8個(gè)影響陶瓷纖維板導(dǎo)熱系數(shù)的因素

8個(gè)影響陶瓷纖維板導(dǎo)熱系數(shù)的因素

陶瓷纖維板的導(dǎo)熱系數(shù)主要取決于其使用溫度、孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、體積密度、渣球含量、纖維直徑、纖維濕度、使用氛圍和纖維方向。以下是對(duì)影響陶瓷纖維板導(dǎo)熱系數(shù)的8個(gè)因素的簡(jiǎn)要分析。

(1)使用溫度

一般來(lái)說(shuō)，陶瓷纖維板的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增加。原因是由于溫度的升高和氣體和固體分子熱運(yùn)動(dòng)的增加，孔壁之間的輻射傳熱、孔隙中的空氣對(duì)流傳熱、固體纖維內(nèi)部和纖維接觸部位的導(dǎo)熱比例增加。當(dāng)溫度升高到800℃以上時(shí)，陶瓷纖維板主要是輻射傳熱，溫度越高，輻射傳熱比例越大。

(2)氣孔率及氣孔結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

氣孔率是指陶瓷纖維板中氣孔體積與陶瓷纖維板總體積之比，以百分比表示。陶瓷纖維板的氣孔充滿(mǎn)空氣，常溫下空氣導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.025w/(m.k)，遠(yuǎn)低于陶瓷纖維固體的傳導(dǎo)傳熱。陶瓷纖維板是由固體纖維和其他固體和空氣組成的混合結(jié)構(gòu)?？紫堵矢哌_(dá)80%。大量導(dǎo)熱率低的空氣充滿(mǎn)孔隙，破壞固體分子的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而獲得優(yōu)異的保溫性能。上述分析表明，陶瓷纖維板的保溫節(jié)能功能主要是利用孔隙中空氣的保溫功能。

孔的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)主要影響陶瓷纖維板中空氣的對(duì)流傳熱?？讖皆酱?，相應(yīng)陶瓷纖維板的體積密度越小，孔內(nèi)空氣的對(duì)流傳熱越大，陶瓷纖維板的導(dǎo)熱系數(shù)值隨溫度的升高而影響越大。陶瓷纖維板內(nèi)部的孔有連續(xù)孔（開(kāi)口）、半連續(xù)氣孔(開(kāi)閉)、孤立氣孔(閉口)等三種形式，以孤立氣孔(閉口)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)榮盛耐材 小。

(3)體積密度

體積密度是指陶瓷纖維的重量與其體積之比。經(jīng)研究，陶瓷纖維的導(dǎo)熱系數(shù)與密度之間的關(guān)系有一定的規(guī)律。

4)渣球含量

渣球是一種高溫熔融液在纖維化過(guò)程中未能成為纖維的球狀顆粒。渣球含量是指耐火陶瓷纖維和產(chǎn)品中非纖維化物通過(guò)75微米標(biāo)準(zhǔn)篩孔后，篩余量占樣品總量的百分比。隨著渣球含量的增加，固體纖維的數(shù)量和纖維本身的密度會(huì)降低。因此，纖維產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)提高，纖維產(chǎn)品的隔熱性能會(huì)降低，纖維產(chǎn)品的強(qiáng)度和彈性也會(huì)降低。渣球含量對(duì)纖維產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)的影響隨著溫度的升高而增加。

(5)纖維直徑

當(dāng)纖維產(chǎn)品密度相同時(shí)，纖維直徑越細(xì)，孔尺寸越小，傳熱阻尼效果越大；其次，纖維越細(xì)，纖維總長(zhǎng)度越長(zhǎng)，導(dǎo)熱阻尼增加，導(dǎo)熱系數(shù)降低。另一方面，陶瓷纖維直徑越細(xì)，產(chǎn)品加熱線(xiàn)收縮越大，耐熱性指標(biāo)降低。為了獲得的綜合技術(shù)性能，纖維應(yīng)具有適當(dāng)?shù)募?xì)度（直徑），一般為2?4微米為宜，

(6)纖維濕度

0℃時(shí)水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.522w/(m.k)，0.0247w/比同條件下空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(m.k)超過(guò)20倍。因此，纖維濕度或含水量的增加必然會(huì)增加纖維產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)。如果纖維中孔隙中的水凍結(jié)成冰，則相同條件下冰的導(dǎo)熱系數(shù)為2.32w/(m.k)，接近同一條件下空氣導(dǎo)熱系數(shù)的100倍。因此，對(duì)于管道保溫工程，管道保溫材料的濕度必須控制在榮盛耐材含量，管道外保護(hù)層的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)有相應(yīng)的嚴(yán)格防潮要求，以確保纖維保溫結(jié)構(gòu)的保溫性能。

(7)使用氣氛

陶瓷纖維產(chǎn)品通常用于大氣環(huán)境，孔隙中的氣體是空氣。因此，氣相在陶瓷纖維產(chǎn)品中的作用實(shí)際上是空氣的絕熱作用。但在某些情況下，陶瓷纖維產(chǎn)品在真空、保護(hù)氛圍或需要控制氛圍的各種條件下使用，如氫氣、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔锖投栊詺怏w，陶瓷纖維的導(dǎo)熱系數(shù)值發(fā)生了變化。氣體的導(dǎo)熱系數(shù)與氣體的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，氣體的分子量越小，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，導(dǎo)熱系數(shù)就越大。

(8)纖維方向

當(dāng)材料和體積密度相同時(shí)，熱流方向與纖維垂直時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)小于熱流方向與纖維平行時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，層鋪結(jié)構(gòu)的熱流方向與纖維方向接近垂直，纖維產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)較??；然而，疊層結(jié)構(gòu)的熱流方向與纖維方向接近平行，纖維產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)較大。在材料和體積密度相同的情況下，疊層結(jié)構(gòu)纖維產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)比層鋪結(jié)構(gòu)纖維產(chǎn)品高20%?30%。