影響無鈣硅磚導熱率的原因有哪些

　　熱導率是隔熱無鈣硅磚重要的指標之一，熱導率就是導熱系數(shù)，主要反映材料對熱量的傳導能力，為了提高窯爐的工作效率、降低熱量損失，多年來人們一直致力于研究導熱系數(shù)較小的隔熱硅磚。那么影響硅磚導熱率的原因有哪些呢?下面就跟隨小編一起了解下吧!

　　(1)氣孔率對熱導率的影響

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

　　另外氣孔的性質對材料熱導率也有很大影響，開口氣孔率和連通氣孔率高的無鈣硅磚，熱導率要高于相同體積密度下閉氣孔率高的材料。

　　(2)氣孔孔徑對隔熱材料熱導率的影響

　　當氣孔率一定時，氣孔孔徑越小，材料的熱導率越低，隔熱性能越好。這是因為在相同的氣孔率下，如果材料內部的氣孔孔徑越小，相同體積的材料內部氣孔的數(shù)量就會越多。一方面，隨著孔徑減小，氣體分子在氣孔內部的運動受到限 制，發(fā)生在氣孔內部的熱對流換熱量減少，無鈣硅磚的熱導率自然降低。另一方面，氣孔數(shù)量增加使得同體積內的氣孔壁面積增加，增加了固相中的熱傳距離，即延長了傳熱時間，使得材料的熱導率降低。當氣孔孔徑大于0.1，材料的導熱系數(shù)符合Loeb模型。

　　孔徑大于1時導熱系數(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。而當孔徑小于0.1時，材料熱導率的變化將不再遵循Loeb模型。若孔徑小到氣體分子運動自由程50nm時，氣體分子的運動受到限 制，將被吸附在氣孔壁上不做運動，不再發(fā)生熱量傳遞。

　　(3)固相對材料熱導率的影響

　　發(fā)生在材料固相中的傳遞熱量的方式主要是傳導傳熱，即為晶格的熱振動。若原料的導熱系數(shù)和熱容小，則無鈣硅磚的隔熱能力加大。在1000℃以下隨著溫度的升高，大部分材料的熱導率大體呈現(xiàn)出下降的趨勢;在1000℃以上隨著溫度的升高，大部分材料的導熱系數(shù)呈現(xiàn)出上升的趨勢。另外，非氧化物的導熱系數(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熱系數(shù)比純氧化物類材料小。因為一般晶格結構復雜的物質，內部原子分布比較雜亂，熱量傳遞較慢，導熱系數(shù)就小。

　　在低溫時玻璃相的熱導率比結晶相低，因為玻璃相中原子排列的無序程度較高，受熱振動時受到的阻力較大。但是玻璃相的粘度隨著溫度升高而減小，原子熱振動的阻力減小，導熱系數(shù)相應增大。對于結晶相來說，溫度升高后，原子振動幅度增加，使得運動自由程減小，反而降低導熱系數(shù)。

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