低温绝热材料通常可以分为普通绝热材料和多层绝热材料两大类。普通绝热材料用于普通堆积绝热和真空粉末绝热；多层绝热材料则用于组成真空多层绝热。
1.普通绝热材料
普通绝热材料可分为纤维型、粉末型和泡沫型三种[8]。表6-11列出常用绝热材料的分类。用于低温绝热的绝热材料应具有热导率小、密度小、孔隙率大、吸湿性能差、机械强度大、热膨胀率小、不氧化、不燃烧、化学性质稳定，以及来源广泛、加工容易和成本低廉等优点。
表6-11 常用绝热材料的分类
热导率是衡量绝热材料性能优劣的主要指标。绝热材料的热导率的大小受着诸多因素的影响，例如：材料的堆密度、含湿率、气孔率、填充气体和温度等。通常采用有效热导率或平均有效热导率。表6-12列出一些绝热材料在氮气氛中的平均热导率。
（1）纤维状绝热材料 在低温中常用的纤维状绝热材料，主要有玻璃棉、矿渣棉、岩棉、陶瓷纤维等及它们的制品。
表6-12 一些绝热材料在氮气氛中的平均有效热导率（温度范围298～77K）
1）玻璃棉。玻璃棉是一种棉状的玻璃短纤维，纤维直径在1～10μm之间，纤维长度在300mm以下。按纤维直径的粗细，分为1号玻璃棉（ϕ≤5μm），2号玻璃棉（ϕ≤8μm），3号玻璃棉（ϕ≤13μm）。通常所说的超细玻璃棉，是指直径小于5μm的1号玻璃棉，它是用火焰喷吹法生产的。离心玻璃棉的直径在6～8μm，是用离心喷吹法生产的。火焰法生产玻璃棉是20世纪40年代美国欧文斯——科宁公司研制的。离心法生产玻璃棉是20世纪50年代法国圣哥本公司研制的。玻璃棉是一种优良的保温材料，在国外大部分用在建筑物的保温结构上。
玻璃棉及其制品的性能主要包括热导率、吸湿率、化学稳定性、可燃性、回弹性能，以及抗原子辐射性能等。
热导率低是玻璃棉保温性能好的最大特点[10]。玻璃棉的热导率取决于其密度、温度和纤维的直径。通常玻璃棉的密度在10～120kg/m3之间。图6-9示出玻璃纤维热导率与密度的关系。由图可见，它和一般的保温材料不同，低密度制品的热导率反而高；随着密度的提高，热导率下降；当密度达到50kg/m3时，趋于稳定，但当密度超过120kg/m3时，热导率又有增加的趋势，所以一般玻璃纤维制品的密度不超过此值。纤维直径对其热导率有较大的影响，图6-10示出纤维直径和热导率的关系。由图可以看出，纤维越细，热导率就越小。
图6-9 玻璃纤维热导率与密度的关系
玻璃纤维及其制品的吸湿率很小（小于1%）；化学性能稳定、不老化、不霉变、不产生有害气体；属于不燃材料，而且回弹性好。
低温下玻璃纤维的强度比常温下高。试验指出，-150℃下的耐压强度为常温下的1.2～1.9倍；在液氮温度下的抗拉强度为常温的2倍。玻璃纤维的热导率随着温度的降低而下降。玻璃纤维在液氮中不会失去柔性，是一种优良的绝热材料，获得了广泛的应用。表6-13列出玻璃棉及其制品的技术特性。
2）矿渣棉。矿渣棉也叫矿棉，是最廉价和易获得的材料之一。矿棉由玻璃状纤维组成，纤维是从矿石（花岗岩、粘土、白云石和石英）的熔炼中，或从冶金炉的炉渣中获得的。矿棉的纤维直径为6～8μm，长度为3～20mm。矿棉的热导率与纤维直径、渣球含量、填充密度有关。矿棉是无机物，不燃烧，但通常含有1%（质量分数）的油，在氧中会燃烧。因此，对于储氧设备，应采用无油矿棉进行绝热。矿棉在放置日久时，会产生沉陷；施工运输时粉尘大，对人的皮肤和呼吸器官有刺激作用。矿棉可与不同的粘结剂制成板或管壳等制品。表6-14列出矿棉及其制品的技术性能。
图6-10 玻璃制品的热导率与纤维直径的关系
（平均温度240℃，密度0.016g/cm3）
表6-13 玻璃棉及其制品的技术特性
表6-14 矿棉及其制品的技术性能
