为什么孔隙尺寸越大导热系数越大

热传递方式有3种：传导、对流和辐射。传导，是指热量从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，由于物体各部分直接接触的物质质点（分子、原子、自由电子）做热运动而引起的热能传递过程。对流，是指流体各部分之间发生相对位移，依靠冷热流体互相混合移动所引起的热量传递方式，具体指液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，使温度趋于均匀，热量就从高温的地方通过分子的相对运动传向低温的地方。热辐射则是一种靠电磁波传递能量的过程。

导热系数是衡量绝热材料性能优劣的主要指标，导热系数越小，绝热效果越好。导热系数是指在稳定条件下，当材料单位厚度（1m）内的温差为1℃时，在1h内通过1m2表面积的热量。材料的导热系数受材料本身分子结构及化学成分、孔隙特征、材料所处环境的温度、湿度及热流方向的影响。

①材料组成。不同的材料，其导热系数不同。一般来说，材料的导热系数由大到小为固体、液体、气体。其中，固体材料导热系数由大到小为金属材料、无机非金属材料、有机材料。

②微观结构。对于同一种材料，其微观结构不同，导热系数也有很大差异，一般来说，晶体结构的最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。为了制备导热系数较低的材料，可通过改变其微观结构的方法来实现。

③表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物质的热传导能力比空气大得多，故表观密度小的材料，由于孔隙率大，所以导热系数小。孔隙率相同时，孔径越小，导热系数越小；封闭孔隙比连通孔隙的导热系数小。对于纤维状材料，当纤维之间压实至某一堆积密度时，其导热系数最小，该堆积密度称为最佳堆积密度。当纤维材料的堆积密度小于最佳堆积密度时，其导热系数反而增大，这是由于孔隙增大且相互连通，引起空气对流的结果。

④材料的湿度。材料吸湿受潮后，其导热系数增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于水的导热系数（0．58W／m·K）远大于密闭空气的导热系数（0．023W／m·K）。当绝热材料中吸收的水分结冰时，其导热系数会进一步增大，因为冰的导热系数（2．22W／m·K）比水的大。因此，绝热材料应特别注意防水防潮。

蒸汽渗透也是值得注意的问题。水蒸气能从温度较高的一侧渗入材料，当水蒸气在材料孔隙中达到最大饱和度时就凝结成水，从而使温度较低的一侧表面上出现冷凝水滴，不仅大大提高了导热性，而且还会降低材料的强度和耐久性。防止的方法是在可能出现冷凝水的界面上，用沥青卷材、铝箔或塑料薄膜等憎水性材料增设隔蒸汽层。

⑤温度。材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高时，材料的分子热运动加快，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但是当温度在0～50℃范围时，这种影响并不显著，只有处于高温或负温下的材料，才要考虑温度对导热系数的影响。

⑥热流方向。对于各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受阻小，故导热系数大，而热流垂直于纤维方向时，热流受阻大，故导热系数小。

绝热材料除应具有较小的导热系数外，还应具有适宜的强度、抗冻性、耐水性、防火性、耐热性和耐低温、耐腐蚀性，有时还需具有较小的吸湿性或吸水性等。优良的绝热材料应是具有很高的孔隙率，且以封闭、细小孔隙为主的，同时吸湿性和吸水性很小。多数无机绝热材料的强度较低，吸湿性或吸水性较高，使用时应予以注意。

室内外的热交换除了通过材料的传导传热外，热辐射也是一种重要的传热方式，铝箔等金属薄膜，由于具有很强的反射能力，具有降低辐射传热的作用，因而也是理想的绝热材料。