氣凝膠的納米尺度顆粒和孔隙,以及連續(xù)的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使其具有很低的熱導(dǎo)率;而材料的熱傳導(dǎo)主要通過對流、輻射、熱傳導(dǎo)三種方式來實(shí)現(xiàn),因此需要從材料的傳熱途徑入手降低它的導(dǎo)熱系數(shù)。
對流:當(dāng)氣凝膠材料中的氣孔直徑小于70nm時, 氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力,相對地附著在氣孔壁上,這時材料處于近似真空狀態(tài),無法進(jìn)行熱對流。
輻射:由于材料內(nèi)的氣孔均為納米級氣孔再加材料本身極低的體積密度,使材料內(nèi)部氣孔壁數(shù)日趨于“無窮多”,對于每-一個氣孔壁來說都具有遮熱板的作用,因而產(chǎn)生近于“無窮多遮熱板”的效應(yīng),使熱輻射降到最低。
熱傳導(dǎo):氣凝膠的密度極低,比表面大且體積骨架疏松,由于近于無窮多納米孔的存在,熱流在固體中傳遞時就只能沿著氣孔壁傳遞,近于無窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮長路徑”效應(yīng),使得固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。