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    微孔隔热原理(Microporous)

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  • 日期:2016-5-3 11:52:38
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Unithermal纳米微孔佑热材料,作为一种基于纳米微孔原理的绝热材料, 给予了我们对隔热绝热材料的全新诠释,Unithermal系列绝热材料的最优导热系数只有0.022W/m.k(800C,热面),是传统陶瓷纤维类保温隔热材料的1/10左右,。这种巨大优势使得Unithermal纳米微孔佑热材料,在隔热层厚度要求严格,或者工业空间受到限制的环境中,显得尤为不可替代。

     Unithermal纳米微孔佑热材料与传统保温隔热材料的导热系数比较(图)表如下图

                  

 

Unithermal纳米微孔绝热原理的说明

     《传热学》的原理告诉我们,当热量会从高温区传递到低温区时,热量的传递(速度和品质)取决于许多因素,  位于冷热区域中的绝热材料层会阻止热量的传递和损失。任何材料的导热系数是描述材料本身热传递能力的一种物理指标,一般来说某材料的导热系数越低,  那么它的绝热性能就越好。Unithermal的纳米微孔佑热产品可以在较广温度的范围内保持很低的导热系数, 它能够持续不变并且稳定的暴露在1000℃的工况下使用,甚至能比惰性气体起到更好的绝热保护。常温下的导热系数和静止空气的相当,是目前工业应用中最好的高温绝热材料。《传热学》的基本原理告诉我们,热量的传递可以通过三种最基本的机理来实现,即传导,对流,和辐射。

     在固体, 液体和气体中的传导是材料的分子级的一种热运动,这种热运动通过原子和分子之间的动能碰撞来传递。

在气体和液体间的对流是一种流动的整体运动, 这是由于高温区域具有较低的密度导致流体上升的趋势而引起的。

辐射射线是一个能源电磁能量, 它不需要任何中间介质并且在通过真空后变得更有效。总之, 三种热传导机理可以同时作用, 由此实现所有热传递的效果。Unithermal微孔佑热材料具有气孔率, 但这些气孔包含在微小的单元或者是孔隙中, 他们的平均尺寸比空气分子的平均自由行程还要小。(图)

    

     在热传递过程中,  当气体分子相互碰撞, 传递动能的时候,  会发生气体导电。平均自由行程是指空气分子在碰到另一个分子之前需要经过平均距离。在Unithermal纳米微孔绝热材料中, 气体分子碰撞被禁止了,  因此在气体间的传导会急剧减小。在Unithermal纳米微孔绝热材料中气体分子平均自由行程典型的尺寸大约是90nm。同时, Unithermal纳米微孔绝热材料中气体分子的微小尺寸同样可以防止由于对流引起的热传递。构 成Unithermal纳米微孔绝热材料的主要成分是超细Ti2Si2O5颗粒和二氧化硅颗粒,  这是一种无定形的微小颗粒。在Unithermal中它的尺寸范围是10-20nm, 而且二氧化硅具有很低的固有导热系数, 大约是1.4W/m.k,  这意味着Unithermal是很好的绝热材料。这些微小颗粒的化学键相互结合成很长的颗粒封闭链(纳米微孔结构),  这些颗粒链最后相互混合成型形成绝热材料。在微观领域, 这些颗粒链形成螺旋状传导路径以达到绝热的目的。

    现在,  当邻近的分子一起振动并且传递能量时, 会通过材料发生固体的热传导, 热传导受两个独立的空间因素影响。固体传导率与穿过传导路径的面积成正例,  与传导路径的直径成反比。在Unithermal 的纳米微孔材料中, 纳米微孔结构所有的性质都可以联合得到特殊的低固体传导率。

    为了使得Unithermal纳米微孔绝热材料具有很好的机械加工性和铸造性, 同时也为了使得增加材料的强度, Unithermal纳米微孔材料中还添加了相应比例的纤维增强物及粘结剂。这种绝热材料被世界健康组织划分为无可吸入性纤维产品。可以安全使用。另 一种很重要的因素是反光材料(反辐射), 它是一种很好的矿物氧化粉末,  可以使Unithermal纳米微孔绝热材料有能力几乎完全阻止红外线的运动。我们从物理的定律可以得知,在物体表面损失的热辐射,  与温度差异的四次方成正比。当温度在100℃ 大约212F以上时, 辐射会变为热传递的主要模式, 并且会随着温度的进一步升高迅速增加。

    红外线是一种电磁波辐射, 它的波长比可见光长但是比微波短。它仅仅在可见光谱末尾的红色以外, 并且存在于整个波长范围内, 被分成“ 短” , “ 中” , “ 长” 红外线。长红外波是导热的, 并且具有绝对零度以上的任何物体都可以在红外线中被辐射。

      矿物氧化粉末的微小颗粒在Unithermal中被均一的分散, 通过红外线在颗粒表面的折射来工作, 并改变其方向。为了实现效果优化,  颗粒的尺寸很接近红外线的波长。辐射波的重复的散射, 大部分接近于Unithermal纳米微孔绝热材料的表面。散射发生的有效性,  意味着Unithermal纳米微孔绝热材料可以有效地阻止红外线的传递, 也就是Unithermal可以在高温下表现优异的绝热效能的显著原因。以上所有的这些事实和微孔绝热相关纳米技术的总体看法。绝热领域专家们也指出纳米级微孔绝热材料(Microporous)是一个更加适合将该材料进行规类的名称。其安装使用方便, 易切割成形。


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