杨海龙等：纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性 ·795· 0.030 0.040 -50nm 0.024 .50nm 0.032 -90%×50nm+10%×5000nm --90%x50nm+10%×500nm ··70%×50nm+30%x5000nm 0.018 ··.70%x50nm+30%x500nm 腰0.024 .-50%×50nm+509%×5000nm -·-50%×50nm+50Y%×500nm -30%×50nm+70%×5000nm --30%x50nm+70%×500nm --109%×50nm+90%×5000nm2 0.012 -10%×50nm+90%×500nm 0.016 5000nm -500nm 0.006 0.008 0 10 10 10 10 10 109 10 10 10 1 10 气压Pa 气压Pa 0.042 0.015 d .50mm 0.035 --90%x50mm+10%×50000tm ≡0.012 -50nm ···70%x50mm+30%×50000mm --98%×50nm+2%×150000nm 0.028 一·一50紧×5S0mm+S0%x50000m -.-30%x50m+70%× -·-96%x50nm+49%×150000nm 50001a -.-94%×50nm+6%×150000nm 0.021 --10%×50mm+00%× -.=-92%×50nm+8%×150000nm 50000nm -50000nm ==…90%×50nm+10%×150000nm 0.014 0.007 0.003 0 10 10 102 103 10 105 10P 10 10210 10r 105 气压Pa 气压Pa 0.015 0.015 (e) ) -50nm 0.012 --98%×50nm+2%×250000nm 002 -50nm --98%x50nm+2%×350000nm -·-96%×50nm+4%×250000nm -.-96%×50nm+49%×350000nm 0.D09 -.-94%×50nm+6%×250000nm 0.009 --92%×50nm+8%×250000nm -.-94%x50nm+6%×350000nm --92%×50nm+8%×350000nm -…90%X50nm+10%×250000nm 0.006 % -909%×50nm+10%×350000nm 0.003 0 0 10 10 102 10 10 109 10m 10 102 10 10 105 气压/Pa 气压/Pa 图5大尺度孔隙对纳米隔热材料本征气相贡献热导率的影响.(a)500nm:(b)5000nm:(c)50000nm:(d)150000nm:(e)250000nm: (0350000nm Fig.5 Effect of large pores on intrinsic gas-contributed thermal conductivity of nano-porous thermal insulating materials:(a)500 nm:(b)5000nm: (c）50000nm:(d)150000nm:(e)250000nm:(0350000nm 的比例关系，孔隙尺度小于200nm和大于500nm时 参考文献 的比例系数分别为2.0和1.5,200~500nm时则在 [1]Bouquerel M,Duforestel T,Baillis D,et al.Heat transfer model- 2.0~1.5之间. ing in vacuum insulation panels containing nanoporous silicas-a re- view.Energy Build,2012,54:320 (3)无论纳米隔热材料的孔隙尺度及孔隙率如 [2] Hu Z J.Li J N,Sun CC,et al.Recent developments of nano-su- 何变化，气相贡献热导率均随环境气压的降低而下 perinsulating materials.Mater China,2012,31(8):25 降，但变化特点各异 (胡子君，李俊宁，孙陈诚，等.纳米超级隔热材料及其最新 (4)当纳米隔热材料大、小孔隙结构等效孔径 研究进展.中国材料进展，2012,31(8)：25) 的比值不超过10时，或者当这一比值在100~1000 ⑨ Koebel M,Rigacci A,Achard P.Aerogel-based thermal superin- sulation:an overview.J Sol-Gel Sci Technol,2012,63(3):315 之间且大孔隙含量不超过10%时，气相贡献热导率 [4] Chen D P,Hou K Y,Wang L J,et al.Status and development of 随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和 fire protection materials based on super thermal insulator and their 无变化三个阶段：当这一比值超过3000时，即使大 application prospect in urban underground space.Chin J Eng 孔隙含量很少（小于10%），气相贡献热导率随环境 2017,39(6):811 (陈德平，侯柯屹，王立佳，等.超级绝热型防火材料的研究 气压的降低将会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速 进展及其在城市地下空间的应用展望.工程科学学报，2017， 下降和无变化四个阶段 39(6):811)杨海龙等: 纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性 图 5 大尺度孔隙对纳米隔热材料本征气相贡献热导率的影响． ( a) 500 nm; ( b) 5000 nm; ( c) 50000 nm; ( d) 150000 nm; ( e) 250000 nm; ( f) 350000 nm Fig． 5 Effect of large pores on intrinsic gas-contributed thermal conductivity of nano-porous thermal insulating materials: ( a) 500 nm; ( b) 5000 nm; ( c) 50000 nm; ( d) 150000 nm; ( e) 250000 nm; ( f) 350000 nm 的比例关系，孔隙尺度小于200 nm 和大于500 nm 时 的比例系数分别为 2. 0 和 1. 5，200 ～ 500 nm 时则在 2. 0 ～ 1. 5 之间． ( 3) 无论纳米隔热材料的孔隙尺度及孔隙率如 何变化，气相贡献热导率均随环境气压的降低而下 降，但变化特点各异． ( 4) 当纳米隔热材料大、小孔隙结构等效孔径 的比值不超过 10 时，或者当这一比值在 100 ～ 1000 之间且大孔隙含量不超过 10% 时，气相贡献热导率 随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和 无变化三个阶段; 当这一比值超过 3000 时，即使大 孔隙含量很少( 小于 10% ) ，气相贡献热导率随环境 气压的降低将会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速 下降和无变化四个阶段． 参 考 文 献 ［1］ Bouquerel M，Duforestel T，Baillis D，et al． Heat transfer model￾ing in vacuum insulation panels containing nanoporous silicas-a re￾view． Energy Build，2012，54: 320 ［2］ Hu Z J，Li J N，Sun C C，et al． Ｒecent developments of nano-su￾perinsulating materials． Mater China，2012，31( 8) : 25 ( 胡子君，李俊宁，孙陈诚，等． 纳米超级隔热材料及其最新 研究进展． 中国材料进展，2012，31( 8) : 25) ［3］ Koebel M，Ｒigacci A，Achard P． Aerogel-based thermal superin￾sulation: an overview． J Sol-Gel Sci Technol，2012，63( 3) : 315 ［4］ Chen D P，Hou K Y，Wang L J，et al． Status and development of fire protection materials based on super thermal insulator and their application prospect in urban underground space． Chin J Eng， 2017，39( 6) : 811 ( 陈德平，侯柯屹，王立佳，等． 超级绝热型防火材料的研究 进展及其在城市地下空间的应用展望． 工程科学学报，2017， 39( 6) : 811) · 597 ·