Maons de sílice d'alta conductivitat tèrmica

(1) Efecte de la porositat sobre la conductivitat tèrmica.
En general, es reconeix que la conductivitat tèrmica dels gasos és molt menor que la dels sòlids. L'alta porositat del material aïllant bloqueja eficaçment la transferència de calor i fa una contribució important a la reducció de la conductivitat tèrmica del material. La porositat té un paper important en les propietats d'aïllament tèrmic dels materials. Com més gran sigui la porositat, menor serà l'àrea ocupada per les parets dels porus i menor conductivitat tèrmica. Però hi ha un límit per a l'augment de la porositat. Si la porositat és massa alta, el contingut sòlid del mateix volum de maons refractaris aïllants de calor- és menor i les propietats mecàniques del material són més pobres i no poden complir els requisits d'ús.
A més, la naturalesa dels porus té una gran influència en la conductivitat tèrmica del material. En la mateixa densitat a granel, els maons refractaris d'alta porositat oberta i de porositat connectada tenen una conductivitat tèrmica més alta que els materials d'alta porositat tancada.

(2) L'efecte de la mida dels porus sobre la conductivitat tèrmica dels materials d'aïllament tèrmic.
Quan la porositat és certa, com més petita sigui la mida dels porus, menor serà la conductivitat tèrmica, millor serà el rendiment d'aïllament tèrmic. Això és degut a que, amb la mateixa porositat, si la mida dels porus del material és petita, augmenta el nombre de porus del mateix volum de material. D'una banda, a mesura que la mida dels porus disminueix, el moviment de les molècules de gas als porus es restringeix i la quantitat de convecció tèrmica en els porus disminueix, per tant la conductivitat tèrmica del material disminueix de manera natural. D'altra banda, l'augment del nombre de forats augmenta l'àrea de la paret del porus sota el mateix volum, la qual cosa augmenta la distància de transferència de calor de la fase sòlida, allarga el temps de transferència de calor i redueix la conductivitat tèrmica del material. Quan la mida dels porus és superior a 0,1, la conductivitat tèrmica del material s'ajusta al model de Loeb.
Quan la mida dels porus és superior a 1, la conductivitat tèrmica és proporcional al cub del factor de forma, la mida dels porus, la constant de radiació, l'emissivitat tèrmica i la temperatura. Quan la mida dels porus és inferior a 0,1, el canvi en la conductivitat tèrmica del material ja no seguirà el model de Loeb. Si la mida dels porus és tan petita com 50 nm, el moviment de les molècules de gas estarà limitat i, sense moviment, s'adsorbiran a la paret del porus i no es produirà cap transferència de calor.

(3) L'efecte de la fase sòlida sobre la conductivitat tèrmica del material.
El mode de transferència de calor de la fase sòlida del material és principalment la transferència de calor per conducció, és a dir, la vibració tèrmica de la gelosia. Si la conductivitat tèrmica i la capacitat de calor de les matèries primeres són petites, la capacitat d'aïllament tèrmic dels maons refractaris augmentarà . 1000 graus per sota, amb l'augment de la temperatura, la major part de la conductivitat tèrmica del material és generalment una tendència a la baixa; amb la temperatura superior a 1000 graus, la major part de la conductivitat tèrmica del material és una tendència a l'alça. A més, la conductivitat tèrmica dels no-òxids és generalment més alta que la dels òxids, i entre els òxids, la conductivitat tèrmica dels materials d'aluminosilicat és menor que la dels materials d'òxid pur. A causa de la complexa estructura de gelosia general, la distribució interna dels àtoms és caòtica, la transferència de calor és lenta i la conductivitat tèrmica és petita.