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YABO登陆手机版:德厚科技:隔熱材料

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發表時間:2019-10-30 10:56

德厚科技:隔熱材料(thermal insulation material),能阻滯熱流傳遞的材料,又稱熱絕緣材料。傳統絕熱材料,如玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽等,新型絕熱材料,如氣凝膠氈、真空板等。


德厚科技:隔熱材料.jpg


簡介


隔熱材料分為多孔材料,熱反射材料和真空材料三類。前者利用材料本身所含的孔隙隔熱,因為空隙內的空氣或惰性氣體的導熱系數很低,如泡沫材料、纖維材料等;熱反射材料具有很高的反射系數,能將熱量反射出去,如金、銀、鎳、鋁箔或鍍金屬的聚酯、聚酰亞胺薄膜等。真空絕熱材料是利用材料的內部真空達到阻隔對流來隔熱。航空航天工業對所用隔熱材料的重量和體積要求較為苛刻,往往還要求它兼有隔音、減振、防腐蝕等性能。各種飛行器對隔熱材料的需要不盡相同。飛機座艙和駕駛艙內常用泡沫塑料、超細玻璃棉、高硅氧棉、真空隔熱板來隔熱。導彈頭部用的隔熱材料早期是酚醛泡沫塑料,隨著耐溫性好的聚氨酯泡沫塑料的應用,又將單一的隔熱材料發展為夾層結構。導彈儀器艙的隔熱方式是在艙體外蒙皮上涂一層數毫米厚的發泡涂料,在常溫下作為防腐蝕涂層,當氣動加熱達到200°C以上時,便均勻發泡而起隔熱作用。人造地球衛星是在高溫、低溫交變的環境中運動,須使用高反射性能的多層隔熱材料,一般是由幾十層鍍鋁薄膜、鍍鋁聚酯薄膜、鍍鋁聚酰亞胺薄膜組成。另外,表面隔熱瓦的研制成功解決了航天飛機的隔熱問題,同時也標志著隔熱材料發展的更高水平。


氣凝膠氈是新型的隔熱材料,其為納米級孔徑的多孔材料,多用于管道保溫、設備保溫等,該材料的導熱系數常溫為0.018W/(K·m),低溫下可至0.009W/(K·m)。


真空隔熱板是最新的隔熱材料,在國外大受推廣,多用于家電行業等,這種材料的導熱系數極低僅為0.004.所以在保溫節能上面效果突出。目前國內的冰箱冷藏集裝箱已經完全使用這種材料。


納基隔熱軟氈是一種隔熱性能極強的軟質工業隔熱材料。




原理


熱傳遞在建筑物熱量交換中表現為三種方式:傳導熱+對流熱<25%,輻射熱>75%。


夏天瓦屋面溫度升高后,大量輻射熱進入室內導致溫度持續上升,工作與生活環境極不舒服。


Dike鋁箔卷材的太陽輻射吸收系數(法向全輻射放射率)0.07,放射熱量很少。被廣泛應用于屋面與墻體的隔熱保溫。


熱能傳播路線(不加隔熱膜):太陽——紅外線磁波——熱能撞擊瓦片使溫度升高——瓦片成為熱源放射出熱能——熱能撞擊現澆屋面使溫度升高——現澆屋面成為熱源放射出熱能——室內環境溫度持續升高


熱能傳播路線(加隔熱膜):太陽——紅外線磁波——熱能撞擊瓦片使溫度升高——瓦片成為熱源放射出熱能——熱能撞擊鋁箔使表面溫度升高——鋁箔放射率極低,放射少量熱能——室內保持舒適的環境溫度。




