海南保温材料

保温或保温材料作为我们日常生活中最常接触的材料或现象已经渗透到我们生活的衣食住行中。比如天冷了，要多穿衣服保暖，家庭中需要冰箱保鲜食物、热水器保温热水、暖瓶保暖热水，工业上热力管道保温，减少热量散失，冷库、冷藏车、冷藏箱延长食物、水果等保质期，使北方吃上南方的水果成为可能，促进全球食品或药品的流通，航空航天上的电子设备保温使太空中电子器件工作成为可能，因此可以说保温材料已经深深影响我们生活的方方面面。

根据经典的热力学第二定律，热量不能自发的从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，换句话说只要有温差的存在，就一定会存在热传递。

保温字面理解就是保护住温度，根据人感知的不同，分为保热和保冷，比如热力管道中，要保热，减少管道内道蒸汽热量的散失从而降低温度，而对制冷器具而言，要保冷，减少内部冷量的散失，虽然表述方法不同，但根据热力学第二定律，热量总是从高温物体向低温物体传递，直至温度平衡，因此无论保热还是保冷均是阻止热量的传递，保持温差的存在。

那既然温差一定会存在，那么热传递就一定会发生，为了降低热传递的发生，就需要对有温差的部位进行使用保温材料来进行隔绝或降低热量的交换，保温材料的绝热性能对保温效果至关重要。

首先热流体与壁面进行热传递（包括但不限于对流、固体传热的方式进行）将热量传递到壁面（蓝色部分），然后热量通过保温材料将热量传递到内部的壁面，内部的壁面通过热传递将热量传递给冷流体，从而换成热量的传递过程，此过程分为非平衡态和平衡态等过程，受各种因素影响较多。

根据常规的保温形式来看，热量传递的快慢或者多少与保温材料的热阻有非常大的关系，或者说保温材料的热阻对最终的保温效果起到至关重要的作用，各影响因素后面章节将详细分析。

热阻是衡量保温材料保温效果的重要指标，由于热阻一般较难测试，而且与材料的厚度有关（一般来说厚度越厚，热阻越大），一般保温材料用导热系数来表征，导热系数是一个绝 对值，是材料本身固有的属性，与厚度及形态无关，而且有较为完善的测试标准及测试设备。

那么保温材料的原理是什么呢？根据上面所述导热系数是保温材料重要的指标，那导热系数由哪些影响因素组成呢？根据经典热力学的介绍，热量传递包括热传导、热辐射和热对流三部分组成；

那么保温材料如果具有较高的保温效果的话，那么导热系数一定要低，导热系数改善的路径无非从上述途中的三个路径进行降低；

1.热传导：热传导主要是指固相传导或者液相传导，根据保温材料的定义导热系数≤0.12W/mK的材料为保温材料，其显著特点一般选择金属氧化物、无机物、有机物及其泡沫或纤维结构，换句话说，保温材料中，导热系数的排序为：金属材料≥无机或有机实体物质≥有机、无机物的泡沫或者纤维结构，更进一步说保温材料的一个显著特点就是疏松、多孔的特性。

2.热对流：主要是气体之间的对流传热，温差的存在+可贯通的通道+气体本身的导热系数对会对热对流带来较高的影响，因此为了降低热对流主要措施就是降低或阻挡可贯通的通道+更低导热系数的气体；

a)降低或者阻挡形成可贯通的通道一般采用闭孔泡沫，冷热端无法形成对流，气体在内部无法形成对流传热，比如常用的聚氨酯硬质泡沫其闭孔率能达到90%以上；

b）更低导热系数的气体：如下图所示为常见气体的导热系数，惰性气体的导热系数比其他气体导热系数低很多，因此中空玻璃常用氩气等惰性气体作为中间层，降低漏热；

3.热辐射：热辐射不靠任何介质均可进行传递，比如太空中没有介质仍旧可以进行热量的传递，就是依靠热辐射来完成热量的传递的，但热辐射受材料的形态影响较大，比如材料的多孔或者蓬松或由金属箔的反射，均可大幅度降低热辐射。