關于隔熱材料的研究

張朔

摘要：隔熱材料在現如今的各行各業被越來越多的使用。由于其特殊的性質和用途，在石油、冶金、化工、建筑等行業得到了廣泛的應用。隔熱材料分為多孔材料、熱反射材料和真空材料三種。在不同的環境和需求下要選擇不同的隔熱材料。本文就幾種新型的隔熱材料介紹它們的性能及應用。并在此基礎上分析隔熱材料的未來發展的趨勢。

關鍵詞：隔熱材料；性能；應用；發展趨勢

隨著節能技術的不斷改革和更新，隔熱材料的發展也非常迅猛。更因為社會進步、工業現代化，人們對能源的需求越來越大，不斷在增長。我國雖幅員遼闊，物資豐富，但由于人口眾多，能源也相當緊張。能源緊張已成為困擾我國國名經濟發展的難題，為解決這個問題不僅要加緊開發利用新能源，比如風能、水能、太陽能，另一方面更要采取節能措施，在生產生活中應用節能新技術代替耗能舊工藝，在使用新技術同時應用節能材料，更好地實現節能這個目的。近幾十年來，人們致力于研究發明新的隔熱保溫節能材料，挖掘隔熱材料的其它高溫熱學性能，出現了許多用于能源開發和利用的功能保溫 隔熱材料。

1 多孔隔熱材料

多孔隔熱材料是一種節能減耗的新型復合材料，被廣泛應用于倉儲、機械、建筑方面。在各種冰箱、發動機、建筑物中起到隔熱保溫的作用。對多孔隔熱材料的研究有助于工業的發展，生活的便利。

多孔隔熱材料是利用材料本身所含的孔隙隔熱，如泡沫材料、纖維材料空隙內的空氣或惰性氣體的導熱系數很低等。溫度差是熱量傳遞的根本原因，在熱傳遞過程中，熱量由較高一方傳向較低一方。在經過多孔隔熱材料后使其傳遞路徑變長，熱量通過氣孔的阻力變大，熱量降低。許多研究結果表明，當材料氣孔直徑小于4mm時，氣孔內的氣體不會發生自然對流，當氣孔直徑小于50nm 時，氣孔內的氣體分子就失去自由流動的能力，失去所有熱對流傳熱和熱對流運動的能力。塑料泡沫因其孔隙小，隔熱性能佳，所以多孔隔熱材料多是由化學塑料泡沫制成。

2 熱反射隔熱材料

眾所周知，太陽能是以熱輻射的形式到達地球的。反射隔熱材料就是通過高效反射太陽光來達到隔熱目的。它由基材、熱反射顏料、填料和助劑組成。薄層隔熱反射涂層是此類涂料的代表。熱反射隔熱材料在建筑業中得到廣泛應用，在建筑物表面采用這類涂料可以很好的反射太陽輻射熱，減少建筑物對太陽熱能的吸收，降低室內溫度，同時與墻外保溫系統一起使用，具有較高的節能經濟效益。

要達到高的隔熱效果就必須保證材料有高效的熱反射率，通常顏色對熱反射率有著重要影響。隨著明度的升高，熱反射率也增加。所以，熱反射隔熱涂料通常選用淺色或白色。反射隔熱涂層抑制太陽輻射熱、紅外輻射和屏蔽熱傳導，其隔熱性能優于其他隔熱材料。反射隔熱涂層可應用于限制體積和重量的地方。其防潮、防水性能優越，可保護被絕熱體表面不被氧化，而且這種材料在潮濕環境下的性能不會受影響。

3 真空隔熱材料

真空狀態能使分子熱傳導的兩種方式完全消失， 因此， 選用合適的工藝把密封真空泡孔引入材料內， 便能獲得導熱系數更小的真空絕熱保溫材料。真空隔熱技術在航空航天，電子產業，冶煉特種合金方面都有較為廣泛的應用。以這種保溫材料為功能填料合成出的隔熱涂料涂層較薄。當泡孔直徑小于 50nm 時， 孔內的空氣分子大部分失去了自由流動的能力，附著在氣孔壁上，這時材料處于近似真空狀態，靠氣體分子的碰撞所產生的氣體熱傳導率趨于 0，比靜止的空氣的導熱系數還要小。真空隔熱產品具有眾多優越性，其有效導熱系數低于一般隔熱材料。

4 隔熱材料的發展趨勢

一般隔熱材料都具有耐高溫，隔熱性能差；或者隔熱性能好，但耐高溫較差的缺點，性能總是不能兩全其美。現如今的隔熱材料雖然有了許多豐富的種類，但從性能，技術方面還有很大改進的余地。未來的隔熱材料工藝會簡單，隔熱效果更好。納米材料在隔熱涂料中起著相當重要的作用。關于環境污染方面，這也是一個大問題，從國家日益重視環境保護角度來看，隔熱材料的發展方向會向環境友好型發展。在節約能源方面有進步，同時做到不污染環境。發展和使用隔熱保溫材料是節能的一個重要的措施。通過使用隔熱保溫材料減少工業生產中熱能的損失，提高熱能的利用效率，降低能源損耗。

5 結語

伴隨著社會進步，人類工業化水平逐漸提高，能源的減少甚至殆盡的危機也顯現出來。為了解決這一危機，開發節能減耗的技術已是當前解決能源危機問題的重中之重。所以，環境友好型的隔熱材料將是未來隔熱材料發展的方向。隔熱材料的研究受到重視，在不少領域都有了進展。在科學技術的飛速進步下，人類科研人員的不懈奮斗下，開發性能優越，環境污染小，使用壽命長的隔熱材料將在未來出現，隔熱材料的市場前景會更加廣闊。發展和使用隔熱保溫材料是節能的一個重要的措施。通過使用隔熱保溫材料減少工業生產中熱能的損失，提高熱能的利用效率，降低能源損耗。

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