多孔隔热陶瓷的研究进展

杨春艳，卢 淼，刘培生

(北京师范大学核科学与技术学院，射线束技术与材料改性教育部重点实验室，北京 100875)

多孔隔热陶瓷的研究进展

杨春艳，卢 淼，刘培生

(北京师范大学核科学与技术学院，射线束技术与材料改性教育部重点实验室，北京 100875)

多孔隔热陶瓷以低导热率陶瓷为基体，在空腔结构内充满气体形成复合材料，具有良好的隔热效果，作为高温绝热材料广泛应用于建筑、航天、仓储、机械等领域。针对多孔隔热陶瓷的制备方法、隔热机理、研究进展及导热过程的常用分析方法等进行了系统的概述。

多孔陶瓷；有效导热系数；隔热

0 引 言

多孔陶瓷是一种富含气孔的陶瓷基复合材料，除了具有陶瓷材料本身的耐高温、耐腐蚀和不老化等性能外，还具有其它致密材料不具备的优异特性，如轻质、吸声、隔热、吸收能量、高比表面积等。这些性能使得多孔陶瓷可以在过滤净化、催化剂附载、吸声、减震、防火和保温等方面具有良好的应用。就其隔热保温性能而言，由于陶瓷本身的热导率较低，多孔结构内充斥的气体又极大地增强了材料的隔热性能，使得多孔陶瓷可以作为高温绝热材料被应用于建筑、航天、仓储、机械等领域，在各种建筑物、发动机、冰箱、工业窑炉等工程应用极为适用，是重要的保温、隔热、保冷功能材料。因此对多孔隔热材料的研究有着极重要的现实意义。

从20世纪70年代开始，多孔陶瓷的各项性能逐步受到了关注，各个国家相继展开了对多孔材料的研究，1993年，Kia等人[1]首次研究了多孔陶瓷的隔热性能，之后多孔陶瓷作为良好的隔热材料而被人们逐渐的认识和改良。中国对于多孔陶瓷的研究较晚，大概在20世纪末才开始有人对多孔陶瓷进行研究，不过由于国家对多孔陶瓷及节能环保相关产业的重视，经十多年的发展，多孔陶瓷已经成为当前的一大研究热点，开展对隔热型陶瓷的研究具有广泛的前景。本文就隔热多孔陶瓷的制备方法，研究进展，导热过程研究方法进行了系统的概述。

1 多孔隔热陶瓷的制备方法

多孔陶瓷的制备主要可以分为固相法、液相法和气相法三大类，具体包括固相化学反应法、热分解法、高能球磨法、超声空穴法、固态置换法、爆炸法、添加造孔剂法、液热法、溶胶-凝胶法、电解法、热注射法、有机泡沫浸渍法、溶剂蒸发法、羰基法、沉淀法、还原法、水解法、颗粒直接堆积法、化学气相沉积法、冷冻干燥法、等离子气相合成法和油面蒸发法等数十种方法。影响多孔类材料的导热系数的主要因素包括材料的类型、湿度、孔隙率、粒径分布等，采用不同的制备方法获得的多孔陶瓷的性能有很大的差异。具有良好的隔热保温性能的多孔陶瓷一般要求较高的孔隙率、一定的孔隙大小和较低的含水率，因此通常采用以下几种方法制备。

1.1 添加造孔剂法

添加造孔剂法是指在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在坯体中占据一定的空间, 然后通过烧结过程中造孔剂挥发或者烧结后清除，留下气孔而获得多孔陶瓷。这种方法的优势在于可以调整造孔剂尺度、形状和添加比例，借此控制多孔陶瓷的孔隙形状、大小、孔隙率，进而控制多孔陶瓷的导热性能。这种方法获得产品的气孔率一般为50%～70%左右，添加粉末或球形造孔剂可以获得闭孔的多孔陶瓷，这样的陶瓷一般具有较低的导热系数，而添加纤维状造孔剂则可以得到开孔的多孔陶瓷，其隔热性能较弱而力学性能较好。造孔剂法的问题在于混料时造孔剂的密度和粒度通常和陶瓷粉料不一致，使得造孔剂很难均匀的分布在陶瓷基体中，导致获得的多孔陶瓷的孔隙分布不均匀。

