隔熱材料(亦稱絕熱材料)是(shi)指對熱流具有顯(xian)著阻抗性的材料或材料復合體(ti)隔熱耐(nai)火(huo)材料的氣孔(kong)率一般(ban)都(dou)在45%以上(shang),體積密度低(不高于1.5g/cm3)、熱導率(lv)低(≤1.0w/m-1k-1)的材料(liao)(liao)。隔熱材料(liao)(liao)種(zhong)類(lei)繁多(duo),一般(ban)可按材質、使(shi)用溫度、形態(tai)和結構來分類(lei)。
(1)按其(qi)內(nei)部的組織(zhi)構造可以分為三類:
一是(shi)多(duo)孔質顆粒類(lei),較為常(chang)見(jian)的(de)有(you)膨(peng)脹蛭石和(he)膨(peng)脹珍珠巖(yan)等;二是(shi)多(duo)孔纖維(wei)(wei)質:常(chang)見(jian)的(de)有(you)超(chao)細玻(bo)璃棉、石棉和(he)礦巖(yan)棉等。這類(lei)材料的(de)耐熱(re)(re)性能好且熱(re)(re)導系數低(di),通常(chang)是(shi)由(you)無機纖維(wei)(wei)制(zhi)成的(de)單(dan)一或(huo)幾種復合而成的(de)纖維(wei)(wei)布(bu)或(huo)氈,具有(you)熱(re)(re)導率(lv)低、耐溫性能好(hao)的(de)特點。但玻(bo)璃(li)棉和(he)礦棉試樣在應用時易吸水,并且在空氣中產生(sheng)纖維塵埃,對人體(ti)健康有(you)害,嚴重阻礙了它們的(de)推廣和(he)應用。在上世(shi)紀80年代,纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)質隔(ge)熱(re)材(cai)料在市(shi)場上占有(you)(you)份(fen)額較大,由于其優(you)異的隔(ge)熱(re)和(he)(he)防(fang)火性能(neng),主要(yao)應用(yong)于建(jian)筑物的墻體(ti)保溫。由于無(wu)(wu)機纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)有(you)(you)許多突出的優(you)點,如質輕,低熱(re)導和(he)(he)高(gao)熱(re)容,近年來,在各類(lei)(lei)先進武器的熱(re)防(fang)護工程中被廣(guang)泛(fan)應用(yong)。目(mu)前能(neng)批量(liang)生(sheng)產(chan)的無(wu)(wu)機纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)有(you)(you)硅(gui)酸鋁纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)、玻璃纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)、石英(ying)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)、氧化鋯(gao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)和(he)(he)碳(tan)化硅(gui)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)等。三是發泡類(lei)(lei):包括無(wu)(wu)機類(lei)(lei),有(you)(you)機類(lei)(lei)和(he)(he)有(you)(you)機-無機混合類(lei)三種類(lei)型。常見的無機類(lei)有泡沫(mo)玻(bo)璃和水泥等。在上世紀80年代,由于硅酸(suan)鈣試(shi)樣具(ju)有體(ti)積密度小,熱導率低,耐火度高和(he)力學性能優(you)良等優(you)點,在硬質塊(kuai)狀材料(liao)中是公認的綜合(he)性能最好的隔熱材料(liao)。但(dan)到了20世(shi)紀90年(nian)代(dai),由于其試樣中含有石棉,逐漸(jian)被紙(zhi)(zhi)漿纖維替代(dai)。但紙(zhi)(zhi)漿纖維不(bu)耐高溫(wen),使(shi)其高溫(wen)應用受到顯著影響。有機類(lei)有酚醛(quan)泡(pao)沫(mo)、聚乙烯(xi)泡(pao)沫(mo)和(he)聚氨(an)脂(zhi)泡(pao)沫(mo)等;這類(lei)泡(pao)沫(mo)型隔熱材料(liao)體(ti)積密度低,低熱導率和(he)耐水,在(zai)保溫(wen)領域中得到廣泛應用。
(2)按使用溫(wen)度分為低(di)溫(wen)隔(ge)熱材(cai)料(liao)和高溫(wen)隔(ge)熱材(cai)料(liao)。
低溫(wen)(wen)隔(ge)熱材(cai)料的使用溫(wen)(wen)度范圍為600~900℃;中溫隔熱材(cai)料的使用溫度范圍為900~1200℃為;高溫隔熱材料的使用溫度一般高于1200℃。
(3))按體(ti)積(ji)密度可分為超輕質和輕質磚。
體(ti)積密度在0.4~1.3g/cm3的輕質(zhi)(zhi)磚;超(chao)輕質(zhi)(zhi)磚的體積(ji)密度低(di)于0.4g/cm3.
