隋清羽，王盛群，张 涛，沈 坤，魏 莉

(沈阳理工大学 材料科学与工程学院，沈阳 110159)

气凝胶是一种结构可控、颗粒分散的多孔轻质材料，其孔径大小为1～100nm，骨架颗粒为1～20nm，为多孔结构和连续空间网状结构，内部有大量的空气[1-3]。常温下(20℃)空气的导热系数很低，仅为0.026W/(m·K)[4]，因此决定了气凝胶在常温下具有良好的绝热性能。随着温度的升高，在热传递过程中，热辐射占据越来越多的比重；而对于结构中绝大部分为空气的气凝胶来说，对一定波长范围内的红外辐射表现为全透过。工业上2000K以下，有实际意义的热辐射波长位于0.76～20μm的红外线区段，在此区段内气凝胶不能发挥其优异的绝热作用。

为利用气凝胶的超轻、多孔网状结构具有的绝热性能，在气凝胶材料中加入对红外辐射具有屏蔽性能的物质可以显著提高气凝胶的绝热性能。根据单散射的Mie理论[5]，组成材料的颗粒尺度和入射波长处在同一量级时，会导致入射电磁波产生强烈的散射，从而大幅度地减小电磁波透过率，达到阻隔红外辐射的作用，提高材料的保温隔热效果。因此，在气凝胶中掺杂遮光剂，如TiO2、SiC和ZrO2等[6-9]，可有效提高保温绝热效果。一般假设遮光剂呈球形颗粒状，均匀分散在气凝胶的骨架网格中[10]。

在理论研究方面，已经有一些关于气凝胶遮光剂复合隔热涂料的热辐射机理分析。凌俐等[11]根据气凝胶遮光剂复合材料的微观结构特性，依据多体散射理论计算遮光剂球形颗粒分散体系的红外热透过率，并指出不同的遮光剂材料有不同的最佳制备半径。……