二氧化硅气凝胶的热学特性及其应用

       二氧化硅气凝胶的热学特性及其应用_二氧化硅气凝胶是一种合成的无定形硅胶，与结晶硅胶显著不同。硅胶分子由一个硅原子和两个氧原子构成。硅胶有两种基本形式：无定形硅胶和结晶硅胶。如果硅胶分子排列整齐并且形成可重复样式，则为结晶硅胶。如果硅胶分子排列不整齐，则为无定形硅胶。
　　二氧化硅气凝胶又被称作蓝烟、固体烟，是目前已知的轻的固体材料，也是迄今为止保温性能好的材料。因其具有纳米多孔结构（1~100nm）、低密度（3~250kg/m3）、低介电常数（1.1~2.5）、低导热系数（0.013~0.025W/(m?k)）、高孔隙率（80~99.8%）、高比表面积（500~1000m2/g）等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，在航天、军事、石油、化工、矿产、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用价值，被称为改变世界的神奇材料。
　　气凝胶的纳米多孔结构使它具有绝热性能，其热导率甚至比空气还要低，空气在常温真空状态下的热导率为0.026W/(mk)，而气凝胶在常温常压下的热导率一般小于0.020W/(mk)，在抽真空的状态下，热导率可低至0.004W/(mk)。气凝胶之所以具有如此良好的绝热特性与它的高孔隙率有关。热量的传导主要通过三种途径来进行，气体传导，固体传导，辐射传导。在这三种方式中，通过气体传导的热量是很小的，因此大部分气体都具有非常低的热导率。常用的绝热材料都是多孔结构，其正是利用了空气占据了固体材料的一部分体积，从而降低了材料整体的热导率。

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