Материалы с хорошей теплопроводностью: Какие материалы и вещества имеют хорошую теплопроводность, а какие плохую??? Помогите

Теплопроводность разных материалов

Теплопроводность — способность материала передавать теплоту. Для количественного определения этой характеристики используется коэффициент теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему за 1 час через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м 2 при разности температур на противоположных поверхностях 1°С. Теплопроводность выражается в Вт/(м К) или Вт/(м градус Цельсия).

Теплопроводность зависит от средней плотности и химико-минерального состава материала, его структуры, пористости, влажности и средней температуры материала. Чем больше пористость (меньше средняя плотность), тем ниже теплопроводность материала. С увеличением влажности материала теплопроводность резко увеличивается, т.е. снижаются показатели теплоизоляционных свойств материала.

Теплопроводность некоторых материалов, Вт/(м*k)

Хорошие проводники тепла

Серебро	407
Медь	384
Золото	308
Алюминий	209
Латунь	111
Платина	70
Олово	65
Серый чугун	50
Бронза	47-58
Сталь	47
Свинец	35

Плохие проводники тепла

Ртуть	8,2
Котельная накипь	~3
Мрамор	2,8
Лёд (0°С)	2,23
Песчаник	~2
Фарфор	~1,4
Кварцевое стекло	1,36
Бетон	0,7-1,2
Стекло	~0,7
Кирпич	~0,7
Вода	0,58

Теплоизоляторы

Асбест	0,4-0,8
Поливинилхлорид	~0,17
Кожа	~0,15
Дерево	0,1-0,2
Древесный уголь	0,1-0,17
Пробка	~0,05
Стекловата	~0,05
Шамот	0,04
Пенопласт	0,04
Воздух	0,034
Перо	0,02
Вакуум	0,00

Материалы с плохой теплопроводностью.

| Немецкие пластиковые окна пвх от Techno-comf.ru

Теплоизоляционными, называют материалы, обладающие небольшой теплопроводностью и использующиеся для технической изоляции (например, труб отопления), изоляции зданий и защиты от нагрева (изоляция рефрижераторов и холодильных камер).

Перенос тепла осуществляется на основе трех физических процессов: излучения, теплопроводности и конвекции. Конвекция присуща жидкостям, газам и сыпучим веществам и осуществляется за счет переноса вещества (горячий воздух и вода всегда поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз, за счет чего идет постоянное перемешивание и равномерный нагрев вещества). Излучение переносит тепло посредством лучистой энергии, по этому принципу солнце нагревает предметы и на нем же работают ИК-обогреватели. Но нас интересует третий тип процессов — теплопроводность. В этом случае нагревание происходит за счет движения молекул.

Хуже всего проводит тепло вакуум, но на Земле его применение сильно затруднено. Поэтому в качестве изолятора используют сухой воздух. Его теплопроводность в 25 раз ниже, нежели у воды. Следовательно, основные качества изоляционных утеплителей, которые нас интересуют — пористость (больше — лучше) и влагостойкость. Чем выше эти значения, тем эффективнее теплоизоляция. Но важны и такие качества как огнестойкость, плотность, паропроницаемость и морозостойкость.

Стекловата — производится из кварцевого песка и выпускается в рулонах, скорлупках и плитах. Она плохо поглощает и удерживает влагу, не горит, обладает звукоизоляционными свойствами, выдерживает множество циклов нагревания/заморозки, в связи с чем, используется как изолятор для кровли. Недостатки: необходима паро- и гидроизоляция, теплостойкость не выше 450 градусов.

Минеральная вата — представляет собой волокнистый утеплитель, для производства которого применяют какое-либо минеральное сырье (чаще всего базальты, доломиты или мергели). Характеристики — те же что и у стекловаты. От описанных выше изделий базальтовая вата отличается значительно более высокой теплостойкостью, из-за чего часто используется как изолятор для труб отопления. Кроме того, она является основанием для изготовления минеральных плит таких марок утеплителей минплита П-125, Изоруф, Изолайт и других.