1.2 发泡法

发泡法是在陶瓷粉末胚体中添加有机或无机化学物质, 在热处理期间，添加物挥发形成气体，在基质内部产生泡沫, 经干燥和烧成制成多孔陶瓷。发泡工艺更容易控制产品的成分和密度，特别适于生产闭气孔型多孔陶瓷。利用发泡工艺可以得到高孔隙率(40%～90%)、高强度的多孔陶瓷材料, 孔径尺寸一般大于2 mm。其优点是产品的成分纯净，密度极低，孔隙完全封闭，制备效率高，缺点在于对原料化学性能要求高，工艺条件复杂，孔隙结构不易控制，在发泡的过程中容易引起基体的开裂。

1.3 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是通过陶瓷粉末与表面活性剂混合、发泡、胶凝化，再干燥、烧结而成多孔陶瓷的方法。这种方法制备的多孔陶瓷孔隙率高，孔隙尺寸小，能充分发挥隔热功能，细孔结构均质，抗折强度高，易于加工成型。这种多孔陶瓷克服了有机隔热材料耐热性差、污染环境等缺陷，具有不可燃、不吸湿、耐用和隔热效果好的特点，可广泛用于工业窑炉、锅炉、干燥室、建筑隔热等领域。

1.4 冷冻干燥法

冷冻干燥法的原理是将陶瓷料浆在低温低压条件下进行干燥处理，溶剂中的冰在干燥过程中升华排出，坯体中残留的孔隙形成多孔结构，之后进行烧结，便可获得多孔陶瓷。该工艺的特点是坯体收缩小、烧结控制简单、孔结构可设计性强、制品机械强度相对较好。这种工艺还不会污染环境，是一种非常好的环境友好型制作工艺。曹阳贺和军辉[2]以冰为模板，经真空冷冻干燥过程制备了轻质ZrO2多孔材料和水玻璃为粘结剂的超轻多孔ZrO2块材，孔隙率达87%，且机械强度较高，在1300 ℃丁烷气火焰灼烧下表现出较好的隔热耐火性能。

1.5 小 结

孔隙率和孔隙结构是影响多孔陶瓷隔热性能的主要因素，然而随着孔隙率的增加，多孔陶瓷的导热系数和抗压强度会同时降低，要获得和空气的导热系数同一数量级的多孔陶瓷，其抗压强度基本要趋近于为零。上述的各种制备方法都很难同时获得极低的导热系数和较高的抗压强度，这是目前限制多孔隔热陶瓷应用最主要的因素。不同的制备方法获得的多孔陶瓷的孔隙率及孔隙形态是不同的，闭孔型多孔陶瓷具有孔分布无序，孔径不一致等缺点，因此很难建立和实际的导热过程相一致的导热模型，这也给多孔陶瓷的导热过程的理论分析带来了较大的困难。

2 多孔陶瓷类隔热材料的研究进展

隔热材料按照其针对用途区分，可以分为高温隔热和低温隔热两类。高温隔热是为了阻止物体内部的热量向外扩散，提高热能利用率，或者保持物体或容器的温度不降低；低温隔热材料是为了阻止外界的热量传入，从而防止物体内部温度升高。多孔陶瓷具有较高的熔点，通常作为高温隔热材料，如航空发动机隔热涂层，高速飞行器的表面热防护，以及高温炉的热防护等等方面[3]。多孔材料的热传导主要是由固体导热(包扩固体导热和辐射导热)和气体导热(气体热导，气体对流以及辐射)组成，为增加其隔热性能，还可以将内部气孔抽真空，而获得更低的导热率。下面本文将对其中重要的隔热陶瓷类型及其应用领域做简单的介绍。

2.1 纤维多孔陶瓷

陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料，主要化学成分为硅酸铝，结构具有气孔率高，气孔孔径大及比表面积大等特点。陶瓷纤维产品的内部组织结构是一种由陶瓷纤维与空气组成的多孔结构，显微结构特点是固相和气相都以连续相的形式存在，固态物质以纤维状存在，并构成连续相骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大，从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。

陶瓷纤维隔热材料由于具有密度低、热导率低以及热容量高等优点,一直是导弹以及航天飞行器热防护系统隔热的首选材料，例如高速飞行航天器外表面隔热用的隔热瓦便是其中一种。

