在上一节中阐述了保温材料的应用、保温材料的特性以及常见保温材料的分类等，那么保温材料为什么能保温？保温原理又是什么呢？本章节分享一下保温材料的保温原理。
首先根据热力学第二定律的解释，有温差的地方一定会有热量的传递，那么热量是如何传递的呢？或者说热量是如何从高温侧传递到低温侧呢？
如下图所示为常见的保温中热量传递的过程示意图：
首先热流体与壁面进行热传递（包括但不限于对流、固体传热的方式进行）将热量传递到壁面（蓝色部分），然后热量通过保温材料将热量传递到内部的壁面，内部的壁面通过热传递将热量传递给冷流体，从而换成热量的传递过程，此过程分为非平衡态和平衡态等过程，受各种因素影响较多。
根据常规的保温形式来看，热量传递的快慢或者多少与保温材料的热阻有非常大的关系，或者说保温材料的热阻对最终的保温效果起到至关重要的作用，详细占比可在后面的章节中具体阐述。
热量传递的过程
热阻是衡量保温材料保温效果的重要指标，由于热阻一般较难测试，而且与材料的厚度有关（一般来说厚度越厚，热阻越大），一般保温材料用导热系数来表征，导热系数是一个绝对值，是材料本身固有的属性，与厚度及形态无关，而且有较为完善的测试标准及测试设备。
那么保温材料的原理是什么呢？根据上面所述导热系数是保温材料重要的指标，那导热系数由哪些影响因素组成呢？根据经典热力学的介绍，热量传递包括热传导、热辐射和热对流三部分组成；
热量传递的方式
那么保温材料如果具有较高的保温效果的话，那么导热系数一定要低，导热系数改善的路径无非从上述途中的三个路径进行降低；
1.热传导：热传导主要是指固相传导或者液相传导，根据保温材料的定义导热系数≤0.12W/mK的材料为保温材料，其显著特点一般选择金属氧化物、无机物、有机物及其泡沫或纤维结构，换句话说，保温材料中，导热系数的排序为：金属材料≥无机或有机实体物质≥有机、无机物的泡沫或者纤维结构，更进一步说保温材料的一个显著特点就是疏松、多孔的特性。
2.热对流：主要是气体之间的对流传热，温差的存在+可贯通的通道+气体本身的导热系数对会对热对流带来较高的影响，因此为了降低热对流主要措施就是降低或阻挡可贯通的通道+更低导热系数的气体；
a)降低或者阻挡形成可贯通的通道一般采用闭孔泡沫，冷热端无法形成对流，气体在内部无法形成对流传热，比如常用的聚氨酯硬质泡沫其闭孔率能达到90%以上；
聚氨酯硬泡的电镜图
b）更低导热系数的气体：如下图所示为常见气体的导热系数，惰性气体的导热系数比其他气体导热系数低很多，因此中空玻璃常用氩气等惰性气体作为中间层，降低漏热；
常见气体的导热系数
3.热辐射：热辐射不靠任何介质均可进行传递，比如太空中没有介质仍旧可以进行热量的传递，就是依靠热辐射来完成热量的传递的，但热辐射受材料的形态影响较大，比如材料的多孔或者蓬松或由金属箔的反射，均可大幅度降低热辐射。
通过以上我们可以看出，降低导热系数的路径无非从热量传递的三个方向入手，这也是保温材料之所以能保温的原因，那么那么多保温材料，其各自的降低导热系数的路径具体又是什么样的呢？
各种保温材料的导热系数组成
从图中可以看出，保温材料按照导热系数的组成分为四类，纤维类、泡沫类、真空保温类及隔热反射涂料，隔热反射涂料由于其原理比较复杂，这里只讨论前三者。
a）纤维类材料：这在我们日常生活中最为常见，比如建筑用的岩棉，其为疏松多纤维层叠的保温材料，其组成主要为无机氧化物，其本身的热传导较低，同时由于较为密集的层叠结构，空气的对流较小，热辐射也较小，在加上其他的一些成本、阻燃等因素，在生活中得到大量的应用。
保温材料在建筑上的应用
b)泡沫类：泡沫类保温材料在日常生活中也较为常见，比如家庭用的制冷器具，冰箱、冷柜等其均用聚氨酯硬泡作为保温材料，这种材料为闭孔的泡沫型材料，由黑料、白料及发泡剂原位化学反应+物理变化生成，其闭孔率达到90%以上，本身骨架热传导较低，而且其中的气体为低导热的发泡气体，其导热系数往往较低。
冰箱发泡剖面图
3.真空绝热：真空绝热板是一种新型的复合保温材料，集合材料学、传热学以及真空学多门学科形成的真空绝热保温材料，其原理是将内部的气体抽掉，没有热对流和气相传导，而且芯材采用疏松的无机氧化物经过周密的层叠在一起，将热传导和热辐射降到最低，从而实现其具有非常良好的保温性能。
真空绝热板的结构组成
以上初步阐释了热量的传递过程，保温材料的导热系数的影响因素以及保温材料保温的原理，并针对不同形态的保温材料的保温原理进行了详细的阐释，对保温材料的导热系数形成了初步的概念。
根据以上的描述，导热系数是材料固有的属性，与材料的形态、厚度等无关，那么导热系数由受外界那些影响影响呢？具体又是怎么影响的呢？我们在下一节中分享导热系数受外界影响因素是如何变化的。