隔熱材料（thermal insulation material），能阻滯熱流傳遞的材料，又稱(chēng)熱絕緣材料。傳統(tǒng)絕熱材料，如玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽等，新型絕熱材料，如氣凝膠氈、真空板等。
簡(jiǎn)介
隔熱材料分為多孔材料,熱反射材料和真空材料三類(lèi)。前者利用材料本身所含的孔隙隔熱，因?yàn)榭障秲?nèi)的空氣或惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很低，如泡沫材料、纖維材料等；熱反射材料具有很高的反射系數(shù)，能將熱量反射出去，如金、銀、鎳、鋁箔或鍍金屬的聚酯、聚酰亞胺薄膜等。真空絕熱材料是利用材料的內(nèi)部真空達(dá)到阻隔對(duì)流來(lái)隔熱。航空航天工業(yè)對(duì)所用隔熱材料的重量和體積要求較為苛刻，往往還要求它兼有隔音、減振、防腐蝕等性能。各種飛行器對(duì)隔熱材料的需要不盡相同。飛機(jī)座艙和駕駛艙內(nèi)常用泡沫塑料、超細(xì)玻璃棉、高硅氧棉、真空隔熱板來(lái)隔熱。
導(dǎo)彈頭部用的隔熱材料早期是酚醛泡沫塑料，隨著耐溫性好的聚氨酯泡沫塑料的應(yīng)用，又將單一的隔熱材料發(fā)展為夾層結(jié)構(gòu)。導(dǎo)彈儀器艙的隔熱方式是在艙體外蒙皮上涂一層數(shù)毫米厚的發(fā)泡涂料，在常溫下作為防腐蝕涂層，當(dāng)氣動(dòng)加熱達(dá)到200°C以上時(shí)，便均勻發(fā)泡而起隔熱作用。人造地球衛(wèi)星是在高溫、低溫交變的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，須使用高反射性能的多層隔熱材料，一般是由幾十層鍍鋁薄膜、鍍鋁聚酯薄膜、鍍鋁聚酰亞胺薄膜組成。另外，表面隔熱瓦的研制成功解決了航天飛機(jī)的隔熱問(wèn)題，同時(shí)也標(biāo)志著隔熱材料發(fā)展的更高水平。
氣凝膠氈是新型的隔熱材料，其為納米級(jí)孔徑的多孔材料，多用于管道保溫、設(shè)備保溫等，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)常溫為0.018W/(K·m)，低溫下可至0.009W/(K·m)。
真空隔熱板是最新的隔熱材料，在國(guó)外大受推廣，多用于家電行業(yè)等，這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)極低僅為0.004.所以在保溫節(jié)能上面效果突出。目前國(guó)內(nèi)的冰箱冷藏集裝箱已經(jīng)完全使用這種材料
納基隔熱軟氈是一種隔熱性能極強(qiáng)的軟質(zhì)工業(yè)隔熱材料。
原理
熱傳遞在建筑物熱量交換中表現(xiàn)為三種方式：傳導(dǎo)熱+對(duì)流熱<25%，輻射熱>75%。
夏天瓦屋面溫度升高后，大量輻射熱進(jìn)入室內(nèi)導(dǎo)致溫度持續(xù)上升，工作與生活環(huán)境極不舒服。
Dike鋁箔卷材的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)（法向全輻射放射率）0.07，放射熱量很少。被廣泛應(yīng)用于屋面與墻體的隔熱保溫。
熱能傳播路線(xiàn)（不加隔熱膜）：太陽(yáng)——紅外線(xiàn)磁波——熱能撞擊瓦片使溫度升高——瓦片成為熱源放射出熱能——熱能撞擊現(xiàn)澆屋面使溫度升高——現(xiàn)澆屋面成為熱源放射出熱能——室內(nèi)環(huán)境溫度持續(xù)升高
熱能傳播路線(xiàn)（加隔熱膜）：太陽(yáng)——紅外線(xiàn)磁波——熱能撞擊瓦片使溫度升高——瓦片成為熱源放射出熱能——熱能撞擊鋁箔使表面溫度升高——鋁箔放射率極低，放射少量熱能——室內(nèi)保持舒適的環(huán)境溫度。
影響因素
材料類(lèi)型
隔熱材料（絕熱材料）類(lèi)型不同，導(dǎo)熱系數(shù)不同。隔熱材料的物質(zhì)構(gòu)成不同，其物理熱性能也就不同；隔熱機(jī)理存有區(qū)別，其導(dǎo)熱性能或?qū)嵯禂?shù)也就各有差異。
即使對(duì)于同一物質(zhì)構(gòu)成的隔熱材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，或生產(chǎn)的控制工藝不同，導(dǎo)熱系數(shù)的差別有時(shí)也很大。對(duì)于孔隙率較低的固體隔熱材料，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)最大，微晶體結(jié)構(gòu)的次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對(duì)于孔隙率高的隔熱材料，由于氣體(空氣)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響起主要作用，固體部分無(wú)論是晶態(tài)結(jié)構(gòu)還是玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響都不大。
工作溫度