影響因素


材料類型


隔熱材料(絕熱材料)類型不同,導熱系數不同。隔熱材料的物質構成不同,其物理熱性能也就不同;隔熱機理存有區別,其導熱性能或導熱系數也就各有差異。


即使對于同一物質構成的隔熱材料,內部結構不同,或生產的控制工藝不同,導熱系數的差別有時也很大。對于孔隙率較低的固體隔熱材料,結晶結構的導熱系數最大,微晶體結構的次之,玻璃體結構的最小。但對于孔隙率高的隔熱材料,由于氣體(空氣)對導熱系數的影響起主要作用,固體部分無論是晶態結構還是玻璃態結構,對導熱系數的影響都不大。


工作溫度

溫度對各類絕熱材料導熱系數均有直接影響,溫度提高,材料導熱系數上升。因為溫度升高時,材料固體分子的熱運動增強,同時材料孔隙中空氣的導熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響,在溫度為0-50℃范圍內并不顯著,只有對處于高溫或負溫下的材料,才要考慮溫度的影響。


含濕比率

絕大多數的保溫絕熱材料都具有多孔結構,容易吸濕。材料吸濕受潮后,其導熱系數增大。當含濕率大于5%-10%時,導熱系數的增大在多孔材料中表現得最為明顯。


這是由于當材料的孔隙中有了水分(包括水蒸氣)后,孔隙中蒸汽的擴散和水分子的運動將起主要傳熱作用,而水的導熱系數比空氣的導熱系數大20倍左右,故引起其有效導熱系數的明顯升高。如果孔隙中的水結成了冰,冰的導熱系數更大,其結果使材料的導熱系數更加增大。所以,非憎水型隔熱材料在應用時必須注意防水避潮。


孔隙特征

在孔隙率相同的條件下,孔隙尺寸越大,導熱系數越大;互相連通型的孔隙比封閉型孔隙的導熱系數高,封閉孔隙率越高,則導熱系數越低。


容重大小

容重(或比重、密度)是材料氣孔率的直接反映,由于氣相的導熱系數通常均小于固相導熱系數,所以保溫隔熱材料往往都具有很高的氣孔率,也即具有較小的容重。一般情況下,增大氣孔率或減少容重都將導致導熱系數的下降。


但對于表觀密度很小的材料,特別是纖維狀材料,當其表觀密度低于某一極限值時,導熱系數反而會增大,這是由于孔隙率增大時互相連通的孔隙大大增多,從而使對流作用得以加強。因此這類材料存在一個最佳表觀密度,即在這個表觀密度時導熱系數最小。


材料粒度

常溫時,松散顆粒型材料的導熱系數隨著材料粒度的減小而降低。粒度大時,顆粒之間的空隙尺寸增大,其間空氣的導熱系數必然增大。此外,粒度越。鋵嵯禂凳軠囟茸兓挠绊懺叫。


熱流方向

導熱系數與熱流方向的關系,僅僅存在于各向異性的材料中,即在各個方向上構造不同的材料中。


纖維質材料從排列狀態看,分為方向與熱流向垂直和纖維方向與熱流向平行兩種情況。傳熱方向和纖維方向垂直時的絕熱性能比傳熱方向和纖維方向平行時要好一些。一般情況下纖維保溫材料的纖維排列是后者或接近后者,同樣密度條件下,其導熱系數要比其它形態的多孔質保溫材料的導熱系數小得多。


對于各向異性的材料(如木材等),當熱流平行于纖維方向時,受到阻力較。欢怪庇诶w維方向時,受到的阻力較大。以松木為例,當熱流垂直于木紋時,導熱系數為0.17w/(m·K),平行于木紋時,導熱系數為0.35W/(m·K)。


氣孔質材料分為氣泡類固體材料和粒子相互輕微接觸類固體材料兩種。具有大量或無數多開口氣孔的隔熱材料,由于氣孔連通方向更接近于與傳熱方向平行,因而比具有大量封閉氣孔材料的絕熱性能要差一些。


填充氣體

隔熱材料中,大部分熱量是從孔隙中的氣體傳導的。因此,隔熱材料的熱導率在很大程度上決定于填充氣體的種類。低溫工程中如果填充氦氣或氫氣,可作為一級近似,認為隔熱材料的熱導率與這些氣體的熱導率相當,因為氦氣和氫氣的熱導率都比較大。


