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隔热耐火材料中固相对传热的影响

时间:2018-09-03     作者:凯瑞得窑炉【原创】   阅读

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    隔热耐火材料中的热量主要通过固相的热传导、气相的热传导和经过气相的辐射传热等3种途径进行传播。通过固相的热传导最为重要,即使在较高的温度下,经由固相传导的热量仍占70%。

    各种纯耐火氧化物的热阻率(热导率的倒数,1/K)与温度的关系,晶体的种类和结构不同,热导率的差别很大。影响固相的热导率的主要因素为材料的化学矿物组成和结晶结构。凯瑞得窑炉认为一般的规律是晶体的结构越复杂,其热导率也就越小。

    从材料的相组成看,隔热耐火材料中的固相可简单地分为结晶相和玻璃相。凯瑞得窑炉物相组成对隔热耐火材料的影响可从结晶相和玻璃相与热导率的关系进行分析。由于玻璃态物质中原子或离子为无序排列,因而玻璃相的热导率一般比原子或离子有序排列的同组成的结晶相的热导率低。但是,随着温度升高,玻璃相的黏度降低,质点运动的阻力减少,玻璃相的热导率随之增大。

    但结晶相则不同,随着温度升高,原子或离子的热振动增大和非谐振性增加,导致自由程缩短,从而使热导率下降。在硅砖和黏土砖中,由于杂质含量较高,玻璃相占有较大的比例,因此,它们的热导率显示出玻璃相的热导率的变化特征,即热导率随着温度升高而增大。而以结晶相为主的高纯耐火材料,如以非硅酸盐结合的碳化硅砖,高纯镁砖,纯Al2O3和纯ZrO2等材料的热导率则呈结晶相的热导率的变化特征,即热导率随着温度升高而明显地下降。

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