溫度對(duì)各類(lèi)絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)均有直接影響，溫度提高，材料導(dǎo)熱系數(shù)上升。因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，材料固體分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響，在溫度為0-50℃范圍內(nèi)并不顯著，只有對(duì)處于高溫或負(fù)溫下的材料，才要考慮溫度的影響。
含濕比率
絕大多數(shù)的保溫絕熱材料都具有多孔結(jié)構(gòu)，容易吸濕。材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)增大。當(dāng)含濕率大于5%-10%時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)的增大在多孔材料中表現(xiàn)得最為明顯。
這是由于當(dāng)材料的孔隙中有了水分(包括水蒸氣)后，孔隙中蒸汽的擴(kuò)散和水分子的運(yùn)動(dòng)將起主要傳熱作用，而水的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)大20倍左右，故引起其有效導(dǎo)熱系數(shù)的明顯升高。如果孔隙中的水結(jié)成了冰，冰的導(dǎo)熱系數(shù)更大，其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大。所以，非憎水型隔熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。
孔隙特征
在孔隙率相同的條件下，孔隙尺寸越大，導(dǎo)熱系數(shù)越大；互相連通型的孔隙比封閉型孔隙的導(dǎo)熱系數(shù)高，封閉孔隙率越高，則導(dǎo)熱系數(shù)越低。
容重大小
容重(或比重、密度)是材料氣孔率的直接反映，由于氣相的導(dǎo)熱系數(shù)通常均小于固相導(dǎo)熱系數(shù)，所以保溫隔熱材料往往都具有很高的氣孔率，也即具有較小的容重。一般情況下，增大氣孔率或減少容重都將導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)的下降。
但對(duì)于表觀(guān)密度很小的材料，特別是纖維狀材料，當(dāng)其表觀(guān)密度低于某一極限值時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)增大，這是由于孔隙率增大時(shí)互相連通的孔隙大大增多，從而使對(duì)流作用得以加強(qiáng)。因此這類(lèi)材料存在一個(gè)最佳表觀(guān)密度，即在這個(gè)表觀(guān)密度時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。
材料粒度
常溫時(shí)，松散顆粒型材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著材料粒度的減小而降低。粒度大時(shí)，顆粒之間的空隙尺寸增大，其間空氣的導(dǎo)熱系數(shù)必然增大。此外，粒度越小，其導(dǎo)熱系數(shù)受溫度變化的影響越小。
熱流方向
導(dǎo)熱系數(shù)與熱流方向的關(guān)系，僅僅存在于各向異性的材料中，即在各個(gè)方向上構(gòu)造不同的材料中。
纖維質(zhì)材料從排列狀態(tài)看，分為方向與熱流向垂直和纖維方向與熱流向平行兩種情況。傳熱方向和纖維方向垂直時(shí)的絕熱性能比傳熱方向和纖維方向平行時(shí)要好一些。一般情況下纖維保溫材料的纖維排列是后者或接近后者，同樣密度條件下，其導(dǎo)熱系數(shù)要比其它形態(tài)的多孔質(zhì)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)小得多。
對(duì)于各向異性的材料(如木材等)，當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí)，受到阻力較?。欢怪庇诶w維方向時(shí)，受到的阻力較大。以松木為例，當(dāng)熱流垂直于木紋時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.17w/(m·K)，平行于木紋時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.35W/(m·K)。
氣孔質(zhì)材料分為氣泡類(lèi)固體材料和粒子相互輕微接觸類(lèi)固體材料兩種。具有大量或無(wú)數(shù)多開(kāi)口氣孔的隔熱材料，由于氣孔連通方向更接近于與傳熱方向平行，因而比具有大量封閉氣孔材料的絕熱性能要差一些。
填充氣體
隔熱材料中，大部分熱量是從孔隙中的氣體傳導(dǎo)的。因此，隔熱材料的熱導(dǎo)率在很大程度上決定于填充氣體的種類(lèi)。低溫工程中如果填充氦氣或氫氣，可作為一級(jí)近似，認(rèn)為隔熱材料的熱導(dǎo)率與這些氣體的熱導(dǎo)率相當(dāng)，因?yàn)楹夂蜌錃獾臒釋?dǎo)率都比較大。
比熱容
