纳米氧化硅粉是一种无定形态纳米粉末，这种无定形态的纳米粉实际是由SiO4四面体不规则堆积而成的聚集体，通常包括SiO4四面体、由SiO4四面体形成的球形原生粒子（5~50 nm）、由原生粒子通过化学键或毛细表面作用力形成的硬团聚体（100~500nm）以及进一步团聚而成的软团聚体（＞1 μm）4 个层级结构。由于存在尺寸差别较大的软、硬团聚体以及原生粒子，导致了纳米氧化硅粉中三级孔洞结构的存在：（1）第一级孔洞：硬团聚体内部孔洞，即组成硬团聚体的原生粒子之间的孔洞，尺寸范围＜50nm；（2）第二级孔洞：硬团聚体之间孔洞，或软团聚体内部孔洞，尺寸范围为50~500 nm；（3）第三级孔洞：软团聚体之间的孔洞，尺寸范围＞500 nm。从图1 自然堆积的纳米氧化硅粉孔径分布可以看出，孔洞尺寸涵盖了三级孔洞所有的范围。
图1 自然堆积的纳米氧化硅粉体孔径分布
由于纳米粉的硬团聚体是由固体桥力、化学键作用力以及氢键作用力等原因产生的，其结构比较稳定，不易被破坏；而软团聚体则是粉体表面的原子、分子之间的范德华力和静电效应所导致，在机械加工的过程中容易被破坏。因此，压力所造成的影响应首先是破坏了软团聚体之间的第三级孔洞；随着压力的进一步增大，当压力大于分子间库仑力或者范德华力时，第二级孔洞将逐渐被破坏；而当压力所产生的能量大于氢键或者化学键能量时，第一级孔洞才有可能被破坏。
有研究结果表明：随着成型压力的增大，纳米氧化硅隔热材料内的第2级和第3级孔洞结构可相继被破坏，而硬团聚体形成的第1级孔洞结构则不会发生破坏，这间接导致了材料隔热性能的变化；当成型压力为4MPa 时，在不同温度下，纳米氧化硅隔热材料均可获得最低的导热系数。（郑州大学高温材料研究所 王世界）