比熱容

熱導率=熱擴散系數×比熱×密度。在熱擴散系數和密度條件相同的情況下,比熱越大,導熱系數越高。


隔熱材料的比熱對于計算絕熱結構在冷卻與加熱時所需要冷量(或熱量)有關。在低溫下,所有固體的比熱變化都很大。在常溫常壓下,空氣的質量不超過隔熱材料的5%,但隨著溫度的下降,氣體所占的比重越來越大。因此,在計算常壓下工作的隔熱材料時,應當考慮這一因素。


對于常用隔熱材料而言,上述各項因素中以表觀密度和濕度的影響最大。因而在測定材料的導熱系數時,必須同時測定材料的表觀密度。至于濕度,對于多數隔熱材料可取空氣相對濕度為80%一85%時材料的平衡濕度作為參考狀態,應盡可能在這種濕度條件下測定材料的導熱系數。、


真空

熱傳導的方式有三種:對流、傳導和輻射。其中對流方式導熱為最重要的。通過真空阻絕了對流導熱系數就大大的降低了,原理就像是熱水瓶一樣。而作為骨架的填充材料可能會通過傳導方式導熱,所以采用導熱系數低的玻璃纖維做骨架。外表加上鋁膜包裝袋對輻射進行阻隔。所以這種材料是導熱系數最小的。


德厚科技:隔熱材料.jpg


代表材料


鋁箔隔熱卷材概念


Dike鋁箔隔熱卷材,又稱阻隔膜、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼面+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬涂膜通過熱熔膠層壓而成,鋁箔卷材具有隔熱保溫、防水、防潮等功能。鋁箔隔熱卷材的日照吸收率(太陽輻射吸收系數)極低(0.07),具有卓越的隔熱保溫性能,可以反射掉93%以上的輻射熱,被廣泛應用于建筑屋面與外墻隔熱保溫。


導熱系數較低的幾種隔熱材料(按厚度劃分)


1.保溫隔熱紙:FiberGC-10~50系列隔熱紙導熱系數0.027瓦米開,厚度0.4~5mm,白色,紙狀,具有超薄的優勢,常用于IT類小型電子產品以及家電領域,極少用于建筑類的保溫隔熱;


2.玻璃纖維棉板/氈:導熱系數0.035瓦米開,厚度3mm~5mm,白色,分硬板和軟氈狀,玻璃纖維結構,用于家電產品、管道等;


3.聚氨酯發泡板(PU/PIR):導熱系數0.02~0.035瓦米開,多色,硬質、脆性,厚度10mm~200mm;


4.離心剝離纖維棉/巖棉:導熱系數一般為0.038瓦米開,厚度30~200mm,黃色,用于建筑行業,機房、庫房等;


5.微納隔熱板:導熱系數0.02瓦米開,耐溫較高,多用于高溫環境;


6.氣凝膠氈:常溫下導熱系數0.018W/(K·m),厚度2mm~10mm,白色或藍色,柔性氈,可根據要求定制成硬性板狀材料,適用于設備、管道保溫。


可任意造型的隔熱材料


RFC異形隔熱件。


新型高效干燥技術


隔熱材料因為其熱傳導性能差,采取傳統熱風干燥其耗時很長,并且能耗過大,干燥均勻性較差,而采取微波干燥技術則繞開了其傳熱性能差的問題,提高了生產效率,符合現代工業生產高效節能環保的要求,解決了傳統隔熱材料烘干技術用時長,資金周轉較慢,且干燥不均勻的問題,具體特點有:


● 干燥過程快捷迅速,幾分鐘完成深度干燥,可使最終含水量達到千分之一以上;


●干燥均勻,產品干燥品質好;


●高效節能,安全環保;


●熱慣性。訜岬募磿r性易于控制。


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