳遞方式分為四種,分別為:固體導熱、氣體導熱、熱對流、熱輻射。由于孔明®氣凝膠具有特殊的三維網狀納米孔結構,其絕熱機理與傳統的絕熱材料大為不同。

        固體導熱:高速公路VS羊腸小道

        固體導熱,是材料內部微觀粒子的熱運動產生的熱量傳遞。

        與傳統絕熱材料相比,孔明®氣凝膠的骨架顆粒直徑很小,于是顆粒之間的接觸面積也非常小,這就導致熱量傳遞通路復雜。

        形象地來講,如果說固體導熱在傳統絕熱材料中走的是平坦順暢的“高速公路”,那么在孔明®氣凝膠中走的就是曲曲折折的“羊腸小道”。

        由此可見,在孔明®氣凝膠材料中發生的固體導熱較小。

        氣體導熱:自由空間VS半路遭劫

        氣體導熱,是多孔材料的孔隙內氣體分子相互碰撞產生的熱量傳遞。

        傳統多孔絕熱材料的孔隙直徑一般都在微米級甚至毫米級,遠大于空氣分子的自由程70nm,因此,在這些材料的孔隙內,每個氣體分子在運動過程中總是能夠和其他氣體分子發生碰撞來傳遞熱量,就像是分子與分子之間通過不斷“接力”來實現熱量“搬運”。

        孔明®氣凝膠的孔隙率高達80~99%,絕大數的孔隙直徑介于10~50nm,于是,氣體分子在運動中還未與其他氣體分子接觸,在半路就會與氣凝膠的骨架發生碰撞,氣體分子之間難以實現“接力”,熱量傳遞受限。

        熱對流:類似靜止VS絕對靜止

        氣體對流傳熱,是通過氣體宏觀運動來實現熱量交換的。

        在多孔材料中,氣體通常被分隔或封閉在無數微小空間內,氣體宏觀流動如同被無數“大壩”或“隔斷”所阻擋,所以氣體對流傳熱量很小。

        研究結果表明,當氣孔尺寸小于4mm時,氣體對流傳熱量就可以忽略不計了。而孔明®氣凝膠孔隙直徑均在納米量級,也就是說它的孔隙至少要比4mm小幾萬倍,因此其內部的空氣分子受到束縛,處于“靜止”狀態,對流傳熱為零。

        熱輻射:較少的反射面VS無窮多遮熱板

        輻射傳熱是依靠電磁波輻射實現冷熱物體間熱量傳遞的過程,就像廣播電臺的無線電信號一樣,不依賴于任何物體,即使在真空中也能實現熱量的傳遞。

        傳統絕熱材料孔隙率較小,孔徑較大,所以內部只具備少量的反射面。而孔明®氣凝膠固體骨架在納米量級,其內部形成了無窮多的反射面和反射顆粒,能夠將輻射熱量反射回去,有效降低輻射傳熱。此外,還可以通過向孔明®氣凝膠中添加紅外遮光劑的方法來進一步減少輻射熱量。

        憑借著超強的絕熱能力,孔明®氣凝膠及其復合材料已經廣泛應用在交通、建筑、軍工和工業管道保溫領域,正在把這個世界變得更環保、更舒適、更安全。

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