3）岩棉。岩棉是一种新型绝热材料，它是用岩石做成的棉状物。制取岩棉的主要原料有玄武岩、白云石和矿渣。这些原料按一定的比例，经冲天炉熔制、成棉、集棉、固化成型及产品精加工等主要工序，制成各种岩棉制品[11]。它具有密度小、纤维直径细、渣球含量少；岩棉还具有憎水率高、吸湿率低、不燃、使用温度高、施工方便、投资低、收效快等优点。表6-15列出岩棉及其制品的技术性能。
4）陶瓷纤维。陶瓷纤维作为绝热节能材料在西方国家得到了广泛而又深入的开发利用。陶瓷纤维可制成纤维毡、纤维板、纤维毯、纤维折叠块、组块以及纤维纸。由于陶瓷纤维及其制品具有优良的低导热性、耐腐蚀性以及高抗拉强度等性能，因而是良好的隔热材料。
表6-15 岩棉及其制品的技术性能
（2）粉末状绝热材料 这是一种多孔介质材料，可以直接用作绝热空间的填充材料，也可以加工成各种制品。粉末状绝热材料包括常用的膨胀珠光砂、膨胀蛭石，气凝胶等材料及其制品。
1）膨胀珠光砂。膨胀珠光砂又叫膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩及其制品[13]在我国是最早开发的、具有较大应用范围的保温材料。由于其原材料来源广泛、加工技术简单、成本低廉，几十年来其用量一直处于增长势头。膨胀珍珠岩是一种以SiO2和Al2O3为主要成分的酸性玻璃质颗粒，其化学成分见表6-16。可将火山喷射出口的熔岩粉碎，在炉中焙烧加压后膨胀制成。由于火山岩（珍珠岩）中含有一定量的结晶水（质量分数为2%～5%）。经过快速加热后（700～1000℃）结晶水迅速汽化，颗粒的体积迅速膨胀4～20倍，成为轻质白色的粉末，其颗粒大小约为0.3～0.6mm。膨胀珍珠岩的密度变化范围较大，通常为70～350kg/m3，安全使用温度达800℃，不腐蚀、不燃烧、隔声效果好、化学稳定性能高，是一种很有应用价值的轻质、高效的保温材料。其最大缺点是吸水率高，使用过程中有沉积压实现象，长期使用后性能下降。目前国产的真空粉末型低温液体储运设备，大多采用膨胀珍珠岩作绝热材料。用于低温设备的膨胀珍珠岩，含水率均有严格的要求，具体要求见表6-17。
表6-16 低温设备用膨胀珍珠岩的化学成分（质量分数） （%）
表6-17 低温设备用膨胀珍珠岩的技术要求
（续）
注：松散密度、振实密度和粒度性能指标均为最大值。
膨胀珍珠岩可与水泥、水玻璃、沥青等配制成各种硬质定性绝热材料。水泥珍珠岩制品适用于热力设备和管道的绝热。水玻璃珍珠岩制品只适用于不受水或潮湿侵蚀的设备和管道保温。沥青珍珠岩制品适用于屋顶建筑、低温设备及管道、冷库和地下工程。表6-18列出膨胀珍珠岩制品的主要性能。
表6-18 膨胀珍珠岩制品的主要性能
真空粉末（纤维）的绝热效果，除材料本身的性能以外，与空间的气体压力有很大的关系，通常用“表观热导率”来表征绝热层的绝热效果，以区别于绝热材料本身的热导率。国产膨胀珍珠岩的表观热导率见表6-19。
表6-19 国产膨胀珍珠岩的表观热导率
2）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种镁铁含水硅酸铝盐矿物，由云母类矿物风化而成。蛭石可用作隔热表面温度为-260～1100℃时的隔热填料（振动表面隔热温度可达900℃），生产隔热制品，以及用作轻质混凝土和耐火隔热消声砂浆的填料。将蛭石快速加热到800～1100℃，其中所含的结晶水变为蒸汽，使蛭石迅速膨胀，体积可胀大20～30倍，快速冷却后即得到膨胀蛭石。膨胀蛭石内部是含有大量细气孔的片状结构，具有良好的绝热性能，在低温技术中获得应用。表6-20列出膨胀蛭石的主要性能。
表6-20 膨胀蛭石的主要性能
膨胀蛭石的制品种类很多，主要包括水泥膨胀蛭石、水玻璃膨胀蛭石、石棉膨胀蛭石、沥青膨胀蛭石等。
