Теплоизоляция в технических средствах, работающих при низких температурах (криогенной технике), служит для защиты аппаратуры от притока тепла из окружающей среды. Требования к эффективности теплоизоляции низкотемпературного оборудования возрастают по мере понижения температуры, так как при этом, с одной стороны, увеличивается теплоприток через изоляцию, т.е., потери холода, и, с другой стороны, резко возрастает стоимость потерь холода.
Как известно, теплота парообразования различных жидкостей, отнесенная к единице объема, тем меньше, чем ниже их температуры кипения. Следовательно, небольшое количество тепла вызывает испарение сравнительно большого количества сжиженного газа с низкой температурой кипения. Отсюда вытекает, что к теплоизоляции оборудования при низких температурах приходится предъявлять особенно высокие требования по уменьшению тепловых потоков через него. Эти требования тем выше, чем меньше размеры изолируемого оборудования, т.е. чем больше его удельная поверхность.
Основным требованием к теплоизоляции, применяемой в криогенной технике, является минимальное значение коэффициента теплопроводности. Для значительной части изоляционных материалов, применяемых при низких температурах, коэффициент теплопроводности лишь в 1,5–2 раза больше теплопроводности спокойного воздуха, а такое теплоизоляционное средство, как аэрогель кремниевой кислоты имеет коэффициент теплопроводности даже более низкий, чем у воздуха.
Еще на заре развития криогенной техники исследователи столкнулись с невозможностью сколько-нибудь длительного хранения небольших количеств жидкого воздуха в сосудах с обычной (насыпной) изоляцией. Решение проблемы впервые нашел французский физиолок и физик Ж.А. Д’Арсонваль (1851–1940), изготовивший в 1887 г. цилиндрические стеклянные сосуды с двойными стенками, из пространства между которыми был откачан воздух, т.е. сосуды с вакуумной изоляцией. При создании в изоляционной полости достаточно высокого вакуума перенос тепла теплопроводностью газа практически исключается, и приток тепла из окружающей среды осуществляется, в основном, излучением.