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岩棉的密度与导热的关系

岩棉板施工

岩棉板作为保温材料,它的规格有多种密度,如每立方60KG,每立方100KG等,不同的密度与导热也存在一定的联系,以下,就用物体的导热系数来进行大概的说明。
导热系数(通常表示为k 、λ或κ )是属性导热的材料. 它主要根据傅立叶定律进行评估用于热传导. 热导率的建模非常复杂,因为有许多因素会影响它,而且更复杂的是,在一个完整的模型中,必须将热导率视为张量,因为在不同的方向上可能有不同的值。
然而,您可以找到将热导率与密度相关联的实验,但是,仍然还有几个更直接的因素会影响热导率:

温度
对于金属和非金属,温度对热导率的影响是不同的。在金属中,热导率主要是由于自由电子。遵循Wiedemann-Franz 定律,金属的热导率大约与绝对温度成正比(以开尔文为单位) 乘以电导率。在纯金属中,电导率随着温度的升高而降低,因此两者的乘积(热导率)保持大致恒定。然而,随着温度接近绝对零,热导率急剧下降。
在合金中,电导率的变化通常较小,因此热导率随温度增加,通常与温度成正比。另一方面,非金属的热导率主要是由于晶格振动(声子)。除了低温下的高质量晶体外,声子平均自由程在高温下没有显着降低。因此,非金属的热导率在高温下大致恒定。在远低于德拜温度的低温下,由于载流子散射,热导率降低,热容量也降低从非常低的温度下的缺陷。

化学相
当材料经历从固体到液体或从液体到气体的相变时,热导率可能会发生变化。这方面的一个例子是当冰(0°C 时的热导率为 2.18 W/(m·K))融化形成液态水(0°C 时的热导率为 0.56 W/(m·K))时发生的热导率变化。 0℃)。

热各向异性
一些物质,如非立方 水晶,由于声子的差异,可以沿不同的晶轴表现出不同的热导率沿给定晶轴耦合。蓝宝石是基于方向和温度的可变热导率的一个显着示例,沿 C 轴为 35 W/(m·K),沿 A 轴为 32 W/(m·K)。木头通常沿纹理的传导比穿过它的要好。热导率随方向变化的材料的其他示例是经过重度冷压的金属,层压的材料,电缆,用于航天飞机热保护系统的材料, 和纤维增强复合材料结构。当存在各向异性时,热流的方向可能与热梯度的方向不完全相同。

电导率
在金属中,根据Wiedemann-Franz 定律,热导率近似地跟踪电导率,作为自由移动的价电子不仅可以传递电流,还可以传递热能。然而,由于声子的重要性增加,电导率和热导率之间的一般相关性不适用于其他材料非金属热量的载体。高导电银导热性低于钻石, 它是一种电绝缘体,但由于其有序的原子排列,它通过声子传导热量。

对流
具有低导热性陶瓷涂层的排气系统部件可减少附近敏感部件的发热。在没有对流的情况下,空气和其他气体通常是良好的绝缘体。因此,许多绝缘材料仅通过具有大量防止大规模对流的充气袋来发挥作用。这些例子包括膨胀和挤压聚苯乙烯(通常称为“聚苯乙烯泡沫塑料”)和二氧化硅气凝胶,还有保暖的衣服。毛皮和羽毛等天然生物绝缘体通过显着抑制动物皮肤附近的空气或水的对流来达到类似的效果。

轻质气体,例如氢气和氦通常具有高导热性。氙气等稠密气体和二氯二氟甲烷具有低导热性。一个例外,六氟化硫,一种致密的气体,由于其高热容量而具有相对较高的热导率. 氩气,一种比空气密度更大的气体,通常用于中空玻璃(双层玻璃窗)以提高其绝缘特性。