①水泥膨胀蛭石。水泥蛭石制品是由膨胀蛭石、水泥加水搅拌成形的。根据用途可以制成不同规格的砖、板和管壳。水泥制品的应用非常广泛，表6-21列出水泥膨胀蛭石制品的主要性能。
表6-21 水泥蛭石制品的主要性能
①管壳制品内径应根据管道介质温度、不同管径制造公差及热膨胀要求，选定放大尺寸，但最少应放大1～3mm。
水泥膨胀蛭石制品的性能与配合比、压缩比、水灰比、蛭石粒度，以及制品养护条件等诸多因素有关。
a）水泥蛭石制品不同配合比对其性能的影响。从表6-22可以看出，在一定水泥用量范围内，强度和密度几乎与水泥用量成正比关系，保温性能也与水泥用量有直接关系。一般隔热保温材料要求重量轻、热导率小，而对于强度的要求并不高，因为可以选用1∶6～1∶8的体积配合比就能满足需要。
表6-22 水泥蛭石制品不同配比对其性能的影响
b）水灰比对水泥蛭石制品性能的影响。以300水泥为胶结料，选用左权生产的粒度为1.2～5mm膨胀蛭石，采用不同的水灰比进行配料拌合。方法是先把水泥和蛭石拌合均匀；再加水调和而成；然后装入标准模中压实（7.07cm×7.07cm×7.07cm），其压缩程度为35%，成形后立即拆模，置于室内温度（25℃±5℃），湿度为50%～70%的条件下养护28天。见表6-23所示。
表6-23 水灰比对水泥蛭石制品性能的影响
水泥蛭石制品成形时，如在缺乏水的情况下会导致强度降低，适当增加水，强度可随之增加；但是用水量达到散混凝土最大的相对密度时，再提高用水量则会导致制品的强度降低，容量增大。所以在选用水灰比时，首先要保证水泥能得到水化需要的水量，在这个基础上尽可能地减小水灰比，所以从满足施工工艺来看，在太原地区八、九月份生产水灰比可采用2.4～2.8为宜。
c）蛭石粒度对制品性能的影响。在水泥蛭石制品中，颗粒大小对制品性能的影响，通过试验证明，在同一配合比和同一水灰比的情况下，集料越细，制品混合物就显得越干，粒度越大，混合物就发散。表6-24列出不同膨胀蛭石粒度对制品性能的影响。从试验结果来看，最佳的蛭石粒度以0.3～1.2mm占20%，1.2～5mm占60%，5～10mm占20%，制作的制品性能最好。因而粒度为1.2～5mm之间即可，否则颗粒越细，制品密度增加热导率加大，而轻度并不提高，颗粒粗则和易性变差。
表6-24 不同膨胀蛭石粒度对制品性能的影响
②水玻璃蛭石制品。水玻璃膨胀蛭石制品是用水玻璃掺入适量的氟硅酸钠作为胶结材料，与膨胀蛭石拌和均匀，成形后进行烤干而制成的一种保温材料。它可以根据需要制成不同形状规格的制品。以水玻璃为主作为胶结材料的制品，比用水泥作胶结材料的制品，密度轻，抗压强度高，能在比较高的温度下使用。表6-25列出了水玻璃蛭石制品的主要性能。
表6-25 水玻璃蛭石制品的主要性能
①见表6-21。
③石棉蛭石制品。石棉膨胀蛭石是膨胀蛭石制品中常见的一种，它的主要性能见表6-26。
表6-26 石棉膨胀蛭石的主要性能[4]
④膨胀蛭石耐火混凝土。以膨胀蛭石为主，加入矾土水泥和耐火集料制成的耐火混凝土。它的密度小热导率低；具有一定的抗压强度和比较高的耐火度。根据它的性能，应用在一些高温设备和装备的保温耐火层、保温耐火炉衬，提高了热工设备和热能利用率。它可以松填在炼油厂的各种型式加热炉的炉顶、炉底炉波等部位，以及一些冶炼设备的保温盖。因为它质轻，填设在设备移动的部位时，给使用和检修设备创造了方便条件。膨胀蛭石耐火混凝土，可以根据热工设备的情况进行浇注或预制。
