绝热材料优化与设计

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1、绝热材料的固相（纤维和颗粒）成分及结构的优化和热设计
1.1固相成分本身的导热系数应仅可能低
1.2固相结构的成分应比较复杂且成非晶态，以降低固相导热因子的贡献。
1.3固相组分最好能形成固熔体以降低固相导热因子的贡献。
1.4固相物质的热辐射透射性尽可能小，折射率尽可能高，以阻挡和散射入射的热辐射抑制辐射导热因子的贡献。
2、绝热材料显微组织的优化和设计
2.1尽可能减少材料的气孔或空隙的尺度以减少λe、λc和λr同时还将提高材料的机械强度。
2.2应选着闭孔或连通性较少的气孔形态。
2.3如是层状气孔或空隙，在使用绝热材料是应使热流方向与气孔层状分布相垂直。（如岩棉要用横丝而非竖丝）
2.4固相颗粒应尽量小，在满足机械强度的前提下应选择更细小的纤维直径，即选择最佳纤维直径。
2.5应研发和选择中空的颗粒和纤维，这将显著提高绝热性能。

 

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3、绝热材料抗辐射导热的组分设计
3.1辐射反射型，添加金属粉体，或在绝热材料颗粒表面蒸镀高反射金属膜。
3.2辐射吸收型，如Cr2O3或碳黑微粉或细粉。
3.3辐射散射型，如ZrO2、TiO2、PbO等。
4、绝热材料的体积密度优化
通过相关经验公式进行初选，再经试验测试确定绝热材料在不同温度下的最佳体积密度范围，最佳体积密度将随使用温度的提高向高体积密度方向增大。

 

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体积密度对导热系数的影响，体积密度是影响材料有效热导率的一个重要和复杂的因素，在接近室温时，当体积密度小于140KG/M3时，随着容重的增大或气孔率的减少，对气相导热影响很小，辐射导热和对流导热略有下降，固相导热有所增加。绝热材料的导热是由各种导热因子共同决定的，在最佳体积密度以上随容重增加而增大。
绝热材料有如下几个规律：
1、绝热材料在每个温度下在某个体积范围都将出现一个有效导热系数最小值，该体积范围通常称为最佳体积密度。
2、随着温度的升高最佳体积密度也相应增大。主要是辐射贡献随温度的升高程3次方增大，要较少辐射贡献必须增加体积密度。
3、绝热材料在高温下最佳体积密度的最小导热率大于低温下最佳体积密度的导热系数。

 

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无机材料固相导热和组成元素的分子量有关：分子量差别远大导热系数越低。与分子结构有关：分子结构越复杂导热系数越低。

 

[耀阳]

关注一下。

 

[发泡大侠]

楼上文章是自己总结的还是摘录的？太启发我们保温研发技术人员了；先致敬意，再致谢意、、、

 

[355069167]

出自“材料大典”由许多院士、教授等共同完成的，我还没这个能力总结。

 

[发泡大侠]

出自“材料大典”由许多院士、教授等共同完成的，我还没这个能力总结。

怎么最近不见楼上发帖啊？请问能否把‘材料大典’的书号等详细资料介绍一下，我准备买一本、、、

 

[sceptic]

佩服佩服

都是经典哪