家用隔热材料有哪些,隔热材料有哪些
隔热材料有哪些
1、多孔材料：多孔隔热材料，材质本身所含众多孔隙。这些孔隙内充斥着空气或者惰性气体，也正是因为这些气体的存在使其本身导热系数降低。常见多孔隔热材料：泡沫材料、纤维材料等等。
2、热发射材料：热反射材料隔热的原理就是图层反射，这类隔热材料都拥有一个很高的反射系数，可以反射大部分紫外线，从而降低热传导。常见的热发射材料：镀金属聚酯、银、镍、铝箔等等。
3、真空绝热材料：真空绝热材料是目前隔热效果最为显著的材料。主要通过真空的内部环境来阻断热传递。在航天事业，这类材料最为常见，但要求也更为苛刻。还需要有隔音、减振、抗防腐蚀能力。例如：泡沫塑料、高硅氧棉等等。
4、有机类材料：有机类材料指的是由碳作为基础元素组合成的有机化合物，或者是混合了有机化合物的纤维材料。这类材料的恒温性非常好，又可耐火、耐水，在外墙和屋顶使用得较多。常见有机材料：发泡塑料、炭化软木板、软木纤维板等等。
市面上的隔热材料非常多种，大家在挑选时一定要根据实际所需；追求极致的隔热也并非是好的选择。
哈工大取得技术突破，开发出新型隔热材料，1300度随便烧用途广泛
哈工大传来一个好消息，科研团队成功研制出一款特别的凝胶，可以在1000度以上的高温下，仍然保持出色的隔热性能，所以这也意味着，该项科研成果有着非常广阔的应用场景，可以称得上是一个重大突破。那么今天这条视频，我们就来聊聊这款特别的凝胶，讲讲它到底是一种什么物质。
随着人类科技的发展，对在极端条件下隔热也有了很强的需求，例如，一些复杂机械设备的生产和制造，探测深空和深层地球环境等等，都需要使用到能够提供可靠的结构稳定性和卓越的隔热能力的隔热材料。
那么陶瓷气凝胶就是一种很不错的隔热材料，但是由于其固有的脆性，陶瓷气凝胶在较大的机械应力或热冲击下通常会出现严重的强度下降和结构崩溃，这可能会隔热性能的急剧下降，会表现出显著增加的导热性和有限的热机械稳定性，从事导致灾难性故障。
为解决这个问题，哈尔滨工业大学李惠教授、徐翔教授和加州大学洛杉矶分校段镶锋教授组成的团队，研制出一种多尺度设计的亚晶锆石纳米纤维气凝胶，它具有之字形结构，在高温下具有优异的热机械稳定性和超低热导率。
例如，在剧烈热冲击后强度下降极低，不到1%，工作温度能够达到1300度，同时大大减少了热辐射热传递，实现了迄今为止陶瓷气凝胶中最低的高温热导率之一。
相关研究成果，也已于今年6月份发表在国际顶级的学术期刊《自然》上。
那么在具体的隔热实验中，研究团队将厚度仅为1厘米的材料直接放在手上，并用高达约1300度的丁烷火焰进行加热，持续5分钟后，材料底部的温度仍然保持在37℃左右，完全处于人体的耐受范围内。通过这点也可以看出，研究团队对这种材料的信心。
另外，研究团队还做了另一个测试，就是把这种材料作为航空发动机燃料管的典型热障。同样，在用丁烷火焰加热5分钟后，具有商用聚酰亚胺泡沫隔离层和常规二氧化硅纤维气凝胶隔离层的内部燃料管的温度，分别增加到267℃和159℃以上，而使用这种材料的隔离层的内部燃料管的温度保持在33℃以下。
我们都知道，实验室环境并不能代表真实的使用环境，在实际应用过程中，所要面对的情况必然是十分负责的。
所以，研究团队又做了第三个实验，模拟了一种极端条件下的复杂工作环境，包括高温下的典型机械振动，振动频率为0.25Hz，100次振动下从底部加热到400℃时，顶部的温度仍然保持在了40℃以下。
可以说，这个亚晶锆石纳米纤维气凝胶是一种具有接近零的泊松比和接近零的热膨胀系数的热机械超材料。
泊松比是材料的一种重要物理特性，它指的是一个物体，在一个方向拉伸或者压缩的时候，另外两个方向的变形表现，例如我们拉扯一根橡皮筋，会发现随着力量的增大，橡皮筋越来越长，但是宽度越来越小。泊松比接近于零，意味着它非常结实，不容易产生形变。