3）气凝胶。气凝胶[15]是20世纪30年代由美国科学家发现的。他们在高温高压下设法使硅胶脱水而又不发生结构破坏和收缩，制得了具有超级绝热性能的气凝胶板。气凝胶主要由二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化钨，或这些氧化物的混合物组成。已发现厚度只有15mm的气凝胶板的热散失量，不到普通玻璃板的1/12。硅酸气凝胶是一种轻质二氧化硅构成的微粒状粉末。将水凝胶在高于临界温度和临界压力下煅烧，材料孔隙中的液体变为蒸气，依靠表面张力，气孔不会压缩。这种在高压下制成的叫做高压气凝胶。气凝胶的纳米多孔网络结构，使之具有极低的固态热传导及气态热传导。它在常温、常压下热导率为0.013W/（m·K），是所有固态材料中隔热性能最好的一种。图6-11为气凝胶结构示意图。图6-12示出轻盈透明的气凝胶。
图6-11 气凝胶结构示意图
图6-12 轻盈透明的气凝胶
气凝胶是已知最有效的粉末绝热材料。它的缺点是吸湿性强、生产工艺复杂、成本高。与硅气凝胶相类似的还有硅凝胶、硅粉胶、气硅等。它们都是由SiO2构成的微粒状粉末。表6-27列出气凝胶在310～77K的热导率。
表6-27 气凝胶在310～77K的热导率
4）碳酸镁。碳酸镁是一种白色粉末，适合于填充绝热结构。粉末状碳酸镁的绝热性能良好、价格较低。密度为130～400kg/m3的碳酸镁的热导率为0.039～0.069W/（m·K），比热容为1.005kJ/（kg·K），含水率≤2.5%。碳酸镁曾被用于液化气体容器、小型空分装置冷箱的绝热。但目前已经被更廉价有效的绝热材料取代。
5）硅藻土。硅藻土是一种以二氧化硅为主体的非金属矿。国外硅藻土的生产和应用已有几十年历史。硅藻土的成分变化很大：SiO2的质量分数为55%～95%，铁氧化物的质量分数为0.2%～10%，钙和镁氧化物的质量分数为0.2%～4%。硅藻土的密度介于350～900kg/m3，其中以150～200kg/m3为最好。硅藻土的热导率在293K时为0.05～0.07W/（m·K）。一般硅藻土用于保温砖和新型微孔硅酸钙保温材料的生产，也可用于温度不太低的设备的绝热材料。(www.xing528.com)
硅藻土可制成砖、瓦、板、管壳等多种制品。表6-28列出硅藻土砖的性能。
表6-28 硅藻土砖的性能
6）软木。软木具有密度小、热导率低、弹性好、防潮防腐、难燃等特点。软木颗粒可作为绝热腔的填充料；作为冷藏库和LNG储槽的绝热材料。由于软木中含有大量封闭细孔，内部又含有大量的树脂，因而可加工成砖、板、管壳等制品。表6-29列出软木制品的性能。
（3）泡沫状绝热材料 膨胀泡沫绝热材料又叫多孔绝热材料，在生产过程中利用发泡剂等物质产生气泡，形成许多孔隙而成为绝热体。膨胀泡沫中的传热，主要由固体骨架的导热和多孔中气体的传热组成，因而密度和填充的气体种类对热导率影响很大。密度较小或气孔率较大者，绝热性能较好；填充热导率小的气体可以获得较好的绝热效果。常用的泡沫绝热材料有泡沫塑料、泡沫玻璃和泡沫橡胶等。
1）泡沫塑料。它是一种新型绝热材料，常用的有聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、酚醛泡沫、脲醛泡沫及聚氯乙烯泡沫等。
①聚氨酯泡沫。国际上聚氨酯泡沫塑料在深冷保冷方面的应用比较普遍，液化天然气船70%以上的保冷材料都为聚氨酯泡沫塑料[16]。目前国内仅有少数几家机构在进行深冷保冷材料的研发工作，产量和应用与当前迅猛发展的液化气体储运业不相适应。聚氨酯泡沫塑料是一种性能优良的绝热材料，具有密度低、热导率小、物理机械性能良好、比强度高等优点。在保温保冷建筑工程、冷藏车、石油管道及热力管道等方面得到广泛的应用。表6-30列出聚氨酯泡沫塑料的性质。
表6-29 软木制品的性能
表6-30 聚氨酯泡沫塑料的性质
