Conductividad térmica del ladrillo de sílice

(1) Efecto de la porosidad sobre la conductividad térmica.
Generalmente se reconoce que la conductividad térmica de los gases es mucho menor que la de los sólidos. La alta porosidad del material aislante bloquea eficazmente la transferencia de calor y contribuye en gran medida a reducir la conductividad térmica del material. La porosidad juega un papel importante en las propiedades de aislamiento térmico de los materiales. Cuanto mayor es la porosidad, menor es el área ocupada por las paredes de los poros y menor es la conductividad térmica. Pero hay un límite para el aumento de la porosidad. Si la porosidad es demasiado alta, el contenido de sólidos del mismo volumen de ladrillos refractarios termoaislantes es menor y las propiedades mecánicas del material son peores y no pueden cumplir con los requisitos de uso.
Además, la naturaleza de los poros tiene una gran influencia en la conductividad térmica del material. En la misma densidad aparente, los ladrillos refractarios de alta porosidad abierta y de porosidad conectada tienen una mayor conductividad térmica que los materiales de alta porosidad cerrada.

(2) El efecto del tamaño de los poros sobre la conductividad térmica de los materiales de aislamiento térmico.
Cuando la porosidad es cierta, cuanto menor sea el tamaño de los poros, menor será la conductividad térmica y mejor será el rendimiento del aislamiento térmico. Esto se debe a que, a la misma porosidad, si el tamaño de los poros en el material es pequeño, el número de poros en el mismo volumen de material aumenta. Por un lado, a medida que disminuye el tamaño de los poros, el movimiento de las moléculas de gas en los poros se restringe y la cantidad de convección térmica en los poros disminuye, por lo que la conductividad térmica del material disminuye naturalmente. Por otro lado, el aumento en el número de orificios aumenta el área de la pared de los poros bajo el mismo volumen, lo que aumenta la distancia de transferencia de calor de la fase sólida, prolonga el tiempo de transferencia de calor y reduce la conductividad térmica del material. Cuando el tamaño de poro es mayor que 0.1, la conductividad térmica del material se ajusta al modelo de Loeb.
Cuando el tamaño de poro es mayor que 1, la conductividad térmica es proporcional al cubo del factor de forma, tamaño de poro, constante de radiación, emisividad térmica y temperatura. Cuando el tamaño de poro es menor que 0.1, el cambio en la conductividad térmica del material ya no seguirá el modelo de Loeb. Si el tamaño de los poros es tan pequeño como 50 nm, el movimiento de las moléculas de gas será limitado y, sin movimiento, serán adsorbidas en la pared del poro y no se producirá transferencia de calor.

(3) El efecto de la fase sólida sobre la conductividad térmica del material.
El modo de transferencia de calor de la fase sólida del material es principalmente la transferencia de calor por conducción, es decir, la vibración térmica de la red. Si la conductividad térmica y la capacidad calorífica de las materias primas son pequeñas, la capacidad de aislamiento térmico de los ladrillos refractarios aumentará. 1000 grados por debajo, con el aumento de temperatura, la mayor parte de la conductividad térmica del material es generalmente una tendencia a la baja; Con una temperatura superior a 1000 grados, la mayor parte de la conductividad térmica del material tiene una tendencia ascendente. Además, la conductividad térmica de los no óxidos es generalmente mayor que la de los óxidos, y entre los óxidos, la conductividad térmica de los materiales de aluminosilicato es menor que la de los materiales de óxido puro. Debido a la compleja estructura reticular general, la distribución interna de los átomos es caótica, la transferencia de calor es lenta y la conductividad térmica es pequeña.