氧化物气凝胶隔热材料在高温区（＞1000℃）容易发生晶型转变及颗粒的烧结，其耐温性相对较差，但是其在中高温区（＜1000℃）具备较低的热导率。
氧化物气凝胶隔热材料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。
SiO2气凝胶隔热材料是目前隔热领域研究多也是较为成熟的一种耐高温气凝胶，其孔隙率高达80%~99.8%，孔洞的典型尺寸为1~100nm，比表面积为200~1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温热导率可低达12m.W/（m·K）。
氧化铝气凝胶隔热材料具有纳米多孔结构、使其具有更轻质量、更小体积达到等效的隔热效果，同时具有高孔隙率、高比表面积和开放的织态结构，在催化剂和催化载体方面具有潜在的应用价值。氧化铝气凝胶还可用作高压绝缘材料，高速或超速集成电路的衬底材料，真空电极的隔离介质以及超级电容器。
初，由于气凝胶的原料成本高、设备昂贵、超临界干燥安全系数低等缺点，限制了气凝胶隔热材料的产业化和大规模应用，导致其只能在航空航天、等领域使用。随着对常压干燥制备工艺研究的不断深入，生产气凝胶材料的成本降低，气凝胶产品年产量增多。
气凝胶隔热材料作为目前比较火的纳米材料之一，气凝胶因其多孔性具备的隔热性能、吸附性能、抗冲击性能，目前应用比较多的是隔热性能，主要产品包括气凝胶毡、气凝胶涂料、纳米绝热板，不同的外在结构形式，但都存在一个共同特点，隔热材料内部微孔均是纳米级别的。
气凝胶隔热材料的隔热保温性能使得他在电化学、服装、新能源、催化剂等方面也有十分强大的应用潜力。由于气凝胶的孔隙都是纳米级的，比表面积很大这使得他吸附能力较大，可以在用来做催化剂的载体；由于其吸附性，同时密度极低，所以也可以用来储氢；他良好的保温性可以用来制作服装，只需要很薄的一层就可以达到很好的保温效果。
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