聚氨酯泡沫塑料的保冷性能主要体现在热导率。图6-13示出几种绝热材料的热导率与温度的关系。由图可见，硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率是随温度的变化而呈N形变化。同一密度的聚氨酯泡沫塑料在10℃处及-60℃处的热导率各有一个转折点。与其他几种材料相比，聚氨酯泡沫塑料具有较低的热导率，所以其保冷性能较好。聚氨酯泡沫塑料的热导率与密度的关系见图6-14。从图中可以看出，密度在35～65kg/m3范围的制品热导率最小。
图6-13 几种绝热材料的热导率与温度的关系
1—珍珠岩板（密度231kg/m3） 2—泡沫玻璃（密度151kg/m3） 3—碳化软木板（密度129kg/m3） 4—聚苯乙烯泡沫（密度33.0kg/m3） 5—聚氯乙烯泡沫（密度31.7kg/m3） 6—硬质聚氨酯泡沫（密度35.7kg/m3）
②聚苯乙烯泡沫塑料。它是一种优质的绝热材料，具有质轻、热导率低，抗压强度高、吸水性小、隔声、耐老化、耐低温等特性。表6-31列出了聚苯乙烯泡沫的物理性能。
聚苯乙烯泡沫作为绝热材料，在低温绝热方面有明显的节能效果。参考文献[17]对比了聚苯乙烯泡沫与聚氨酯泡沫在节能方面的性能。对这两种材料进行试验，再经过数学方法处理后，得出表6-32的平均当量热导率与平均热导率随温度变化的关系式。利用表6-32可以算出不同平均温度下，这两种材料的当量热导率和热导率，然后可以求出两者保温节能效果对比，具体结果列于表6-33。
图6-14 聚氨酯泡沫塑料的热导率与密度的关系
表6-31 聚苯乙烯泡沫的物理性能
表6-32 两种泡沫材料的热导率关系式
表6-33 两种泡沫绝热材料的保温节能效果对比
由表6-33可知，平均温度越低，真空聚苯乙烯泡沫的节能百分数越高，保温节能效果越好，这个结果正是低温绝热所需要的，由此可见，真空聚苯乙烯泡沫绝热材料在低温绝热方面的优越性能。
③酚醛泡沫塑料。它是近几十年来开发成功的品种[18]。酚醛泡沫塑料被称为“保温之王”，它在美国、英国、日本等一些发达国家已经成为塑料中发展最快的品种，消费量迅速增加，应用范围不断扩大，我国于20世纪80年代中期开始起步研发。用于生产酚醛泡沫的树脂有两种：热塑性树脂和热固性树脂。由于热固性树脂工艺性能良好，可以连续生产酚醛泡沫，制品性能较佳，故酚醛泡沫大多采用热固性树脂。
酚醛泡沫材料具有以下特性：①不燃性，酚醛泡沫材料是由阻燃树脂和固化剂、不燃填料组成，无需加入任何阻燃填加剂，阻燃等级为难燃B1级；②热导率小，具有优良的隔热性能，热导率随制品密度的增加而变化；③抗腐蚀性、抗老化性强，酚醛泡沫材料已经固化成型，长期暴露在阳光下，无明显老化现象。表6-34列出酚醛泡沫塑料的性能，表6-35列出其热导率。
表6-34 酚醛泡沫塑料的性能
注：式中，t为温度（℃）。
表6-35 酚醛泡沫塑料的热导率
④脲醛泡沫塑料。在所有泡沫塑料中，它的密度和热导率最小，其缺点是吸湿性较大、机械强度较差。它在大气中是不燃烧的，但在氧气中是易燃的，因此不能用作空分装置和液氧容器的绝热[8]。用于低温绝热的脲醛泡沫塑料的密度一般是10～12kg/m3，在293K时的热导率约为0.03～0.033W/（m·K），可在-200℃下长期使用。它的吸湿性能在相对湿度为30%、60%和80%时，分别为2.4%、7.6%和19.0%。但是，即使在吸湿量为19%的情况下，脲醛泡沫塑料单位体积中的含湿量也不大，约2g/l，对绝热性能的影响不显著。
⑤聚氯乙烯泡沫塑料。自1845年泡沫橡胶问世以后，随着高分子成型加工技术的发展，聚氯乙烯泡沫塑料等相继制成并实现了工业化生产。最初制成的是软质聚氯乙烯泡沫塑料，在日常生活和工业上得到广泛应用后，硬质聚氯乙烯泡沫又得到了迅速发展[19]。聚氯乙烯泡沫塑料的线膨胀率约为3.5×10-5℃-1，弹性模量约为30.4～44.1MPa，可在-60～80℃温度范围内使用。表6-36列出聚氯乙烯泡沫的性能。
