
巖棉板作為保溫材料,它的規格有多種密度,如每立方60KG,每立方100KG等,不同的密度與導熱也存在一定的聯系,以下,就用物體的導熱系數來進行大概的說明。
導熱系數(通常表示為k 、λ或κ )是屬性導熱的材料. 它主要根據傅立葉定律進行評估用于熱傳導. 熱導率的建模非常復雜,因為有許多因素會影響它,而且更復雜的是,在一個完整的模型中,必須將熱導率視為張量,因為在不同的方向上可能有不同的值。
然而,您(nin)可以找到(dao)將熱(re)導率與密度相關聯的(de)實驗,但是(shi),仍然還有幾個更直接的(de)因素會影響熱(re)導率:
溫度
對于金屬和非金屬,溫度對熱導率的影響是不同的。在金屬中,熱導率主要是由于自由電子。遵循Wiedemann-Franz 定律,金屬的熱導率大約與絕對溫度成正比(以開爾文為單位) 乘以電導率。在純金屬中,電導率隨著溫度的升高而降低,因此兩者的乘積(熱導率)保持大致恒定。然而,隨著溫度接近絕對零,熱導率急劇下降。
在合金中(zhong),電導(dao)(dao)(dao)率的(de)變化通(tong)常(chang)較小,因(yin)此熱(re)導(dao)(dao)(dao)率隨溫(wen)(wen)度(du)增(zeng)加,通(tong)常(chang)與溫(wen)(wen)度(du)成正(zheng)比。另一方面,非(fei)金屬的(de)熱(re)導(dao)(dao)(dao)率主要是由于(yu)晶格振動(聲子(zi))。除了低(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)高質量晶體外,聲子(zi)平均自(zi)由程(cheng)在高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)沒有顯著降低(di)。因(yin)此,非(fei)金屬的(de)熱(re)導(dao)(dao)(dao)率在高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)大(da)致恒定。在遠低(di)于(yu)德拜溫(wen)(wen)度(du)的(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia),由于(yu)載流子(zi)散射(she),熱(re)導(dao)(dao)(dao)率降低(di),熱(re)容量也降低(di)從非(fei)常(chang)低(di)的(de)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)的(de)缺陷。
化學相
當材料經歷從固(gu)體(ti)到液體(ti)或從液體(ti)到氣體(ti)的(de)相變時,熱(re)導率可能會發生變化(hua)。這方面(mian)的(de)一(yi)個例子是(shi)當冰(0°C 時的(de)熱(re)導率為 2.18 W/(m·K))融化(hua)形成液態水(0°C 時的(de)熱(re)導率為 0.56 W/(m·K))時發生的(de)熱(re)導率變化(hua)。 0℃)。
熱各向異性
一(yi)些(xie)物質,如非立方 水晶(jing),由于聲子的(de)(de)(de)差(cha)異,可以沿不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)晶(jing)軸(zhou)表現出不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)熱(re)(re)導(dao)(dao)率(lv)沿給定(ding)晶(jing)軸(zhou)耦合(he)。藍寶石是基于方向(xiang)(xiang)(xiang)和溫(wen)度的(de)(de)(de)可變熱(re)(re)導(dao)(dao)率(lv)的(de)(de)(de)一(yi)個顯(xian)著示(shi)例(li),沿 C 軸(zhou)為 35 W/(m·K),沿 A 軸(zhou)為 32 W/(m·K)。木頭通常沿紋(wen)理(li)的(de)(de)(de)傳導(dao)(dao)比穿過它的(de)(de)(de)要好(hao)。熱(re)(re)導(dao)(dao)率(lv)隨方向(xiang)(xiang)(xiang)變化的(de)(de)(de)材料的(de)(de)(de)其(qi)他示(shi)例(li)是經過重度冷壓的(de)(de)(de)金屬,層壓的(de)(de)(de)材料,電纜,用于航天(tian)飛機熱(re)(re)保護系統的(de)(de)(de)材料, 和纖維增強(qiang)復合(he)材料結構。當存在(zai)各向(xiang)(xiang)(xiang)異性時,熱(re)(re)流的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)(xiang)可能與熱(re)(re)梯度的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)完全相同(tong)(tong)。
電導率
在金屬中,根據Wiedemann-Franz 定律,熱(re)(re)導(dao)率近似地跟(gen)蹤(zong)電(dian)(dian)導(dao)率,作為自由(you)移動的價(jia)電(dian)(dian)子不(bu)(bu)僅可(ke)以(yi)傳遞(di)電(dian)(dian)流,還可(ke)以(yi)傳遞(di)熱(re)(re)能。然而(er),由(you)于(yu)(yu)聲子的重要性增加,電(dian)(dian)導(dao)率和(he)熱(re)(re)導(dao)率之間的一般相關性不(bu)(bu)適用于(yu)(yu)其他材料(liao)非(fei)金屬熱(re)(re)量的載體。高導(dao)電(dian)(dian)銀導(dao)熱(re)(re)性低于(yu)(yu)鉆石, 它是一種(zhong)電(dian)(dian)絕緣(yuan)體,但(dan)由(you)于(yu)(yu)其有序的原子排列,它通過聲子傳導(dao)熱(re)(re)量。
對流
具(ju)有(you)低導(dao)熱(re)性陶瓷涂層的排氣(qi)(qi)系統部(bu)件可減少附(fu)近敏感部(bu)件的發熱(re)。在沒有(you)對流(liu)的情況(kuang)下,空氣(qi)(qi)和(he)其(qi)他氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)常(chang)是良好的絕(jue)緣體(ti)(ti)。因此(ci),許(xu)多絕(jue)緣材料僅通(tong)過(guo)具(ju)有(you)大量防止(zhi)大規模(mo)對流(liu)的充氣(qi)(qi)袋(dai)來發揮作用。這(zhe)些例子(zi)包括膨(peng)脹(zhang)和(he)擠壓聚苯(ben)乙烯(xi)(通(tong)常(chang)稱為“聚苯(ben)乙烯(xi)泡沫塑料”)和(he)二氧化硅(gui)氣(qi)(qi)凝膠(jiao),還有(you)保暖的衣服。毛(mao)皮(pi)和(he)羽毛(mao)等天然生物絕(jue)緣體(ti)(ti)通(tong)過(guo)顯(xian)著抑制動物皮(pi)膚附(fu)近的空氣(qi)(qi)或(huo)水的對流(liu)來達到類似的效果。
輕質(zhi)氣(qi)(qi)體,例(li)如氫氣(qi)(qi)和氦通常具(ju)有(you)高導(dao)(dao)熱性(xing)。氙(xian)氣(qi)(qi)等稠密(mi)氣(qi)(qi)體和二(er)氯二(er)氟甲烷具(ju)有(you)低導(dao)(dao)熱性(xing)。一個例(li)外,六氟化硫,一種致密(mi)的氣(qi)(qi)體,由于其高熱容量而具(ju)有(you)相對較(jiao)高的熱導(dao)(dao)率. 氬氣(qi)(qi),一種比空氣(qi)(qi)密(mi)度更大(da)的氣(qi)(qi)體,通常用于中空玻(bo)璃(li)(雙層玻(bo)璃(li)窗)以提高其絕緣特性(xing)。

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