Thermische geleidbaarheid van silica baksteen

(1) Effect van porositeit op thermische geleidbaarheid.
Het wordt algemeen erkend dat de thermische geleidbaarheid van gassen veel kleiner is dan die van vaste stoffen. De hoge porositeit van het isolatiemateriaal blokkeert effectief de warmteoverdracht en levert een belangrijke bijdrage aan het verminderen van de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Porositeit speelt een belangrijke rol in de thermische isolatie-eigenschappen van materialen. Hoe hoger de porositeit, hoe kleiner het gebied dat door de poriewanden wordt ingenomen en hoe lager de thermische geleidbaarheid. Maar er is een grens aan de toename van de porositeit. Als de porositeit te hoog is, is het vastestofgehalte van hetzelfde volume warmte-isolerende vuurvaste stenen minder en zijn de mechanische eigenschappen van het materiaal slechter en kunnen ze niet aan de gebruikseisen voldoen.
Bovendien heeft de aard van de poriën een grote invloed op de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Bij dezelfde bulkdichtheid hebben vuurvaste stenen met hoge open porositeit en verbonden porositeit een hogere thermische geleidbaarheid dan materialen met hoge gesloten porositeit.

(2) Het effect van de poriegrootte op de thermische geleidbaarheid van thermische isolatiematerialen.
Wanneer de porositeit zeker is, geldt: hoe kleiner de poriegrootte, hoe lager de thermische geleidbaarheid, hoe beter de thermische isolatieprestaties. Dit komt omdat, bij dezelfde porositeit, als de poriegrootte in het materiaal klein is, het aantal poriën in hetzelfde materiaalvolume toeneemt. Enerzijds wordt, naarmate de poriegrootte kleiner wordt, de beweging van gasmoleculen in de poriën beperkt en neemt de hoeveelheid thermische convectie in de poriën af, waardoor de thermische geleidbaarheid van het materiaal op natuurlijke wijze afneemt. Aan de andere kant vergroot de toename van het aantal gaten het oppervlak van de poriënwand onder hetzelfde volume, wat de warmteoverdrachtsafstand van de vaste fase vergroot, de warmteoverdrachtstijd verlengt en de thermische geleidbaarheid van het materiaal vermindert. Wanneer de poriegrootte groter is dan 0.1, komt de thermische geleidbaarheid van het materiaal overeen met het Loeb-model.
Wanneer de poriegrootte groter is dan 1, is de thermische geleidbaarheid evenredig met de derde macht van de vormfactor, poriegrootte, stralingsconstante, thermische emissiviteit en temperatuur. Wanneer de poriegrootte kleiner is dan 0.1, zal de verandering in thermische geleidbaarheid van het materiaal niet langer het Loeb-model volgen. Als de poriegrootte zo klein is als 50 nm, zal de beweging van de gasmoleculen beperkt zijn en zonder beweging zullen ze worden geadsorbeerd aan de poriewand en zal er geen warmteoverdracht plaatsvinden.

(3) Het effect van vaste fase op de thermische geleidbaarheid van het materiaal.
De warmteoverdrachtsmodus van de vaste fase van het materiaal is hoofdzakelijk geleidingswarmteoverdracht, dat wil zeggen de thermische trilling van het rooster. Als de thermische geleidbaarheid en warmtecapaciteit van grondstoffen klein zijn, zal het thermische isolatievermogen van vuurvaste stenen toenemen. 1000 graden lager, met de stijging van de temperatuur, is het grootste deel van de thermische geleidbaarheid van het materiaal over het algemeen een neerwaartse trend; met de temperatuur boven de 1000 graden is het grootste deel van de thermische geleidbaarheid van het materiaal een opwaartse trend. Bovendien is de thermische geleidbaarheid van niet-oxiden in het algemeen hoger dan die van oxiden, en onder de oxiden is de thermische geleidbaarheid van aluminosilicaatmaterialen kleiner dan die van zuivere oxidematerialen. Vanwege de algemene complexe roosterstructuur is de interne verdeling van atomen chaotisch, is de warmteoverdracht langzaam en is de thermische geleidbaarheid klein.