[发明专利]超级绝热导线、导管

权利要求书

1.本发明《超级绝热导线、导管》公开了一类采用“超级绝热材料”对“导线”、“导管”实施“超级绝热”保护的通用性“径向超级绝热封装”技术及其具体实施方法；“径向超级绝热封装”使得该“导线”、“导管”具备一定的“超级绝热”性能而可以有效屏蔽“导线”、“导管”与周边环境的热交换而使得该“超级绝热导线、导管”适用于“超正常温度”环境下的应用、以及相关超高精度系统的在包括正常温度在内的任何温度环境下的应用。

2.“导线”、“导管”指的是可以用来输运“特定物质或能量形态”的线型材料或管型材料，其可输运的“特定物质或能量形态”涉及：电荷(电子、空穴、离子、极化的颗粒或结构实体)、等离子体、基本粒子、颗粒集合体(全同粒子)、热(声子)、光、机械波(声波)、电磁波、电场、磁场、电磁场、液体、气体、超流体(超流态液氦)、胶体、凝聚体(凝聚态物质)、有限体积的真空。

3.“超级绝热导线、导管”所指称的“超级绝热”的主要物理指标之一是在1标准大气压下环境温度27℃时所用绝热材料的热导率低于同环境条件下的空气的热导率；进一步更加要求在其所工作的温区内，其热导率均低于同环境温度下空气的热导率。

4.“超级绝热导线、导管”所指称的“超正常温度”有如下基于实用层面的约定：其一，以人居地表环境的常规温度为参照，我们约定-50℃以下的环境温度为超正常低温，大于+50℃以上的环境温度为超正常高温；其二，以大气层外空间及宇宙深空的环境温度为参照，我们定义-200℃至-270℃以下的环境温度为超正常低温；其三，约定金属铝熔点+660.37℃至金属铁熔点+1538℃为人居地表环境的超正常高温。

5.本发明技术路线所优选的赖以实现“径向超级绝热封装”的“超级绝热材料”特指在应用环境下呈固态的、几乎所有种类的具有超高多孔度的且具有超低热导率的“多孔结构材料”。具体来说，构成多孔结构材料的材质可以是(一)固态无机物的单质、合金、化合物、混合物；(二)固态有机物的聚合物(合成纤维或多孔工程塑料等)、混合物、复合物(无机物与有机物的复合)；(三)上述这些材料的混合／化合／复合物；(四)以及所有上述材料所对应的人工微结构材料；当多孔结构材料的多孔度大到一定阈值后(通常大致为75％及以上)我们往往称这样高多孔度的多孔结构材料为“气凝胶”。

6.“超级绝热导线、导管”所用“超级绝热气凝胶”的代表性实例是“颗粒直径范围约(0.1μm-100μm)的／具有超高多孔度(90％-99％)的／也即具有超低热导率的／超级绝热二氧化硅(Si0₂)气凝胶颗粒”或三氧化二铝(Al₂0₃)气凝胶颗粒”；非化学计量比的氧化硅(Si_xO_y)和氧化铝(Al_xO_y)的超级绝热气凝胶颗粒同样适用。“超级绝热导线、导管”所优选的一类“多孔二氧化硅(Si0₂)气凝胶颗粒”的热导率可以低至0.012-0.019W／m·K，其对应的结构材料密度为0.170-0.228g／cm³，对应的多孔度为(92.3％-89.6％)；多孔度89.6％的二氧化硅气凝胶颗粒的热导率已经低于环境温度300K(27℃)时空气的热导率0.026W／m·K；而多孔度为92.3％的二氧化硅气凝胶颗粒的热导率为0.012W／m·K，该数值甚至低于温度为-100℃空气的热导率0.0158W／m·K。