隔热瓦通常是中空陶瓷纤维制成的隔热材料或者是多层隔热材料，纤维呈管状结构散乱分布在基体中，在隔热过程中可以促使热能无序流动从而达到较好的隔热效果，同时还能具有较高的力学性能[4]。Zhao[5]等人通过分析高温纤维隔热材料在不同温度和不同的压强下的导热系数，发现高温纤维隔热材料在低温(300 k)低压(10-3Pa)条件下导热系数最低，约为0.01 W·m-1·K-1；随着温度和压强的增大，材料的导热系数呈非线性增长，在800 K和105 Pa的条件下，其导热系数已经增长到 0.08 W·m-1·K-1。我国山东工业陶瓷研究设计院栾强[6]等通过溶胶-凝胶法制得常温下的导热系数0.135 W·m-1·K-1的石英纤维增强石英基陶瓷隔热材料。此类材料具有高强度、耐热性能好，制造工艺简单，成本低，周期短，可重复操作性强等特点。

2.2 大颗粒烧结陶瓷

随着现代工业的发展，陶瓷产业和冶金产业产生的矿渣和陶瓷废料越来越多，夏海斌等[7]以抛光废渣、高温砂、低温沙、粘土为原料制备了具有保温隔热功能的环保型多孔陶瓷材料，实现了真正意义上的变废为宝。这种方法制备出来的多孔陶瓷，其隔热性能及强度不如其它的陶瓷，但是其工艺简单，原料丰富且价格低廉，还能将一些工业废料进行环境友好的处理。

由于天然资源的快速消耗，人们也在努力的把废弃物转化的原料应用到工业生产中，比如利用石英沙等制备非粘土空心砖，既可以达到节约原料的目的，又可以节能减排。目前欧美70～80%的墙体的材料都变成了多孔砖[8]，应用多孔隔热材料可以使房屋达到冬暖夏凉的效果，在很大的程度上可以减少暖气和空调等电器的使用，间接地节约了能源。

2.3 多孔热障陶瓷涂层

热障陶瓷涂层是当下用于飞机发动的最有效的隔热材料，技术最成熟的是氧化钇稳定氧化锆涂层(PYSZ)TBCs，热障涂层已经广泛应用于航天器和涡轮的热端部件，通过降低金属基体的温度来保护热端部件。为了进一步的提高热障涂层的隔热性能，人们又通过把热障涂层制备成多孔形态。Jang和Matsuban[9]研究了温度以及孔隙率对导热系数的影响，确认引入孔隙能够提高热障涂层的隔热性能。

2.4 复合隔热陶瓷

多孔陶瓷隔热材料主要用于高温隔热场合，但隔热效果由于受到生产工艺的限制还难以进一步的提高，很难同时满足各项要求，因此研究者通过制备陶瓷基复合材料来弥补这些不足，如陶瓷气凝胶高效隔热复合材料，高温多层隔热陶瓷复合材料等。

陶瓷气凝胶高效隔热复合材料是在气凝胶中适当的添加陶瓷纤维形成的复合材料。气凝胶是一种以纳米量级胶体粒子相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。气凝胶是目前隔热效果最好的隔热材料，但是它还存在以下两个缺点：其一，纳米SiO2气凝胶对波长在3～8 mm的红外辐射是透明的，对热辐射的阻碍能力差，高温隔热性能还有待提高。李淑静[10]等在SiO2气凝胶中掺杂TiO2，降低SiO2的透光性，从而进一步降低了材料的导热率。其二，气凝胶的力学性能差，限制了它作为块体材料的应用。通过在气凝胶中添加陶瓷纤维，增强气凝胶的力学性能，同时提高气凝胶复合材料的成型性。纤维本身也同样具有较好的遮挡红外辐射效果和较高的使用温度，但纤维本身热导率相对较高，因此纤维的含量不能太高。Deng等[11]添加10wt.%短切陶瓷纤维，得到的SiO2气凝胶复合材料弯曲强度为0.128 MPa，是纯气凝胶弯曲强度(0.0l8 MPa)的7倍。美国NASAAmes研究中心为航天飞机开发的硅酸铝纤维增强SiO2气凝胶隔热瓦，以硅酸铝纤维预制件为骨架，纳米孔结构的气凝胶填充于耐火纤维骨架之间的孔隙，其隔热效果比传统耐火纤维制品更好，热导率更低。

