Vật liệu cách nhiệt nhẹ là vật liệu có cấu trúc xốp, có đặc tính mật độ thể tích thấp, độ xốp cao và độ dẫn nhiệt thấp, đồng thời có thể ngăn chặn sự truyền nhiệt một cách hiệu quả. Tuy nhiên, độ bền của nó không cao, khả năng chống ăn mòn kém. Nó chủ yếu được sử dụng trong các cấu trúc không chịu tải như lớp cố định và lớp cách nhiệt hoặc các bộ phận không tiếp xúc với dung dịch. Vật liệu cách nhiệt nhẹ lần đầu tiên được đề xuất bởi một số quốc gia ở Hoa Kỳ và Tây Âu. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng vật liệu này có thể cải thiện hiệu quả tỷ lệ sử dụng năng lượng nhiệt và giảm thất thoát nhiệt. Do đó, nó đã được quảng bá nhanh chóng và sự nhiệt tình nghiên cứu về nó cũng không ngừng tăng lên.
1. Vật liệu cách nhiệt kỵ nước
Vật liệu cách nhiệt là vật liệu có cấu trúc xốp. Do các quy trình chuẩn bị khác nhau, lỗ chân lông của nó có thể được chia thành ba loại: lỗ chân lông được kết nối, lỗ chân lông nửa kín và lỗ chân lông kín. Các lỗ chân lông trong hầu hết các vật liệu được kết nối và nửa kín, và có rất ít lỗ chân lông kín. Các lỗ chân lông thông nhau và các lỗ chân lông nửa kín dễ hình thành sự xâm nhập của mao dẫn và hấp thụ nước, dẫn đến vật liệu cách nhiệt bị ẩm, rất khó loại bỏ. Tuy nhiên, độ dẫn nhiệt của nước ở nhiệt độ bình thường gấp 23 lần so với không khí, hiệu suất cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt sau khi hấp thụ nước sẽ giảm đi rất nhiều, đồng thời cũng rất có hại cho bản thân vật liệu. Hiện nay, hầu hết các vật liệu cách nhiệt không kỵ nước. Để ngăn các vật liệu cách nhiệt bị ẩm, chúng thường được đóng gói đặc biệt, điều này vô hình làm tăng chi phí. Làm thế nào để làm cho vật liệu tự kỵ nước đã trở thành một xu hướng nghiên cứu mới của vật liệu cách nhiệt.
2. Vật liệu cách nhiệt thân thiện với môi trường
Với nhận thức ngày càng tăng về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với vật liệu cách nhiệt nhẹ. Mặc dù cần phải có hiệu suất vượt trội, nhưng cũng cần đảm bảo rằng nó sẽ không gây hại cho cơ thể con người và môi trường. Vật liệu chịu lửa thân thiện với môi trường được đề xuất dưới nền tảng này, yêu cầu vật liệu chịu lửa không sinh ra chất gây ung thư và chất độc hại có hại cho môi trường và cơ thể con người trong quá trình sản xuất và sử dụng.
Ví dụ, vật liệu magie-crom được sử dụng làm vật liệu chịu lửa quan trọng nhất trong khu vực nung của lò quay xi măng quy mô lớn và công nghiệp luyện đồng. Mặc dù nó có hiệu suất tốt về mọi mặt, nhưng trong dự án sử dụng, Cr3 plus được chuyển thành Cr6 plus và Cr6 plus là chất độc và hòa tan trong nước. Nó sẽ gây hại cho cơ thể con người, và nó cũng sẽ gây ô nhiễm môi trường và ô nhiễm nguồn nước ngầm. Để giải quyết vấn đề này, Nhật Bản đã nghiên cứu sử dụng nguyên liệu MgO-TiO2-Al2O3 để thay thế nguyên liệu magie-crom. Hiệu suất của vật liệu này tương đương với hiệu suất của vật liệu magie-crom. Tỷ lệ này không thua kém, và nó có độ xốp rõ ràng thích hợp và khả năng chống xói mòn xỉ tốt hơn.
