影響隔熱耐火磚熱導(dǎo)率的因素有哪-耐火材料行業(yè)知識(shí)-耐火磚高鋁磚剛玉磚澆注料河南耐火材料廠-宏泰耐材

熱導(dǎo)率是隔熱耐火磚重要的指標(biāo)之一，熱導(dǎo)率就是導(dǎo)熱系數(shù)λe，主要反映材料對(duì)熱量的傳導(dǎo)能力，高溫時(shí)大多數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)λe都會(huì)隨著溫度升高。?

為了提高窯爐的工作效率、降低熱量損失，多年來(lái)人們一直致力于研究導(dǎo)熱系數(shù)較小的隔熱耐火磚。因大部分隔熱耐火磚都是由氣相和固相組成的，隔熱耐火磚的熱導(dǎo)率與其所用原料的化學(xué)組成、結(jié)晶狀態(tài)、氣孔率及氣孔孔徑等因素有關(guān)。?

(1)氣孔率對(duì)熱導(dǎo)率的影響?

一般認(rèn)為，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于固體導(dǎo)熱系數(shù)。隔熱材料的氣孔率較高，有效地阻隔了熱量的傳遞，為降低材料的熱導(dǎo)率做出主要貢獻(xiàn)。氣孔率的大小對(duì)材料的隔熱性能起到重要的作用。氣孔率越高，相同體積的隔熱耐火磚中孔壁所占的面積越小，隔熱耐火磚的熱導(dǎo)率越低。但是氣孔率的增加也是有限度的，若氣孔率過(guò)高，相同體積下隔熱耐火磚的固含量較少，材料的力學(xué)性能較差，達(dá)不到使用需求。?

另外氣孔的性質(zhì)對(duì)材料熱導(dǎo)率也有很大影響，開(kāi)口氣孔率和連通氣孔率高的隔熱耐火磚，熱導(dǎo)率要高于相同體積密度下閉氣孔率高的材料。?

(2)氣孔孔徑對(duì)隔熱材料熱導(dǎo)率的影響?

當(dāng)氣孔率一定時(shí)，氣孔孔徑越小，材料的熱導(dǎo)率越低，隔熱性能越好。這是因?yàn)樵谙嗤臍饪茁氏拢艄牧蟽?nèi)部的氣孔孔徑越小，相同體積的材料內(nèi)部氣孔的數(shù)量就會(huì)越多。一方面，隨著孔徑減小，氣體分子在氣孔內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)受到限制，發(fā)生在氣孔內(nèi)部的熱對(duì)流換熱量減少，材料的熱導(dǎo)率自然降低。另一方面，氣孔數(shù)量增加使得同體積內(nèi)的氣孔壁面積增加，增加了固相中的熱傳距離，即延長(zhǎng)了傳熱時(shí)間，使得材料的熱導(dǎo)率降低。當(dāng)氣孔孔徑大于0.1μm，材料的導(dǎo)熱系數(shù)符合Loeb模型。

孔徑大于1μm時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)與氣孔的形狀因子、孔徑、輻射常數(shù)、熱發(fā)射率及溫度的三次方成正比。?

而當(dāng)孔徑小于0.1μm時(shí)，材料熱導(dǎo)率的變化將不再遵循Loeb模型。若孔徑小到氣體分子運(yùn)動(dòng)自由程50nm時(shí)，氣體分子的運(yùn)動(dòng)受到限制，將被吸附在氣孔壁上不做運(yùn)動(dòng)，不再發(fā)生熱量傳遞。?

(3)固相對(duì)材料熱導(dǎo)率的影響?

發(fā)生在材料固相中的傳遞熱量的方式主要是傳導(dǎo)傳熱，即為晶格的熱振動(dòng)。若原料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容小，則隔熱耐火磚的隔熱能力加大。在1000℃以下隨著溫度的升高，大部分材料的熱導(dǎo)率大體呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì);在1000℃以上隨著溫度的升高，大部分材料的導(dǎo)熱系數(shù)呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。另外，非氧化物的導(dǎo)熱系數(shù)一般都高于氧化物的，而在氧化物中，鋁硅酸鹽類材料的導(dǎo)熱系數(shù)比純氧化物類材料小。因?yàn)橐话憔Ц窠Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)，內(nèi)部原子分布比較雜亂，熱量傳遞較慢，導(dǎo)熱系數(shù)就小。?

在低溫時(shí)玻璃相的熱導(dǎo)率比結(jié)晶相低，因?yàn)椴Ａ嘀性优帕械臒o(wú)序程度較高，受熱振動(dòng)時(shí)受到的阻力較大。但是玻璃相的粘度隨著溫度升高而減小，原子熱振動(dòng)的阻力減小，導(dǎo)熱系數(shù)相應(yīng)增大。對(duì)于結(jié)晶相來(lái)說(shuō)，溫度升高后，原子振動(dòng)幅度增加，使得運(yùn)動(dòng)自由程減小，反而降低導(dǎo)熱系數(shù)。?