气凝胶导热系数的测量

气凝胶导热系数的测量 气凝胶，是美国化学家 Sterven. S. Kistler 在1931年无意中发明的一种物质。由于密度仅为每立方厘米3毫克甚至更低，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》。这种被称为“固态烟”的固态材料具有非常多的优良性能：它具有纳米结构(孔洞1~100nm， 骨架颗粒为1~20nm)、表面积(最高可达800~1000m 2/g)、高孔同率(可高达80%~99.8%)等特点。此外，气凝胶具有珀低的固态热传导，以及气态热传导，在常温常压下热导率可以低至 0.013W/(m*K)，是所有固态材料中隔热性能最好的一种。 气凝胶的独特结构和特性，使得气凝胶在力学、声学、热学、光学、化学、物理学等方面均有独特的优良性质，在保温绝热材料、隔音材料、红外线吸收材料、催化剂材料、环境保护材料等领域都有广泛用途，更成为航天探测中不可替代的材料，俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行热绝缘。 由于早期的气凝胶非常易碎和昂贵，所以主要在实验室里使用，直到60年代才重新引起人们的兴趣。到了70年代末、80年代，经过法国科学家 Feichner 以及美国劳伦兹伯克利国家实验室的Arlon Hunt 等人不懈的努力，才获得了极大的发展，在90年代成为全球的研究热点。当前气凝疑全球重点发展区域主要集中在美国、德国、英国，如美国的 Nanopore公司、Aerojet 公司以及德国的 BASF公司、Hoechst 公司也正在开展气凝胶的商业应用研究。其中，依托于强大的技术开发实力和新产品开发力度，美国的应用领域尤为突出和领先，在高性能气凝胶应用方面，美国已经成功应用于航空航天、新能源、建筑以及高级体育用品等方面。 虽然理论上气凝胶的导热系数可以很小，但是气凝胶的性能与其制备工艺有很大的关系，从而导致其导热系系也也着工艺的不同而所有差异。以下是利用 TC3010测量得到的气凝胶粉末导热系数，从结果来看，不同工艺下样品的导热系数差异还是比较明显的。 表1.气凝胶的导热系数实验数据 气凝胶 圆形(中3cmx1cm(厚度)) 0.0355(室温) 移品A 样品B 样品C 粉末A 0.0338(室温) 粉末B 0.0255(室温) 粉末C 0.0282(室温) 更多关于瞬态热线法和仪器设备的介绍， 详见 http：//www.xiatech.com.cn/solutions list.asp?id=22。