Целлюлозная вата — материал, состоящий на 80 из древесного волокна, на 13% из борной кислоты и на 7% из антисептика. Укладывается мокрым и сухим способом. В первом случае она выдувается при помощи специального оборудования, во втором просто насыпается и трамбуется. Из достоинств: возможность заполнения любых полостей и пустот, невысокая цена, отсутствие мостиков холода. Однако он горючий и гораздо более трудоемок в укладке.

Газонаполненные виды бетона (газобетон, пенобетон) или бетон на основе легких наполнителей (керамзит, полистирол, перлит). Существенно уступают описанным материалам по уровню теплоизоляции, однако обладают лучшими звукоизоляционными свойствами и могут применяться в качестве строительных блоков.

Засыпная теплоизоляция, осуществляемая при использовании керамзита или перлита, обладает высокой прочностью и морозостойкостью, однако может давать усадку и хорошо поглощает влагу. Практически не используется в современном строительстве.

ДСП и ДВП. Используют в основном как облицовку для каркасных перегородок и потолков. ДСП может применяться как основание для настилки какого-либо полового покрытия (линолеум, ламинат, ковролин, паркет и пр.). Деревоплита относительно не дорогая и широко распространена, однако неустойчива к воздействию влаги и высоких температур, а также нуждается в защите от грызунов и прочих вредителей.

Пробка — экологически чистый материал, не подвержен гниению и горению, не дает усадки и удобен в работе.

Пенополистирол — производят методом экструзии, благодаря чему изделие не пропускает воду и воздух. Довольно прочный, плохо поглощает воду, имеет одно из самых низких значений теплопроводности, нетоксичен, инертен. Среди недостатков — горючесть и плохая воздухопроницаемость.

Отражающая теплоизоляция — основа из вспененного полиэтилена, с одной стороны покрыта алюминиевой фольгой. Принцип работы несколько иной, нежели у описанных выше материалов. Обычно такой тип теплоизоляции размещают позади труб отопления, чтобы предотвратить чрезмерное поглощение тепловой энергии стенами помещения и удержать тепло внутри помещения. Также применяется в качестве теплоизолятора для бань, саун и холодильных камер. Выбор конкретного типа изолятора зависит от условий его эксплуатации (в доме или на улице), экономических возможностей и навыков работы с тем или иным типом материала.

Хорошая теплопроводность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Хорошая теплопроводность

Cтраница 2

Хорошей теплопроводностью материалы должны обладать прежде всего в высокофорсированных теплообменниках, когда общую интенсивность передачи тепла в аппарате в значительной степени определяет величина термического сопротивления теплопере-дающей стенки.  [16]

Помимо хорошей теплопроводности и электропроводности, что обусловлено медной основой этих сплавов, бронзы и латуни обладают в большей или меньшей степени способностью прирабатываться и противостоять износу при трении без смазки.  [17]

Вследствие хорошей теплопроводности

он расплавляется труднее меди, но в жидком состоянии остается дольше, чем другие металлы. Обладает высокой пластичностью как в холодном, так и в горячем состоянии, хорошо сваривается, но плохо обрабатывается резанием и имеет низкие литейные качества.  [18]

Вследствие хорошей теплопроводности пропитанного графита его широко применяют при изготовлении теплообменников. Кроме того, из него делают трубопроводную арматуру.  [19]

Вследствие хорошей теплопроводности пропитанного графита его широко — применяют при изготовлении теплообменников. Кроме, того, из него делают трубопроводную арматуру.  [20]

Вследствие хорошей теплопроводности пропитанного графита его широко применяют для изготовления теплообменников и трубопроводной арматуры. Пропитанный графит стоек во многих химически активных средах, в том числе в кислотах — азотной ( низкой концентрации), плавиковой ( концентрацией до 40 %), серной ( до 50 %), соляной, уксусной, муравьиной, фосфорной.  [21]

При достаточно хорошей теплопроводности стенок сосуда фоточувствительный элемент принимает температуру, близкую к температуре хладоагента.  [23]

