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“世界上密度极低的固体”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(可达800~1000m 2/g)、高孔洞率(可高达80%~99.8%)等特点。此外,气凝胶具有极低的固态热传导,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较好的一种。
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。
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,从而导致其导热系数也随着工艺的不同而所有差异。以下是利用TC3100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
更多关于瞬态热线法和仪器设备的介绍,详见固体导热系数仪。