Silika Tuğla Isı İletkenliği

(1) Gözenekliliğin ısıl iletkenlik üzerindeki etkisi.
Gazların termal iletkenliğinin katılarınkinden çok daha küçük olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Yalıtım malzemesinin yüksek gözenekliliği, ısı transferini etkili bir şekilde engeller ve malzemenin ısı iletkenliğinin azaltılmasına büyük katkı sağlar. Gözeneklilik, malzemelerin ısı yalıtım özelliklerinde önemli bir rol oynar. Gözeneklilik ne kadar yüksek olursa, gözenek duvarlarının kapladığı alan o kadar küçük olur ve ısı iletkenliği de o kadar düşük olur. Ancak gözenekliliğin artmasının da bir sınırı vardır. Gözenekliliğin çok yüksek olması durumunda, aynı hacimdeki ısı yalıtımlı refrakter tuğlaların katı içeriği daha az olur ve malzemenin mekanik özellikleri daha zayıf olur ve kullanım gereksinimlerini karşılayamaz.
Ayrıca gözeneklerin doğası malzemenin ısıl iletkenliği üzerinde büyük etkiye sahiptir. Aynı yığın yoğunluğunda, yüksek açık gözenekliliğe ve bağlantılı gözenekliliğe sahip refrakter tuğlalar, yüksek kapalı gözenekliliğe sahip malzemelere göre daha yüksek ısıl iletkenliğe sahiptir.

(2) Gözenek boyutunun ısı yalıtım malzemelerinin ısı iletkenliği üzerindeki etkisi.
Gözeneklilik kesin olduğunda, gözenek boyutu ne kadar küçük olursa, ısı iletkenliği o kadar düşük olur ve ısı yalıtım performansı o kadar iyi olur. Çünkü aynı gözeneklilik seviyesinde malzemedeki gözenek boyutu küçükse aynı hacimdeki malzemedeki gözenek sayısı artar. Bir yandan gözenek boyutu küçüldükçe gözeneklerdeki gaz moleküllerinin hareketi sınırlanır ve gözeneklerdeki ısıl taşınım miktarı azalır, dolayısıyla malzemenin ısıl iletkenliği doğal olarak azalır. Öte yandan delik sayısının artması gözenek duvarının aynı hacim altındaki alanını arttırır, bu da katı fazın ısı transfer mesafesini arttırır, ısı transfer süresini uzatır ve malzemenin ısıl iletkenliğini azaltır. Gözenek boyutu 0.1'den büyük olduğunda malzemenin ısıl iletkenliği Loeb modeline uygundur.
Gözenek boyutu 1'den büyük olduğunda, termal iletkenlik şekil faktörünün küpü, gözenek boyutu, radyasyon sabiti, termal emisyon ve sıcaklıkla orantılıdır. Gözenek boyutu 0,1'den küçük olduğunda, malzemenin ısıl iletkenliğindeki değişiklik artık Loeb modelini takip etmeyecektir. Gözenek boyutunun 50 nm kadar küçük olması durumunda gaz moleküllerinin hareketi sınırlı olacak ve hareket olmadan gözenek duvarına adsorbe edilecek ve ısı transferi meydana gelmeyecektir.

(3) Katı fazın malzemenin termal iletkenliği üzerindeki etkisi.
Malzemenin katı fazının ısı transfer modu esas olarak iletimle ısı transferi, yani kafesin termal titreşimidir. Hammaddelerin ısı iletkenliği ve ısı kapasitesi küçükse refrakter tuğlaların ısı yalıtım kapasitesi artacaktır. 1000 derecenin altında, sıcaklığın artmasıyla birlikte malzemenin çoğu ısıl iletkenliği genellikle aşağı yönlü bir eğilim gösterir; 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıkta malzemenin ısıl iletkenliğinin büyük bir kısmı artış eğilimindedir. Ek olarak, oksit olmayanların ısıl iletkenliği genellikle oksitlerinkinden daha yüksektir ve oksitler arasında alüminosilikat malzemelerin ısıl iletkenliği saf oksit malzemelerinkinden daha azdır. Genel karmaşık kafes yapısı nedeniyle atomların iç dağılımı kaotiktir, ısı transferi yavaştır ve termal iletkenlik küçüktür.