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影响轻质隔热砖性能的因素有哪些

发布日期:2019-11-19 作者:郑州华鑫高温材料有限公司 点击:

  轻质隔热砖由于结构复杂、工作环境恶劣,因此影响其隔热效果的因素很多。而且各个因素相互影响,相互联系,很难精确的进行分析研究。但是,在众多的影响因素中,材料的组成与结构、气孔率及气孔的特征、体积密度、温度为主要因素。

  (1)材料的组成与结构

  材料的化学矿物组成与结晶结构是影响轻质隔热砖导热系数的首要因素。一般来说,轻质隔热砖的晶体结构越复杂,其导热系数越小。材料的固相可简单分为结晶相和玻璃相。当原子(离子)由于振动以及相互碰撞作用把动能从动能较高的原子(离子)传递给动能较低的其它原子(离子),且玻璃相中的原子(离子)为无序排列,运动时遇到的阻力比有序排列的结晶相要高。因此玻璃相要比结晶相的导热系数低。但是,当温度升高到一定程度时,玻璃相的粘度降低,原子(离子)的运动阻力减小,玻璃相的导热系数也就随之增加了。而结晶相则与之相反,当温度升高,原子(离子)的动能增加,振动增大,导致自由程缩短,导热系数随之下降。在轻质隔热砖的内部结构中,固相间被许多大小不一的气孔所分隔,对热量不能形成连续的固相传递,气相传热代替了大部分的固相传热,因此导热系数很低。

轻质隔热砖.jpg

  (2)气孔率及气孔的特征

  耐火材料的气孔率与导热系数成反比,随着气孔率的增加,导热系数直线上升。在这一点上,轻质隔热砖表现的尤为突出。但是对于相同的气孔率来说,气孔的尺寸越小、分布越均匀、则导热系数越小。当气孔尺寸小到一定程度后,气孔内的空气完全被气孔壁吸附,使气孔内部接近于真空状态,导热系数降到最低。而当气孔尺寸增大到一定程度时,气孔内壁间的热辐射和气孔内的空气进行的对流换热增加了,导热系数增加。据相关文献指出,小气孔中热辐射很小,气孔很大时,特别是沿着射流方向的长形气孔,能增大热辐射的效能,有时甚至出现带有气孔制品的热传导要比致密制品大的个别现象。闭口气孔的导热系数要比开口气孔的导热系数低。

  (3)体积密度

  轻质隔热砖的导热系数与体积密度成线性关系,即导热系数随体积密度的增加而增大。体积密度的大小直接体现了轻质隔热砖内部气孔率的多小。体积密度小,说明制品内部的孔隙多,固体粒子之间的接触点减小,热量的固相传导率降低,从而导热系数下降。

  (4)温度

  轻质隔热砖的导热系数与温度呈线性关系,即导热系数随着温度的升高而增大。但相对于致密耐火材料,轻质隔热砖的导热系数随温度的增加幅度小得多。这是由于致密耐火材料主要为固相传热,温度增加时制品内的分子的热运动加剧,提高了升导热系数。在轻质隔热砖中,其组织结构大多为气相结构(65~78%),温度升高时气相的导热系数的变化幅度总是小于固相。


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关键词:耐火材料,轻质隔热砖,隔热砖

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