Влияние химического состава, Влияние макроструктуры - Классификация и свойства теплоизоляционных материалов

Химический состав веществ оказывает существенное влияние на их теплопроводность.

Вещества, простые по химическому составу и строению, имеют большую теплопроводность, чем сложные.

Например, MgO имеет большую теплопроводность, чем SiО2 и Аl2О. Еще меньшей теплопроводностью обладают CaOSiО2; 2CaOSiО2 и муллит 3Al2О32SiО2.

Примеси, как правило, уменьшают теплопроводность вещества, даже если сами они более теплопроводны, чем основное вещество.

В данном случае играет роль усложнение структуры веществ. Это явление характерно для материалов с кристаллическим строением и слабее выражено у стекловидных веществ.

Влияние макроструктуры

Наличие пор в твердых материалах существенно снижает их теплопроводность.

Наименьшей теплопроводностью обладают газы, находящиеся в неподвижном состоянии, когда отсутствует конвективный перенос теплоты.

Мелкопористая структура эти условия обеспечивает, поэтому теплопроводность материалов с такой структурой при прочих равных условиях ниже, чем у материалов с крупнопористой. При отсутствии сплошного каркаса (в теплоизоляционных засыпках и волокнистых материалах) тепловой поток, проходя от одной твердой фазы к другой в местах контакта частиц, преодолевает дополнительное термическое сопротивление. Из этого следует, что материалы ячеистой структуры при одном и том же составе твердой фазы характеризуются большей теплопроводностью, чем с волокнистой или зернистой структурами.

Очевидно также, что уменьшение диаметра волокон и размера зерен увеличивает сопротивление материала теплопередаче, снижает его теплопроводность, так как в этом случае число контактов между элементами структуры возрастает, а размеры пор уменьшаются.

Размер и форма воздушных включений оказывают большое влияние на теплопроводность материала. В реальных материалах форма пор в большинстве случаев отличается от сферической, поэтому она оказывает влияние, особенно при крупнопористой структуре, на теплопроводность материала в зависимости от направления потока по отношению к расположению пор (воздушных прослоек). В этом случае наименьшая теплопроводность материала имеет место при расположении воздушных прослоек (пор) перпендикулярно потоку тепла.

При мелкопористой структуре ориентация материала по отношению к тепловому потоку не существенно влияет на теплопроводность.

Похожие статьи




Влияние химического состава, Влияние макроструктуры - Классификация и свойства теплоизоляционных материалов

Предыдущая | Следующая