高温的夹层多孔陶瓷材料组合而成，金属隔热材料一般以层状形式存在。在高温下热辐射是传热的主要的方式，因此采用若干层具有较高反射率的热不透明金属箔作为隔热屏，以高温无机纤维纸作为间隔物，交替叠铺而成复合隔热材料，金属箔反射热辐射，间隔物用以阻滞热传导，从而降低陶瓷纤维隔热材料高温辐射传热，提高隔热效果。这种多层复合隔热陶瓷材料是一种极为有效的高温隔热材料,可用作载人飞船座舱的隔热,并在长征系列运载火箭和远程导弹的局部区域得到了应用。

2.5 小 结

不同形态，不同的制备工艺的多孔陶瓷和多孔陶瓷复合材料从消除对流导热，降低辐射导热，选用导热系数低的原材料三方面着手，可以极大的降低多孔隔热陶瓷材料的有效导热系数，使多孔陶瓷具有热传导率低、抗热震性能优良等特性，是一种理想的隔热耐热材料。使用温度高达1600 ℃的传统窑炉和高温电炉的内衬就多为多孔陶瓷。多孔隔热陶瓷在建筑、航天、仓储、机械等各个领域具有广泛的应用，获得耐受温度更高，隔热性能更好的多孔隔热陶瓷仍然是广大学者的重要研究课题。

3 多孔陶瓷的导热机理

热量在介质中传导的方式主要有三种：热传导、热对流、热辐射。热传导是指由于物体与热源直接接触而发生的传导热量的现象，是通过物质本身的微观粒子的热运动来进行的，在固体、液体、气体中都能发生。导电性的固体介质中，热传导依靠自由电子的运动进行导热，所以导热率相对较高；非导电性的固体和液体的导热主要是依靠分子、原子在平衡位置的振动进行的，所以导热系数较低；而气体则是依靠分子的热运动而进行热传导，其导热系数最低。多孔陶瓷可看作是陶瓷和空气或其它的气相的复合材料，通过等效导热系数理论，可以用气相的导热系数与固相的导热系数计算得到多孔陶瓷的导热系数。热对流是指热量通过流动介质，由空间的一处传播到另一处的现象，一般只发生流体材料之中。热辐射传热主要是通过一个物体辐射出的电磁波被另一个物体吸收、反射或透过而传导热量，也称为辐射导热。大量的实验表明，在孔径较小(孔隙当量直径＜5 mm)的多孔介质中，其孔隙中的热对流可以忽略不计。而辐射换热只有在固体颗粒间的温度差较大，孔隙内为真空或者是气体的情况下才有明显的作用。因此多孔材料的导热系数随着温度的升高呈线性增长。

由于多孔隔热材料大多是由固相和气相(气孔)构成的，其导热机理比单一相材料的机理更加复杂一些。在热传递过程中，热量从物体高温部分传向低温部分时主要是有两条传递的路径：固相传递和气相传递。在固相传递方面，热量传递过程中，能量碰到气孔后，依然通过固体传递，但其传热方向发生了变化，能量顺着固相绕过气孔继续传递，而使其总的传递路线变长，从而使热量的传递速度减缓。而在气相传递方面，气体的导热系数较固相的低很多，所以热量通过气孔的阻力较大，这样就减缓了热量的传递速度，是多孔隔热材料达到隔热效果的真正原因所在。辐射传热在多孔介质的温度不高时可以忽略，只有在高温下，其辐射换热对导热的影响不可忽略。如在Zhao[7]等人研究高温纤维隔热材料的隔热性能时发现，在高温低压的条件下，气体的对流导热作用可以忽略不计，纤维隔热材料的辐射部分的相对导热系数占总的导热系数的70～80%，而在高温高压的条件下，气体导热不可忽略，因此在高温高压下，纤维材料中的导热由热辐射和气体导热作用占主体地位。

隔热材料的导热系数不是独立存在的，而是表征材料的热输运特性的物理量，即在能量的传递的过程中才能显示，受到各种条件的影响。它与材料的密度，含水率，气孔率，闭孔率、孔径等参数有着密切的联系。许多研究发现，绝热材料中，气孔率高、气孔不连续、孔径小、闭孔率高其导热率低[12]。密度越小、气孔率越高的材料，其导热系数越低，但也不是密度越低越好，这往往要经过综合的评定。多孔陶瓷材料具有良好的绝热效果，主要是因为其结构中含有大量的闭孔气泡，在这样的微小孔径内，对流的影响很小，因此隔热性能比一般的材料好很多；而中空纤维制成的隔热材料具有小的导热系数的主要原因是中空的纤维的无序状态，增加了热量传递的路程，间接降低了该材料的导热系数[6]。