表6-36 聚氯乙烯泡沫塑料的性能
2）泡沫玻璃。泡沫玻璃的第一个专利发表于1935年，法国圣哥本公司用玻璃粉（过0.9mm筛）加发泡剂（CaCO3），在耐火模内加热到850～860℃，发泡退火，当时泡沫直径平均为1～2mm，分布不均匀，主要用作混凝土轻骨料[20]。表6-37为美国泡沫玻璃的物理性能。
表6-37 美国泡沫玻璃的物理性能
泡沫玻璃是以废玻璃及各种富含玻璃相的物质为主要原料，经过粉碎磨细，添加发泡剂、改性剂等材料，均匀混合形成配合料，再将其放置在特定模具，经过熔融、发泡、退火，形成一种内部充满均匀气孔的多孔玻璃材料。其中的绝大多数气孔是孤立的，气孔直径约为1mm，气孔壁是2μm左右的玻璃薄膜。因而，泡沫玻璃的吸水率（约为0.2%）和透气性几乎等于零，这是气体材料所不及的。泡沫玻璃作为保温隔热材料，具有防火、防水、耐腐蚀、防蛀、无毒、不老化、强度高以及尺寸稳定等特点。
泡沫玻璃的密度通常为130～160kg/m3，0℃时的热导率为0.047～0.052W/（m·K），使用温度为-260～430℃。泡沫玻璃的热膨胀率约为8×10-6℃-1，相当于泡沫塑料热膨胀率（50～90×10-6℃-1）的十分之一，是一种性能优良的低温绝热材料。在冷藏库、冷藏车船、LNG储槽基础绝热等获得应用。表6-38列出泡沫玻璃的主要性能。
表6-38 泡沫玻璃的主要性能
3）泡沫橡胶。硬质泡沫橡胶用化学发泡制成。其特点是强度大、热导率小、低温性能良好、耐热性差。使用温度不能超过70℃。用作低温绝热材料的硬质泡沫橡胶的密度约为90kg/m3，表6-39列出硬质泡沫橡胶的特性。
表6-39 硬质泡沫橡胶的特性
4）泡沫混凝土。它是多孔混凝土[8]，适用于不承受振动的保温。可以作为LNG储槽外壳和地基等的保温。水泥泡沫混凝土的密度为400kg/m3，热导率为0.175～0.231W/（m·K）。采用400硅酸盐水泥时的热导率可表示为0.0907+0.000186t；采用450硅酸盐水泥时的热导率为0.1000+0.000198t[t为摄氏度温度（℃）]。适用温度＜250℃。
粉煤灰泡沫混凝土的密度为300～700kg/m3，抗压强度为0.344～1.797MPa，热导率表示为0.050+0.000158t，适应温度为500℃。
在运用膨胀泡沫绝热时，应注意如下：
①泡沫材料气孔中包含的气体种类对热导率有很大影响，例如：当采用CO2为发泡剂时，密度为32kg/m3的聚氨酯泡沫的热导率为0.035W/（m·K），大约是采用氟利昂为发泡剂时热导率[0.0175W/（m·K）]的2倍。这是因为氟利昂的热导率[0.00837W/（m·K）]，比CO2的热导率[0.0147W/（m·K）]要低得多。在液氮温度下，由于发泡剂（CO2或CCl3F）的蒸气压很低，泡孔中的气体被冷凝，导致热导率下降。但当这种绝热材料在空气中暴露数月以后，由于孔隙中的真空抽吸作用，使空气逐渐扩散到细孔中去取代CO2（或CCl3F），因而热导率增大，然后趋于稳定。
②采用硬质泡沫绝热材料时，应注意绝热材料热膨胀率大的缺点。由于低温下泡沫塑料的收缩比金属设备大得多，泡沫材料将会在冷却过程中破裂，以致水蒸气和空气从裂缝进入，造成绝热性能恶化。如果在泡沫中有相应的收缩装置，并在绝热材料外面有塑料膜隔离层，泡沫材料就可以应用。
2.多层绝热材料
多层绝热材料由高反射能力的辐射屏与低热导率的间隔构成。可用作多层绝热反射屏的金属有铝、金、铜等，通常采用轻而便宜的铝箔来制作反射屏。用作间隔物的材料有玻璃纤维布或纸，植物纤维纸等。