熱導(dǎo)率=熱擴(kuò)散系數(shù)×比熱×密度。在熱擴(kuò)散系數(shù)和密度條件相同的情況下，比熱越大，導(dǎo)熱系數(shù)越高。
隔熱材料的比熱對(duì)于計(jì)算絕熱結(jié)構(gòu)在冷卻與加熱時(shí)所需要冷量(或熱量)有關(guān)。在低溫下，所有固體的比熱變化都很大。在常溫常壓下，空氣的質(zhì)量不超過(guò)隔熱材料的5%，但隨著溫度的下降，氣體所占的比重越來(lái)越大。因此，在計(jì)算常壓下工作的隔熱材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮這一因素。
對(duì)于常用隔熱材料而言，上述各項(xiàng)因素中以表觀(guān)密度和濕度的影響最大。因而在測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，必須同時(shí)測(cè)定材料的表觀(guān)密度。至于濕度，對(duì)于多數(shù)隔熱材料可取空氣相對(duì)濕度為80%一85%時(shí)材料的平衡濕度作為參考狀態(tài)，應(yīng)盡可能在這種濕度條件下測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
真空
熱傳導(dǎo)的方式有三種：對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射。其中對(duì)流方式導(dǎo)熱為最重要的。通過(guò)真空阻絕了對(duì)流導(dǎo)熱系數(shù)就大大的降低了，原理就像是熱水瓶一樣。而作為骨架的填充材料可能會(huì)通過(guò)傳導(dǎo)方式導(dǎo)熱，所以采用導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃纖維做骨架。外表加上鋁膜包裝袋對(duì)輻射進(jìn)行阻隔。所以這種材料是導(dǎo)熱系數(shù)最小的。
代表材料
鋁箔隔熱卷材概念
Dike鋁箔隔熱卷材，又稱(chēng)阻隔膜、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼面+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬涂膜通過(guò)熱熔膠層壓而成，鋁箔卷材具有隔熱保溫、防水、防潮等功能。鋁箔隔熱卷材的日照吸收率（太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)）極低(0.07)，具有卓越的隔熱保溫性能，可以反射掉93%以上的輻射熱，被廣泛應(yīng)用于建筑屋面與外墻隔熱保溫。
導(dǎo)熱系數(shù)較低的幾種隔熱材料（按厚度劃分）
- 保溫隔熱紙：FiberGC-10~50系列隔熱紙導(dǎo)熱系數(shù)0.027瓦米開(kāi)，厚度0.4~5mm，白色，紙狀，具有超薄的優(yōu)勢(shì)，常用于IT類(lèi)小型電子產(chǎn)品以及家電領(lǐng)域，極少用于建筑類(lèi)的保溫隔熱；
- 玻璃纖維棉板/氈：導(dǎo)熱系數(shù)0.035瓦米開(kāi)，厚度3mm~5mm，白色，分硬板和軟氈狀，玻璃纖維結(jié)構(gòu)，用于家電產(chǎn)品、管道等；
- 聚氨酯發(fā)泡板（PU/PIR）：導(dǎo)熱系數(shù)0.02~0.035瓦米開(kāi)，多色，硬質(zhì)、脆性，厚度10mm~200mm；
- 離心剝離纖維棉/巖棉：導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.038瓦米開(kāi)，厚度30~200mm，黃色，用于建筑行業(yè)，機(jī)房、庫(kù)房等；
- 微納隔熱板：導(dǎo)熱系數(shù)0.02瓦米開(kāi)，耐溫較高，多用于高溫環(huán)境；
- 氣凝膠氈：常溫下導(dǎo)熱系數(shù)0.018W/(K·m)，厚度2mm~10mm，白色或藍(lán)色，柔性氈，可根據(jù)要求定制成硬性板狀材料，適用于設(shè)備、管道保溫。
可任意造型的隔熱材料
RFC異形隔熱件。
新型高效干燥技術(shù)
隔熱材料因?yàn)槠錈醾鲗?dǎo)性能差，采取傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥其耗時(shí)很長(zhǎng)，并且能耗過(guò)大，干燥均勻性較差，而采取微波干燥技術(shù)則繞開(kāi)了其傳熱性能差的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率，符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)高效節(jié)能環(huán)保的要求，解決了傳統(tǒng)隔熱材料烘干技術(shù)用時(shí)長(zhǎng)，資金周轉(zhuǎn)較慢，且干燥不均勻的問(wèn)題，具體特點(diǎn)有：
- 干燥過(guò)程快捷迅速，幾分鐘完成深度干燥，可使最終含水量達(dá)到千分之一以上；
- 干燥均勻，產(chǎn)品干燥品質(zhì)好；
- 高效節(jié)能，安全環(huán)保；
- 熱慣性小，加熱的即時(shí)性易于控制。