(4)按制品形狀分類。
一種(zhong)(zhong)是(shi)定(ding)(ding)型的輕質(zhi)耐火磚(zhuan),包括粘土(tu)磚(zhuan)、硅(gui)質(zhi)、高(gao)鋁質(zhi)以及某些純氧化(hua)物輕質(zhi)磚(zhuan)等;另(ling)一種(zhong)(zhong)是(shi)不定(ding)(ding)形輕質(zhi)耐火材料(liao),如輕質(zhi)耐火混凝土(tu)等。
(5)按原料(liao)可分為氧化鋁質(zhi)(zhi)、高鋁質(zhi)(zhi)、硅質(zhi)(zhi)和鎂(mei)質(zhi)(zhi)等(deng)隔熱耐火材料(liao)。
不(bu)同(tong)材質的(de)隔(ge)熱(re)耐火材料有不(bu)同(tong)的(de)使(shi)用(yong)溫度(du)及相關性能特(te)點。
(6))按材(cai)質可分(fen)為有機隔熱(re)(re)材(cai)料(liao)、無機隔熱(re)(re)材(cai)料(liao)和(he)金(jin)屬隔熱(re)(re)材(cai)料(liao)三類(lei)。
工業窯(yao)爐(lu)中爐(lu)體(ti)表面散熱損(sun)失和砌體(ti)蓄熱損(sun)失,一般為燃料消耗的24~45%左右。當爐(lu)體的結(jie)構(gou)材料采用(yong)熱(re)容(rong)低、熱(re)導系數小(xiao)的輕質(zhi)磚時,可大大減小(xiao)燃料消耗;同時,由(you)于窯(yao)爐(lu)可以快速升溫和冷卻,能提高設(she)備生產效率;還能減輕爐(lu)體重量(liang)(liang),簡化爐(lu)體構(gou)造,提高產品質(zhi)量(liang)(liang),降低環(huan)境(jing)溫度,改善勞(lao)動條件。
輕質耐火材(cai)料(liao)組織結構疏松,材(cai)料(liao)內(nei)氣(qi)孔(kong)率(lv)較(jiao)(jiao)大(da),有抗(kang)渣性(xing)能較(jiao)(jiao)差(cha)的(de)缺點,熔渣能很快的(de)侵(qin)入到磚(zhuan)體氣(qi)孔(kong)內(nei),使之碎裂,不(bu)能在直接接觸(chu)(chu)液態金屬和熔渣的(de)部(bu)位使用;同(tong)時由(you)于(yu)其耐磨(mo)性(xing)能差(cha),力學強度(du)低,熱穩定(ding)性(xing)不(bu)好,不(bu)能用作承重結構,也不(bu)宜用于(yu)與爐料(liao)接觸(chu)(chu)、易于(yu)磨(mo)損的(de)部(bu)。
由(you)于輕(qing)質(zhi)(zhi)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)存在(zai)上述缺點,因此在(zai)工業窯(yao)爐(lu)(lu)(lu)中輕(qing)質(zhi)(zhi)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)一(yi)般(ban)不用于同爐(lu)(lu)(lu)料(liao)(liao)接觸的(de)(de)爐(lu)(lu)(lu)膛部(bu)位(wei)、有(you)(you)爐(lu)(lu)(lu)渣以及流(liu)速大的(de)(de)熱氣流(liu)中和(he)機械振(zhen)動大的(de)(de)部(bu)位(wei)。輕(qing)質(zhi)(zhi)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)多被用做窯(yao)爐(lu)(lu)(lu)的(de)(de)隔(ge)熱層或(huo)保溫層。目前常用的(de)(de)輕(qing)質(zhi)(zhi)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)制品主要有(you)(you)氧化鋯空(kong)(kong)心球、氧化鋁空(kong)(kong)心球、輕(qing)質(zhi)(zhi)莫來石(shi)磚(zhuan)、輕(qing)質(zhi)(zhi)高鋁磚(zhuan)、輕(qing)質(zhi)(zhi)粘土(tu)磚(zhuan)和(he)耐(nai)火纖維等(deng)目前常用的(de)(de)輕(qing)質(zhi)(zhi)隔(ge)熱材(cai)料(liao)(liao)。