4 陶瓷隔热材料导热过程的研究方法概述

对多孔介质中的导热过程的研究方法，通常包含三种[3]：⑴模型法：按照所讨论现象的实际的情况，提出物理模型或假设；再根据能量守恒及本构定律列出数学模型或基本方程以及边界值条件，以组成适当的定解问题，然后通过解析法或数值法求解。⑵有效导热系数法：由于多孔介质中的传热过程往往包含多种的热传导模式，想要对各种模式逐一具体分析的难度较大，因此，工程上只考虑主要的传导模式而忽略次要模式，对传热模式进行分析与计算，但计算结果往往和实际情况偏差很大，所以人们将其它的传导模式的影响转变成有效导热系数来纠正偏差。现在常用有效导热系数法来确定多孔介质的传热过程，把辐射换热的导热分析转换为有效导热系数，拟合结果证明此类方法已经获得了较大的成功。⑶经验或半经验法：这种方法多用于多孔介质中的对流换热过程的分析与计算。

4.1 物理模型和数学模拟

计算隔热材料导热过程的物理模型，是指对要求解的物理问题提出合理的假设，使问题简化以便进行数学描述和求解。根据具体的实际导热问题及条件采用不同的物理模型，再根据模型对其可能包含的导热过程进行分析和计算。根据动量、能量、质量守恒以及边界条件，最终求解得到材料的导热系数，因实验结果和理论数值有较大偏差，因此理论数值需要通过实验检验，引入修正因子对物理模型中的表达式进行修正，使理论结果与实际结果吻合。同时采用物理模型计算法及实验表征法对隔热材料的隔热性能进行分析讨论，理论分析可以解释材料的导热过程和导热机理，而实验结果对检验理论的正确性进行检验。如Baillis等[13]就同时通过理论计算和实验表征对材料中的辐射导热机理与过程进行了分析计算，并通过实验修正了辐射导热系数在分散介质中的数值。

数值模拟技术是随着计算机技术的高速发展而发展起来的一种分析材料导热过程的方法，也称为计算机模拟，它通过电子计算机以数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题进行研究的目的。在计算机上实现一个特定的计算，分析人员能够跳出数学方程的圈子来对待物理现象的发生，就像做一次物理实验。数学模拟广泛地应用在物理、生物、化学等科学研究中，是一种非常有用的理论分析方法，其本质上和物理模型法是一样的，只不过后者是直接对某些物理现象进行建模，通过计算机来帮助计算和分析，得到理论的结果。数值模拟法被广泛应用于多孔陶瓷导热系数的计算中，如郑庆雄等[14]通过数学模拟的方法，近似计算了多孔陶瓷导热系数，实验结果和测试结果基本一致。

有限元法(Finite Element Method)近年来在多孔材料导热研究中被频繁应用，这种方法是把一个物体或系统分解为由多个相互联结而又各自独立的点，然后将其组成的几何模型，然后进行计算，这些独立点的数量有限，因此被称为有限元。由物理模型推导出每个点的平衡方程式，进而产生方程组，用线性代数的方法来求解得到结果。1995年荷兰科学家Bakker[15]通过有限元法计算了材料的孔隙及杂质对材料的导热率的影响。之后袁义云等[16]通过有限元法计算多孔陶瓷的热学性能，实验结果与理论计算相吻合, 有力证明了有限元计算结果的正确性。

4.2 有效导热系数法

模型法通常要求严格的数学与物理模型的设定与求解方法，对于结构稍微复杂的多孔介质通常很难求解得到精确的结果。有效导热系数法却有其独特的优势，它是在多孔介质的传热机理进行分析的基础上，以宏观方法加以归纳，将多孔介质的传热问题转换成与一般固体材料相关的导热问题，它是一种把理论与实际结合的方法[17,18]。有效导热系数法是用一般固体的导热微分方程描述实际的问题，但是其到热系数折算为有效导热系数Ke，通常可表示为

