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Os Materiais de Isolamento Térmico Cerâmico são meios bifásicos compostos de fase gasosa e fase sólida. As formas de transferência de calor são principalmente condução, convecção e radiação. Bons materiais de isolamento podem atender tanto ao desempenho de isolamento térmico quanto às condições ambientais.
Condução de calor
A condução de calor de materiais de isolamento térmico inclui condução de calor de fase sólida e condução de calor de fase gasosa. Partículas sólidas produzem condução de calor em fase sólida; O movimento térmico das moléculas nos estômatos produz condução de calor em fase gasosa. Sob pressão atmosférica, a influência da condução de calor em fase gasosa no desempenho de isolamento térmico é maior do que a da condução de calor em fase sólida, e a diferença é mais óbvia sob condição de vácuo.
Convecção térmica
O calor é transferido com o fluxo do meio. Pode ser dividido em convecção forçada e convecção livre. A convecção causada por causas externas é chamada de convecção forçada; A convecção causada pela diferença de densidade devido à mudança de temperatura do meio é chamada de convecção livre.
Radiação térmica
A radiação de um objeto é parcialmente absorvida por outro objeto, e o resto pode ser refletido ou penetrado. A transferência de calor radiativa é reforçada com o aumento da temperatura. Ao mesmo tempo, o aumento de poros e vazios também aumentará a transferência de calor da radiação.
A condutividade térmica dos materiais é afetada por muitos fatores. Existem quatro tipos de portadores de condução de calor: moléculas, fônons, fótons e elétrons. Como o material de isolamento térmico é material não metálico inorgânico, a condução eletrônica de calor pode ser ignorada. A condução de micro calor inclui principalmente a condução de calor molecular, a condução de calor de fônons e a condução de calor de fótons.
Condução de calor molecular
A condução de calor do gás é realizada através de moléculas e átomos. A condução de calor é o resultado de colisões entre moléculas de gás causadas por movimentos térmicos irregulares. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética do polímero, e as moléculas colidem umas com as outras para transferir calor de alta para baixa temperatura.
Condução de calor de fônon
Os átomos em sólidos têm graus limitados de liberdade e só podem vibrar em posições fixas. A amplitude depende da energia de cada átomo. Quando há uma diferença de temperatura, a intensidade da vibração é diferente e, portanto, a interação ocorre para alcançar a transferência de energia. Este mecanismo exige a condução do calor. O principal fator que afeta a condução térmica dos fônons é o caminho livre médio dos fônons.
Condução de calor de fótons
A vibração e a rotação de partículas em ondas eletromagnéticas de alta frequência irradiam sólidos. Quando há uma diferença de temperatura, parte da energia térmica é transferida da alta temperatura para a baixa temperatura através da ação dessa onda eletromagnética, e esse mecanismo é chamado de condução de calor de fótons. A influência da condução de calor de fótons depende principalmente do caminho livre médio do fóton.
