新聞中心

耐火磚的導熱性（導熱系數(shù)）

發(fā)布時間：2023-11-28 發(fā)布人：超級管理員

耐火磚的導熱性(導熱系數(shù))(thermal conductivity)，即其傳遞熱量的能力，通常以導熱系數(shù)來表示。熱導率表示在能量傳遞過程中，在單位時間內(nèi)、單位溫度梯度下，單位面積所通過的熱量。不同材質(zhì)的熱導率往往差別很大。在常溫下，各種耐火磚的熱導率可以從百分之幾到數(shù)十(w／(m·℃))，最高值與最低值相差近千倍。隨著溫度升高，各種耐火磚的熱導率差值雖趨于減小，但差別仍然很大。如1000℃時，輕質(zhì)硅石的熱導率僅為0.35W／(m·℃)左右；再結(jié)晶碳化硅制品為17.5W／(m·℃)左右；石墨可高達35W／(m·℃)。

耐火磚的熱導率除受溫度影響外，還與其化學礦物組成和組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。當耐火磚由晶體構(gòu)成時，晶體的性質(zhì)對熱導率有明顯的影響。眾所周知，無機非金屬材料的熱導率一般比金屬低很多。這是由于無機非金屬材料與具有金屬鍵的金屬不同，只有極少的自由電子。在這種材料中由自由電子引起的導熱極為有限，而主要是由晶格振動偏離諧振程度而定。偏離諧振程度愈大，熱導率愈小。而晶格振動偏離程度又隨構(gòu)成各組分物質(zhì)摩爾質(zhì)量的差別增大而增大，所以單質(zhì)的熱導率最大(石墨的熱導率較大即在于此)。

具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的晶體，對晶格的熱輻射作用更大，熱導率變得更小。如MgO，A12O3和MgAl2O4同為等軸晶，但因MgAl2O4結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱導率較低。非同向性晶體，在沿晶體中質(zhì)點密集的方向，熱導率較大。如石英沿c軸方向質(zhì)點堆積較密集，其熱導率(13.6W／(m·℃))約為垂直于c軸方向者(7.2W／(m·℃))的2倍。又如層狀結(jié)構(gòu)的石墨，平行于層面方向的熱導率約為垂直于層面方向的4倍。

若晶體存在缺陷，如形成置換型固溶體時，由于晶體結(jié)構(gòu)的規(guī)則性遭受破壞，引起熱散射現(xiàn)象，導致熱導率降低。其它晶體缺陷如空位、位錯等，也有相似的影響。同樣，由于晶界的熱散射現(xiàn)象，多晶材料的熱導率較單晶者低；細晶粒構(gòu)成的材料較粗晶粒構(gòu)成者低。材料中含有雜質(zhì)成分，由于也發(fā)生散射作用，故也使熱導率降低。

當耐火磚中含有玻璃相時，由于非晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)無序，原子間相撞幾率大，故與晶體相比，導熱系數(shù)較低。當耐火磚中含有氣孔時，由于氣體的熱導率比固體小，所以隨氣孔率的增加，材料的熱導率減小。這就是多孔材料熱導率低的基本原因。