8个影响陶瓷纤维板导热系数的因素

8个影响陶瓷纤维板导热系数的因素

陶瓷纤维板的导热系数主要取决于其使用温度、孔隙率、孔隙结构和性质、体积密度、渣球含量、纤维直径、纤维湿度、使用氛围和纤维方向。以下是对影响陶瓷纤维板导热系数的8个因素的简要分析。

(1)使用温度

一般来说，陶瓷纤维板的导热系数随着温度的升高而增加。原因是由于温度的升高和气体和固体分子热运动的增加，孔壁之间的辐射传热、孔隙中的空气对流传热、固体纤维内部和纤维接触部位的导热比例增加。当温度升高到800℃以上时，陶瓷纤维板主要是辐射传热，温度越高，辐射传热比例越大。

(2)气孔率及气孔结构及性质

气孔率是指陶瓷纤维板中气孔体积与陶瓷纤维板总体积之比，以百分比表示。陶瓷纤维板的气孔充满空气，常温下空气导热系数仅为0.025w/(m.k)，远低于陶瓷纤维固体的传导传热。陶瓷纤维板是由固体纤维和其他固体和空气组成的混合结构。孔隙率高达80%。大量导热率低的空气充满孔隙，破坏固体分子的连续网络结构，从而获得优异的保温性能。上述分析表明，陶瓷纤维板的保温节能功能主要是利用孔隙中空气的保温功能。

孔的结构和性质主要影响陶瓷纤维板中空气的对流传热。孔径越大，相应陶瓷纤维板的体积密度越小，孔内空气的对流传热越大，陶瓷纤维板的导热系数值随温度的升高而影响越大。陶瓷纤维板内部的孔有连续孔（开口）、半连续气孔(开闭)、孤立气孔(闭口)等三种形式，以孤立气孔(闭口)结构的导热系数最小。

(3)体积密度

体积密度是指陶瓷纤维的重量与其体积之比。经研究，陶瓷纤维的导热系数与密度之间的关系有一定的规律。

4)渣球含量

渣球是一种高温熔融液在纤维化过程中未能成为纤维的球状颗粒。渣球含量是指耐火陶瓷纤维和产品中非纤维化物通过75微米标准筛孔后，筛余量占样品总量的百分比。随着渣球含量的增加，固体纤维的数量和纤维本身的密度会降低。因此，纤维产品的导热系数会提高，纤维产品的隔热性能会降低，纤维产品的强度和弹性也会降低。渣球含量对纤维产品导热系数的影响随着温度的升高而增加。

(5)纤维直径

当纤维产品密度相同时，纤维直径越细，孔尺寸越小，传热阻尼效果越大；其次，纤维越细，纤维总长度越长，导热阻尼增加，导热系数降低。另一方面，陶瓷纤维直径越细，产品加热线收缩越大，耐热性指标降低。为了获得的综合技术性能，纤维应具有适当的细度（直径），一般为2〜4微米为宜，

(6)纤维湿度

0℃时水的导热系数为0.522w/(m.k)，0.0247w/比同条件下空气的导热系数(m.k)超过20倍。因此，纤维湿度或含水量的增加必然会增加纤维产品的导热系数。如果纤维中孔隙中的水冻结成冰，则相同条件下冰的导热系数为2.32w/(m.k)，接近同一条件下空气导热系数的100倍。因此，对于管道保温工程，管道保温材料的湿度必须控制在荣盛耐材含量，管道外保护层的材料和结构应有相应的严格防潮要求，以确保纤维保温结构的保温性能。

(7)使用气氛

陶瓷纤维产品通常用于大气环境，孔隙中的气体是空气。因此，气相在陶瓷纤维产品中的作用实际上是空气的绝热作用。但在某些情况下，陶瓷纤维产品在真空、保护氛围或需要控制氛围的各种条件下使用，如氢气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和惰性气体，陶瓷纤维的导热系数值发生了变化。气体的导热系数与气体的组成和结构有关。一般来说，气体的分子量越小，结构越简单，导热系数就越大。

(8)纤维方向

当材料和体积密度相同时，热流方向与纤维垂直时的导热系数小于热流方向与纤维平行时的导热系数。一般来说，层铺结构的热流方向与纤维方向接近垂直，纤维产品的导热系数较小；然而，叠层结构的热流方向与纤维方向接近平行，纤维产品的导热系数较大。在材料和体积密度相同的情况下，叠层结构纤维产品的导热系数比层铺结构纤维产品高20%〜30%。