巖棉板作為保溫材料,它的規(guī)格有多種密度,如每立方60KG,每立方100KG等,不同的密度與導(dǎo)熱也存在一定的聯(lián)系,以下,就用物體的導(dǎo)熱系數(shù)來進行大概的說明。
導(dǎo)熱系數(shù)(通常表示為k 、λ或κ )是屬性導(dǎo)熱的材料. 它主要根據(jù)傅立葉定律進行評估用于熱傳導(dǎo). 熱導(dǎo)率的建模非常復(fù)雜,因為有許多因素會影響它,而且更復(fù)雜的是,在一個完整的模型中,必須將熱導(dǎo)率視為張量,因為在不同的方向上可能有不同的值。
然而,您可以找到將熱導(dǎo)率與密度相關(guān)聯(lián)的實驗,但是,仍然還有幾個更直接的因素會影響熱導(dǎo)率:
溫度
對于金屬和非金屬,溫度對熱導(dǎo)率的影響是不同的。在金屬中,熱導(dǎo)率主要是由于自由電子。遵循Wiedemann-Franz 定律,金屬的熱導(dǎo)率大約與絕對溫度成正比(以開爾文為單位) 乘以電導(dǎo)率。在純金屬中,電導(dǎo)率隨著溫度的升高而降低,因此兩者的乘積(熱導(dǎo)率)保持大致恒定。然而,隨著溫度接近絕對零,熱導(dǎo)率急劇下降。
在合金中,電導(dǎo)率的變化通常較小,因此熱導(dǎo)率隨溫度增加,通常與溫度成正比。另一方面,非金屬的熱導(dǎo)率主要是由于晶格振動(聲子)。除了低溫下的高質(zhì)量晶體外,聲子平均自由程在高溫下沒有顯著降低。因此,非金屬的熱導(dǎo)率在高溫下大致恒定。在遠低于德拜溫度的低溫下,由于載流子散射,熱導(dǎo)率降低,熱容量也降低從非常低的溫度下的缺陷。
化學(xué)相
當材料經(jīng)歷從固體到液體或從液體到氣體的相變時,熱導(dǎo)率可能會發(fā)生變化。這方面的一個例子是當冰(0°C 時的熱導(dǎo)率為 2.18 W/(m·K))融化形成液態(tài)水(0°C 時的熱導(dǎo)率為 0.56 W/(m·K))時發(fā)生的熱導(dǎo)率變化。 0℃)。
熱各向異性
一些物質(zhì),如非立方 水晶,由于聲子的差異,可以沿不同的晶軸表現(xiàn)出不同的熱導(dǎo)率沿給定晶軸耦合。藍寶石是基于方向和溫度的可變熱導(dǎo)率的一個顯著示例,沿 C 軸為 35 W/(m·K),沿 A 軸為 32 W/(m·K)。木頭通常沿紋理的傳導(dǎo)比穿過它的要好。熱導(dǎo)率隨方向變化的材料的其他示例是經(jīng)過重度冷壓的金屬,層壓的材料,電纜,用于航天飛機熱保護系統(tǒng)的材料, 和纖維增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。當存在各向異性時,熱流的方向可能與熱梯度的方向不完全相同。
電導(dǎo)率
在金屬中,根據(jù)Wiedemann-Franz 定律,熱導(dǎo)率近似地跟蹤電導(dǎo)率,作為自由移動的價電子不僅可以傳遞電流,還可以傳遞熱能。然而,由于聲子的重要性增加,電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率之間的一般相關(guān)性不適用于其他材料非金屬熱量的載體。高導(dǎo)電銀導(dǎo)熱性低于鉆石, 它是一種電絕緣體,但由于其有序的原子排列,它通過聲子傳導(dǎo)熱量。
對流
具有低導(dǎo)熱性陶瓷涂層的排氣系統(tǒng)部件可減少附近敏感部件的發(fā)熱。在沒有對流的情況下,空氣和其他氣體通常是良好的絕緣體。因此,許多絕緣材料僅通過具有大量防止大規(guī)模對流的充氣袋來發(fā)揮作用。這些例子包括膨脹和擠壓聚苯乙烯(通常稱為“聚苯乙烯泡沫塑料”)和二氧化硅氣凝膠,還有保暖的衣服。毛皮和羽毛等天然生物絕緣體通過顯著抑制動物皮膚附近的空氣或水的對流來達到類似的效果。
輕質(zhì)氣體,例如氫氣和氦通常具有高導(dǎo)熱性。氙氣等稠密氣體和二氯二氟甲烷具有低導(dǎo)熱性。一個例外,六氟化硫,一種致密的氣體,由于其高熱容量而具有相對較高的熱導(dǎo)率. 氬氣,一種比空氣密度更大的氣體,通常用于中空玻璃(雙層玻璃窗)以提高其絕緣特性。