Độ dẫn nhiệt củatấm sợi gốmlà tổng của ba hiệu ứng truyền nhiệt gồm truyền nhiệt dẫn bên trong sợi rắn và phần tiếp xúc sợi trong tấm sợi gốm, truyền nhiệt đối lưu không khí trong các lỗ chân lông và truyền nhiệt bức xạ giữa các thành lỗ rỗng gồm các sợi rắn, v.v. , do đó nó còn được gọi là độ dẫn nhiệt tương đương hoặc độ dẫn nhiệt biểu kiến. Sau đây là phân tích ngắn gọn về 8 yếu tố trên ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt của tấm sợi gốm.
1. Sử dụng nhiệt độ
Nói chung, độ dẫn nhiệt của ván sợi gốm tăng khi nhiệt độ tăng. Nguyên nhân là do sự truyền nhiệt bức xạ giữa các thành lỗ rỗng, sự truyền nhiệt đối lưu của không khí trong lỗ chân lông và sự dẫn nhiệt bên trong sợi rắn và phần tiếp xúc với sợi đều tăng tỷ lệ thuận do nhiệt độ tăng và chuyển động nhiệt tăng cường. của các phân tử khí và rắn. Khi nhiệt độ tăng lên trên 800 độ, ván sợi gốm chủ yếu là truyền nhiệt bức xạ, nhiệt độ càng cao thì tỷ lệ truyền nhiệt bức xạ càng lớn.
2. Độ xốp, cấu trúc và tính chất lỗ rỗng
Độ xốp đề cập đến tỷ lệ thể tích lỗ rỗng trong tấm sợi gốm so với tổng thể tích của tấm sợi gốm, được biểu thị bằng phần trăm. Các lỗ của tấm sợi gốm chứa đầy không khí và độ dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ phòng chỉ là 0.025w/(mk), thấp hơn nhiều so với khả năng truyền nhiệt dẫn nhiệt của chất rắn sợi gốm. Tấm sợi gốm là một cấu trúc hỗn hợp bao gồm sợi rắn và không khí, có độ xốp lớn hơn 80%. Một lượng lớn không khí có độ dẫn nhiệt thấp được lấp đầy trong các lỗ rỗng, phá hủy cấu trúc mạng lưới liên tục của các phân tử rắn, từ đó đạt được hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời. Phân tích trên cho thấy chức năng cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng của tấm sợi gốm chủ yếu là tận dụng tác dụng cách nhiệt của không khí trong các lỗ rỗng.
Cấu trúc và tính chất lỗ rỗng chủ yếu ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt đối lưu của không khí trong tấm sợi gốm. Đường kính lỗ càng lớn thì mật độ thể tích tương ứng của tấm sợi gốm càng nhỏ và sự truyền nhiệt đối lưu của không khí trong lỗ càng lớn và ảnh hưởng của giá trị độ dẫn nhiệt của tấm sợi gốm càng lớn khi tăng nhiệt độ. Các lỗ chân lông bên trong tấm sợi gốm có ba dạng: lỗ chân lông liên tục (mở), lỗ chân lông bán liên tục (mở và đóng) và lỗ chân lông biệt lập (đóng). Độ dẫn nhiệt của cấu trúc lỗ cô lập (đóng) là nhỏ nhất.
3. Mật độ khối lượng
① Độ dẫn nhiệt của sợi gốm giảm khi mật độ tăng, nhưng mức giảm giảm dần, do đó khi mật độ vượt quá một phạm vi nhất định, độ dẫn nhiệt không còn giảm và có xu hướng tăng.
② Ở các nhiệt độ khác nhau, có độ dẫn nhiệt tối thiểu và giá trị mật độ tối thiểu tương ứng. Mật độ tương ứng với độ dẫn nhiệt tối thiểu tăng khi nhiệt độ tăng.
