熱能傳遞的方式有對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射以及他們之間的相互作用。因?yàn)?A href="http://m.jhrlgd.com/show-1252.html">保溫隔熱耐火材料由氣體和固體兩相組成，所以熱量也就在相內(nèi)及相界面來(lái)傳遞。保溫隔熱耐火材料的保溫效果關(guān)鍵在于它的組織結(jié)構(gòu)，即使在1500℃的溫度下，固相傳導(dǎo)依然是主要的熱量傳遞方式。故相對(duì)于致密耐火材料而言，保溫隔熱材料的多孔結(jié)構(gòu)可以被看做是氣相隔離了固相，由固相傳導(dǎo)變成了氣相傳導(dǎo)，從而降低了導(dǎo)熱系數(shù)。

    當(dāng)熱量從高溫面?zhèn)鬟f時(shí)，首先進(jìn)行的是固相熱傳導(dǎo)，遇到氣孔后，傳熱路線增加一條：通過(guò)氣孔內(nèi)的氣體對(duì)流傳熱，另一條仍通過(guò)固相傳遞，但是傳熱方向已經(jīng)發(fā)生了變化，總熱傳導(dǎo)路線延長(zhǎng)。此外，熱量還可通過(guò)輻射進(jìn)行能量傳遞，雖然這部分能量在低溫時(shí)很小，可忽略不計(jì)，但輻射能與溫度的三次方成正比，高溫時(shí)輻射傳熱作用非常顯著。

    保溫隔熱耐火材料的熱導(dǎo)率即與材料的化學(xué)礦物組成、結(jié)晶狀態(tài)有關(guān)，也與各相的分布、含量、排列有關(guān)。保溫隔熱耐火材料的氣孔尺寸、材料組份以及體積密度這三個(gè)因素對(duì)保溫隔熱效果具有重要影響。

    1、氣孔的影響。

    保溫隔熱耐火材料的氣孔率恒定時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)主要取決于材料內(nèi)部氣孔形狀、氣孔尺寸及相互之間的連通情況。隨著氣孔尺寸變小，材料的隔熱性能提高。氣孔尺寸變小意味著氣孔數(shù)量增多，一方面，氣孔尺寸變小降低了空氣對(duì)流的幅度，對(duì)流傳熱的效率隨之降低；另一方面，氣孔數(shù)量增多會(huì)使材料內(nèi)孔壁總表面積變大，固體反射面增加，從而導(dǎo)致輻射傳熱的效率降低。因此，當(dāng)氣孔率恒定時(shí)，氣孔尺寸減小會(huì)降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

    2、材料組份的影響。

    熱輻射導(dǎo)熱系數(shù)與物體的熱發(fā)射率成正比，發(fā)射率越小，保溫隔熱效果就越好。氧化物的熱發(fā)射率與顆粒粒徑、溫度及組成有關(guān)，提高隔熱制品Al2O3、ZnO、MgO、CaO的含量有利于降低其熱發(fā)射率，而添加少量的過(guò)渡元素氧化物能明顯提高材料的熱發(fā)射率。因此，保溫隔熱材料中盡量不要混入Fe、Cr等過(guò)渡元素。此外，減小原料的顆粒粒徑也有助于減小材料熱發(fā)射率。

    3、體積密度的影響。

    由于固體導(dǎo)熱系數(shù)高于靜止空氣，因此常溫下保溫隔熱耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著單位體積內(nèi)固體物質(zhì)含量的減少而降低，即體積密度越小，導(dǎo)熱系數(shù)越低。在保溫隔熱耐火材料常見(jiàn)的氣孔尺寸范圍內(nèi)，隨著體積密度減小，氣孔數(shù)量增多，氣孔平均尺寸增大，固體總界面減少，這些都會(huì)加劇氣孔內(nèi)部空氣的輻射傳熱。因此，要想使某種保溫隔熱耐火材料具有最低的導(dǎo)熱系數(shù)，不是體積密度越小越好，而應(yīng)該對(duì)應(yīng)某一特定的使用溫度，在該溫度下一個(gè)使材料導(dǎo)熱系數(shù)最低的最佳的體積密度。