（1）铝箔 用多孔绝热材料无法解决的绝热问题，应用铝箔反射绝热材料都能轻而易举地解决，因此铝箔冠有“超级绝热材料”的美称[21]。由纯度为99.5%以上的纯铝经过多次压延而成，厚度通常为0.005～0.025mm，退火处理，表面粗糙度Ra为0.100～0.025μm。铝箔的力学性能见表6-40。工业纯铝具有密度小（2700kg/m3）、塑性好（δ≥50%～60%）、耐腐蚀、无磁性等优点，做成隔热外围护结构，工艺性、使用性都很好。铝作为隔热材料，主要是利用其良好的可塑性，压延成极薄的铝箔，用其做成不同形式的间层结构，具有良好的隔热性能。目前已有的铝箔规格见表6-41。从表上可以看出，铝箔又薄又轻，加上它的比热容很小，所以用它做成的绝热材料，热容量（蓄热系数）很小。
铝在空气中可自我钝化，形成微密的保护膜而具有抗腐蚀性能；铝是非磁性物质；铝箔厚度大于15μm时，微孔消失，空气渗透、蒸气渗透近似为零。这些优点湿铝箔绝热材料的绝热特性更好，而且寿命长。
表6-40 铝箔的力学性能
表6-41 铝箔的规格
单独的铝箔，强度、刚度及绝热性能并不很好。为发挥它的绝热作用（反辐射）一般做成复合材料，而且结构上有特殊要求。
1）铝箔依托材料。铝箔一般延展成0.0075～0.100mm的尺寸范围，单独形成空气间层比较困难，一般应依托在具有一定刚性的其他薄材上面。这种薄材叫做依托材料。用于铝箔绝热材料中的依托材料有两类：①有机材料，包括植物纤维纸、纤维板、植物纤维织品、塑料和树脂薄膜、板和纤维织物；②包括玻璃布、玻璃纤维毡、矿渣棉毡、石棉纸等。这些材料都具有便于裱帖铝箔、重量轻、使用中变形小、隔热、防潮、防蛀、无毒无味等特性。
2）铝箔绝热材料的组合结构。为了形成空气间层，提高铝箔材料的热阻，一般可以用铝箔组合成各种结构。以铝箔波形纸板构成绝热材料为例，可以形成如图6-15所示的各种组合结构。
（2）镀铝涤纶薄膜 它是由涤纶薄膜在真空中镀铝而成。塑料薄膜的优点是强度高、重量轻、本身的热导率低。通常使用的厚度为0.006～0.02mm，真空镀铝层厚度为0.025～0.05μm，其镀层对可见光是半透明的，发射率约为0.05～0.03，比铝箔大。表6-42列出国产涤纶薄膜的规格。
图6-15 铝箔波形纸板的结构
a）三层铝箔波形纸板 b）五层板 c）多层板
1—铝箔 2—高强波纹纸 3—覆面纸 4—夹心纸
表6-42 国产涤纶薄膜的规格
（3）玻璃纤维布和纤维纸
1）玻璃纤维布（GFRP）由玻璃纤维编织而成，应尽可能薄。要求纤维直径小于微米级，织品的厚度为0.1～0.015mm。玻璃纤维布应是无碱的，并在500～600℃下脱脂处理后方可应用。表6-43列出工业生产的玻璃纤维布的规格[22]。玻璃纤维布（GFRP）具有造价低、延伸率高、产品规格多和可以自由裁减、施工便捷等优点，虽然其前期投资稍大，但从长期投资的角度看效益明显[23]。
表6-43 工业生产的玻璃纤维布的规格
2）玻璃纤维纸的原材料与天然生成的纤维素纤维相比具有以下特点：玻璃纤维具有圆的截面而且直径不变，能加工得很微细，玻璃纤维密度较高，尺寸稳定性强。表6-44列出多层绝热反射屏和间隔物的光学特征。
表6-44 多层绝热反射屏和间隔物的光学特征
（4）填炭纸 在造纸过程中，掺入诸如活性炭、氧化铝和分子筛粉末等吸附剂而制成填炭纸。填炭纸的一个明显优点是由于本身的“自吸气”作用。由于填炭纸能有效地降低多层绝热的层间残余气体压力，所以填炭纸多层绝热材料具有优良的绝热性能[24]。
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