下角标s，L，g，cv，fm，rd分别表示固相、液相、气相、以及对流、流体质量的迁移及辐射所折算的导热系数。已有的实际结果分析可知，在孔径当量小于8 mm时，多孔介质内的热传导主要是前三项决定的，后三项对导热的贡献接近零[3]。想要获得低的导热系数，一般要尽量减少液相的存在，在忽略液体存在的条件下导热系数只剩下KS和Kg两项，这样对导热问题的研究就简易了很多。

在具体的研究工作中，不同结构和不同材料的多孔介质往往会采用不同模型进行分析，但是这些模型的选取都要满足两个最基本的条件：理论分析结果要尽量与实际导热过程一致；在满足获得较为准确的结果的前提下尽量简化模型进行计算。许多的科学家根据其研究对象的不同提出了很多模型。最简单的一种模型就是串并联模型，该模型把研究导电的方法应用到研究导热的过程中来，以导热系数的倒数来表征材料对热量的阻碍作用称为热阻，把导热过程分为了串联与并联的两种模式[19]。

串并联模式非常简单易懂，但是实际情况下符合的很少，因为这种简单的模型往往忽略了在实际情况中次要的、但又不能完全抹杀的影响因素，比如固相中存在的接触热阻，气相联通时的气体对流，高温下热辐射等等。很多学者在此基础上对其进行了修正和改进，但串并联模式作为一种导热模型，对于我们理解导热过程仍是非常有帮助的。对于我们所要研究的多孔闭孔陶瓷隔热材料而言，陶瓷孔可以看作是球形气泡在陶瓷基体里，这种结构是各项同性的，没有上述的方向上的区别，可以把其中的一种作为其导热过程的基础认识。

美国学者Mandelbrot于1975年提出了分形理论后，人们又通过分形理论进一步论证了在一定的条件下，大块多孔材料的导热模型可以转换成热阻网格，其计算结果在满足体孔隙率等于面孔隙率的条件下，有效导热系数的表达式与测试结果完全相同，这也进一步论证了串并联模型的适用性。李守巨等采用有限元方法模拟了多孔材料的导热系数与孔隙率和分形维数之间的非线性关系，结果表明多孔材料串并联模型的等效导热系数随着孔隙的增加而线性减小。在孔隙率为常数的条件下，串并联模型的等效导热系数随着模型比例因子增大而呈指数上升，随着孔隙分形维数的增加而减小，随着固体颗粒分形维数的增加而增大[20]。有非常多的学者对多孔介质的导热研究都是基于该种简单的方法之上的，如J.Z. Liang等[21]以串并联热阻模型为基础，分析了无机中空球中充满聚合物的复合材料的导热过程，获得的有效导热系数和通过有限元法数值仿真法获得的导热系数非常的相似。

5 展望

多孔陶瓷具有优异的隔热性能，较高的温度承受能力，因此用作隔热材料有良好的发展前景。研究学者们已经在这一领域投注了大量研究，也取得了很多的研究成果，部分的成果已经较为成熟，在生产实践中已经在逐步投入使用。但目前对材料的各种导热过程的机理、控制条件并没有完全掌握，对多孔陶瓷隔热性能的控制因素也还不能够彻底掌控，因此制约了多孔陶瓷更广泛的应用。未来我们应该更进一步探索多孔材料的导热机理，将多孔材料的制备工业化、产业化才是多孔陶瓷的发展方向。

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The Research Progress of Porous Heat-Resistant Ceramic

YANG Chunyan, LU Miao, LIU Peisheng
(Key Laboratory of Beam Technology and Material Modifcation of Ministry of Education, College of Nuclear Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)

Porous ceramic materials achieve heat insulation by the low thermal conductivity of gases in the closed pores within the ceramic matrix and the ceramic materials’ own low thermal conductivity. They have been widely used in many felds, such as construction, aerospace, and warehousing, machinery. This paper introduced the manufacture methods, insulation mechanism, research situation and the methods of studying the conductive process of porous insulating ceramics.

porous ceramics; effectively thermal conductivity coeffcient; heat insulation

TQ174.75

A

1000-2278(2014)02-0132-07

2014-02-03

2014-02-12

北京市凝聚态物理重点学科共建项目(编号：XK100270454)；北师大测试基金(编号：C13)。

卢 淼(1980-)，男，博士研究生。

Received date: 2014-02-03 Revised date:2014-02-12

Correspondent author:LU Miao (1980-), male, Ph. D. Candidate.

E-mail:1781774022@qq.com