4. Hàm lượng bóng xỉ
Bóng xỉ là các hạt hình cầu không thể xơ hóa trong chất lỏng nóng chảy ở nhiệt độ cao trong quá trình xơ hóa. Hàm lượng bóng xỉ đề cập đến tỷ lệ chất không xơ hóa trong sợi gốm chịu lửa và các sản phẩm sau khi đi qua lỗ sàng tiêu chuẩn {{2} micron và cặn sàng chiếm tổng lượng mẫu. Khi hàm lượng các viên xỉ tăng lên, lượng sợi rắn sẽ giảm và mật độ của sợi sẽ giảm. Do đó, độ dẫn nhiệt của sản phẩm sợi sẽ tăng lên, hiệu suất cách nhiệt của sản phẩm sợi sẽ giảm đi, độ bền và độ đàn hồi của sản phẩm sợi sẽ giảm. Ảnh hưởng của hàm lượng bóng xỉ đến độ dẫn nhiệt của sản phẩm sợi tăng lên khi nhiệt độ tăng.
5. Đường kính sợi
Khi mật độ của tấm sợi gốm là như nhau, đường kính sợi càng mịn, kích thước lỗ rỗng càng nhỏ và tác dụng giảm chấn khi truyền nhiệt càng lớn; thứ hai, sợi càng mịn và tổng chiều dài sợi càng dài thì khả năng giảm dẫn nhiệt càng lớn, do đó độ dẫn nhiệt giảm. Mặt khác, đường kính của sợi gốm càng mịn thì độ co của đường truyền nhiệt của sản phẩm càng lớn và chỉ số chịu nhiệt càng thấp. Để đạt được hiệu suất kỹ thuật toàn diện tốt nhất, sợi phải có độ mịn (đường kính) phù hợp, thường là từ 2 đến 4 micron.
6. Độ ẩm sợi
Độ dẫn nhiệt của nước ở độ {{0}} là 0.522w/(mk), lớn hơn 20 lần so với độ dẫn nhiệt của không khí trong cùng điều kiện 0,0247w/ (mk). Do đó, việc tăng độ ẩm hoặc độ ẩm của sợi chắc chắn sẽ làm tăng tính dẫn nhiệt của sản phẩm sợi. Ví dụ, nước trong các lỗ của sợi đóng băng thành băng, vì độ dẫn nhiệt của băng trong cùng điều kiện là 2,32w/(mk), gần gấp 100 lần độ dẫn nhiệt của không khí trong cùng điều kiện. Vì lý do này, đối với các dự án cách nhiệt đường ống, độ ẩm của vật liệu cách nhiệt đường ống phải được kiểm soát ở hàm lượng thấp nhất, đồng thời phải có yêu cầu chống ẩm nghiêm ngặt tương ứng đối với vật liệu lớp bảo vệ bên ngoài và kết cấu của đường ống để đảm bảo hiệu suất cách nhiệt của cấu trúc cách nhiệt sợi.
7. Sử dụng bầu không khí
Thông thường, tấm sợi gốm được sử dụng trong môi trường khí quyển và khí trong lỗ chân lông là không khí. Vì vậy, vai trò của pha khí trong sản phẩm sợi gốm thực chất là vai trò cách nhiệt của không khí. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các sản phẩm sợi gốm được sử dụng trong môi trường chân không, môi trường bảo vệ hoặc các điều kiện khác nhau đòi hỏi môi trường được kiểm soát, chẳng hạn như sử dụng các môi trường như hydro, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrocarbon và khí trơ. Lúc này, giá trị độ dẫn nhiệt của sợi gốm thay đổi. Độ dẫn nhiệt của chất khí có liên quan đến thành phần và cấu trúc của chất khí. Nói chung, trọng lượng phân tử của khí càng nhỏ và cấu trúc càng đơn giản thì độ dẫn nhiệt của nó càng lớn.
8. Hướng sợi
Khi mật độ vật liệu và thể tích bằng nhau, độ dẫn nhiệt khi hướng dòng nhiệt vuông góc với sợi sẽ nhỏ hơn độ dẫn nhiệt khi hướng dòng nhiệt song song với sợi. Nói chung, hướng dòng nhiệt của cấu trúc phân lớp gần vuông góc với hướng sợi và độ dẫn nhiệt của sản phẩm sợi nhỏ; trong khi hướng dòng nhiệt của cấu trúc xếp chồng gần song song với hướng sợi và độ dẫn nhiệt của sản phẩm sợi lớn. Trong cùng điều kiện về mật độ vật liệu và thể tích, độ dẫn nhiệt của sản phẩm sợi cấu trúc xếp chồng cao hơn 20% đến 30% so với sản phẩm sợi cấu trúc phân lớp.