那么亚晶锆石纳米纤维气凝胶特有的优异的热机械稳定性和高温隔热性能的组合，已经超出了传统陶瓷气凝胶的范围，成为一种在极端条件下的隔热材料，所以其具有非常广阔的应用场景。尤其是在航天器和深空探测器的制造，建立月球和火星基地，以及工业、消防、科研等众多领域，都有着非常高的实用价值。
可见，哈尔滨工业大学的科研实力是真的强。其实哈工大的材料科学与工程专业、计算机科学与技术专业、机械设计制造及其自动化专业等在全世界范围内来说，都可以排得上名次。而哈工大的飞行器设计与工程专业更是骄傲，其所在的哈尔滨工业大学航天学院，是我国第一个以培养高级航天专门人才和从事航天高技术研究为主的学院。已成功发射五颗自主研制、并具有明确应用任务的小卫星，你就说牛不牛吧！
总之，哈尔滨工业大学被誉为国防七子，绝非浪得虚名。
好了，今天咱们就聊到这儿，大家有什么想法可以在评论区留言，一起参与讨论。记得关注我，我是老万，谢谢大家，明天我们不见不散。
中南大学复材顶刊：一种高达2400°C的新型隔热、抗烧蚀材料
陶瓷基隔热材料因具有耐高温、高强和低导热率，在高温隔热领域被广泛关注并得到应用。其中最具有代表性的两类是陶瓷基隔热瓦和陶瓷气凝胶隔热材料。然而，陶瓷基隔热材料在极端环境下的热稳定性较差，在超高温环境下(2000℃以上)容易软化和内部孔隙结构坍塌，难以起到耐高温抗冲刷的作用。这严重限制了其在航天、航空等领域的应用。因此，要求材料具有优异隔热性能的同时还需赋予其耐超高温性是极具挑战性的。
近日，中南大学粉末冶金国家重点实验室的孙威教授和熊翔教授团队报道了一种基于高熔点碱性金属氧化物和磷酸盐溶液酸碱反应形成的(AlCrMg)x(PO4)y/MgO复合材料(AMPC)，在2400℃氧乙炔火焰下具有较好的抗烧蚀性能和隔热性能。首先合成了一种含Al和Cr的双元金属磷酸盐溶液，然后通过与碱金属氧化物MgO反应得到APMC，系统研究了APMC的热稳定性、热物性、力学性能、隔热性能和2400℃氧乙炔焰下的抗烧蚀及隔热性能，总结了烧蚀、隔热机制。
该工作以“ (AlCrMg)x(PO4)y/MgO composite: A new thermal protection and insulation material up to 2400 °C ”为题发表在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B: Engineering》上。论文的第一作者为中南大学粉末冶金研究院博士生湛紫章，通讯作者为孙威教授，熊翔教授、张红波教授和文青波教授为共同作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110198
图1 样品的宏观形貌、XRD图谱及SEM图像
图2 抗压强度、TG-DSC曲线、热物性能及大尺寸异形样品宏观图像
图3 烧蚀后样品宏观图像、XRD及烧蚀中心区轮廓图
图4 烧蚀后SEM图像
图5 烧蚀温度曲线图和烧蚀中心区CT图
综上所述，作者通过铝铬磷酸盐与氧化镁的可控组装，成功制备了高温下可陶瓷化且自发梯度多孔的APMC。材料表现出一系列优异的性能，包括优异的热稳定性(包括抗烧蚀性能)、低导热性、高机械强度、低密度、优异的隔热性能和大规模制备能力。值得注意的是，本文制备的磷酸基隔热材料可以抵抗近2400℃的超高温氧乙炔焰烧蚀。优异的热稳定性和结构稳定性可以归因于APMC特定的成分设计，不仅克服了低熔点磷酸盐相在中低温下熔融分解的问题，还可以促使材料的组分之间在高温下更容易形成耐高温陶瓷相。这使APMC与其他传统耐高温隔热材料相比在极端环境中的表现出更为优异的抗烧蚀性能和隔热性能。
*感谢论文作者团队对本文的大力支持。
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