巖棉板作為保溫材料,它的規格有多種密度,如每立方60KG,每立方100KG等,不同的密度與導熱也存在一定的聯系,以下,就用物體的導熱系數來進行大概的說明。
導熱系數(通常表示為k 、λ或κ )是屬性導熱的材料. 它主要根據傅立葉定律進行評估用于熱傳導. 熱導率的建模非常復雜,因為有許多因素會影響它,而且更復雜的是,在一個完整的模型中,必須將熱導率視為張量,因為在不同的方向上可能有不同的值。
然而,您可以找到將熱導率與密度相關聯的實驗,但是,仍然還有幾個更直接的因素會影響熱導率:
溫度
對于金屬和非金屬,溫度對熱導率的影響是不同的。在金屬中,熱導率主要是由于自由電子。遵循Wiedemann-Franz 定律,金屬的熱導率大約與絕對溫度成正比(以開爾文為單位) 乘以電導率。在純金屬中,電導率隨著溫度的升高而降低,因此兩者的乘積(熱導率)保持大致恒定。然而,隨著溫度接近絕對零,熱導率急劇下降。
在合金中,電導率的變化通常較小,因此熱導率隨溫度增加,通常與溫度成正比。另一方面,非金屬的熱導率主要是由于晶格振動(聲子)。除了低溫下的高質量晶體外,聲子平均自由程在高溫下沒有顯著降低。因此,非金屬的熱導率在高溫下大致恒定。在遠低于德拜溫度的低溫下,由于載流子散射,熱導率降低,熱容量也降低從非常低的溫度下的缺陷。
化學相
當材料經歷從固體到液體或從液體到氣體的相變時,熱導率可能會發生變化。這方面的一個例子是當冰(0°C 時的熱導率為 2.18 W/(m·K))融化形成液態水(0°C 時的熱導率為 0.56 W/(m·K))時發生的熱導率變化。 0℃)。
熱各向異性
一些物質,如非立方 水晶,由于聲子的差異,可以沿不同的晶軸表現出不同的熱導率沿給定晶軸耦合。藍寶石是基于方向和溫度的可變熱導率的一個顯著示例,沿 C 軸為 35 W/(m·K),沿 A 軸為 32 W/(m·K)。木頭通常沿紋理的傳導比穿過它的要好。熱導率隨方向變化的材料的其他示例是經過重度冷壓的金屬,層壓的材料,電纜,用于航天飛機熱保護系統的材料, 和纖維增強復合材料結構。當存在各向異性時,熱流的方向可能與熱梯度的方向不完全相同。
電導率
在金屬中,根據Wiedemann-Franz 定律,熱導率近似地跟蹤電導率,作為自由移動的價電子不僅可以傳遞電流,還可以傳遞熱能。然而,由于聲子的重要性增加,電導率和熱導率之間的一般相關性不適用于其他材料非金屬熱量的載體。高導電銀導熱性低于鉆石, 它是一種電絕緣體,但由于其有序的原子排列,它通過聲子傳導熱量。
對流
具有低導熱性陶瓷涂層的排氣系統部件可減少附近敏感部件的發熱。在沒有對流的情況下,空氣和其他氣體通常是良好的絕緣體。因此,許多絕緣材料僅通過具有大量防止大規模對流的充氣袋來發揮作用。這些例子包括膨脹和擠壓聚苯乙烯(通常稱為“聚苯乙烯泡沫塑料”)和二氧化硅氣凝膠,還有保暖的衣服。毛皮和羽毛等天然生物絕緣體通過顯著抑制動物皮膚附近的空氣或水的對流來達到類似的效果。
輕質氣體,例如氫氣和氦通常具有高導熱性。氙氣等稠密氣體和二氯二氟甲烷具有低導熱性。一個例外,六氟化硫,一種致密的氣體,由于其高熱容量而具有相對較高的熱導率. 氬氣,一種比空氣密度更大的氣體,通常用于中空玻璃(雙層玻璃窗)以提高其絕緣特性。