隔热耐火材料导热性能的影响因素

隔热材料的物相通常由固相和气相组成，因此其隔热机理与相组成密切相关。热能从高温表面传导到低温表面。首先，只有固相传导。当热能穿过固相中的孔隙时，固相传导和气相传导有两种方式，因此固相传导的路线长度延长；其次，与热辐射有关。当温度较低时，热辐射对隔热的影响很小，可以忽略不计。当温度较高时，热能的传导会受到辐射的影响，从而起到隔热的作用。

通常保温材料是多相材料，每个物相都有自己独特的结构，因此保温材料的导热系数受到物相的组成、含量、内部结构等诸多因素的影响。因此，隔热机理和影响其隔热效果的原因很多，隔热材料的导热系数与材料的体积密度、孔隙率、物相组成等相互影响。

（1）孔尺寸：孔数晕和孔尺寸一般同时呈现。在保持孔总量不变的前提下，减小孔可增加孔数，降低材料的导热系数；当孔数增加时，隔热材料的比表面积增加，辐射传导率降低。

（2）体积密度：固体导热系数高于气体导热系数。体积密度的降低意味着材料中的气相增加，因此导热系数降低。但当体积密度过低时，材料中的气相传热效果会增强，导热系数也会增加。因此，为了使保温材料具有良好的保温性能，体积密度越低越好。在特定温度下，每种材料都会有合适的导热系数。

（3）材料成分：图2显示耐火材料中常见氧化物的导热系数和温度变化。根据Loeb热辐射模型公式，隔热材料的发射率与材料、温度和颗粒尺寸有关，因此可以适当提高或添加AL2O3、MgO、Cao、Zno等发射率小的成分，同时避免Fee、Ni、加入Cr等过渡元素氧化物。