При хорошей теплопроводности материала зерен катализатора его температура остается постоянной. При не слишком малых скоростях потока тепло отводится в основном движущимся газом.  [24]

Отметить хорошую теплопроводность меди и железа ( проволока быстро нагревается) и плохую теплопроводность стекла.  [25]

Обладает хорошей теплопроводностью и малым удельным сопротивлением. До 200 С устойчив к атмосферной коррозии. Применяется при изготовлении керамических и слюдяных конденсаторов ( вжигание серебра в керамику и слюду для получения обкладок), для изготовления припоев марок Пер, а также для покрытия медных проводов.  [26]

Медь отличается хорошей теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии.  [27]

Графит обладает хорошей теплопроводностью и высокой химической стойкостью; его применяют в качестве / конструкционного материала в химическом машиностроении для изготовления теплообменной аппаратуры. Природный графит содержит примеси, поэтому в химической промышленности используется искусственный электродный графит с пористостью 20 — 30 %, иногда достигающей 50 %, Графитированный пористый материал ПГ-50 с пористостью 47 — 58 % применяется в качестве фильтров для расплавленной серы и ее соединений.

 [28]

Металлы отличаются хорошей теплопроводностью) которая осуществляется, в основном, за счет переноса энергии свободными электронами.  [29]

Графит обладает хорошей теплопроводностью и высокой химической стойкостью; его применяют в качестве конструкционного материала в химическом машиностроении5 56 — 58 для изготовления теплообменной аппаратуры.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Взято из: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.
Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: «Наука», 1982 г.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металл	Вт/(м•К)
Алюминий	209,3
Бронза	47-58
Железо	74,4
Золото	312,8
Латунь	85,5
Медь	389,6
Платина	70
Ртуть	29,1
Серебро	418,7
Сталь	45,4
Свинец	35
Серый чугун	50
Чугун	62,8

Коэффициент теплопроводности других материалов

Материал	Влажность массовая доля %	Вт/(м•К)
Бакелитовый лак	—	0,29
Бетон с каменным щебнем	8	1,28
Бумага обыкновенная	Воздушно-сухая	0,14
Винипласт	—	0,13
Гравий	Воздушно-сухая	0,36
Гранит	—	3,14
Глина	15-20	0,7-0,93
Дуб (вдоль волокон)	6-8	0,35-0,43
Дуб (поперек волокон)	6-8	0,2-0,21
Железобетон	8	1,55
Картон	Воздушно-сухая	0,14-0,35
Кирпичная кладка	Воздушно-сухая	0,67-0,87
Кожа	>>	0,14-0,16
Лед	—	2,21
Пробковые плиты	0	0,042-0,054
Снег свежевыпавший	—	0,105
Снег уплотненный	—	0,35
Снег начавший таять	—	0,64
Сосна (вдоль волокон)	8	0,35-0,41
Сосна (поперек волокон)	8	0,14-0,16
Стекло (обыкновенное)	—	0,74
Фторопласт-3	—	0,058
Фторопласт-4	—	0,233
Шлакобетон	13	0,698
Штукатурка	6-8	0,791

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

(ρ_a=576кг/м³, ρ_п=400кг/м³,λ, Вт/(м•К))

Материал	-18oС	0oС	50oС	100oС	150oС
Асбест	—	0,15	0,18	0,195	0,20
Пенобетон	0,1	0,11	0,11	0,13	0,17

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Материал	0oС	50oС	100oС
Анилин	0,19	0,177	0,167
Ацетон	0,17	0,16	0,15
Бензол	—	0,138	0,126
Вода	0,551	0,648	0,683
Масло вазелиновое	0,126	0,122	0,119
Масло касторовое	0,184	0,177	0,172
Спирт метиловый	0,214	0,207	—
Спирт этиловый	0,188	0,177	—
Толуол	0,142	0,129	0,119

Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Теплопроводность. Просто о сложном.: Новости и статьи: Строительство и технологии: Разумная Недвижимость

Статья. 30.10.2019

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

 Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества. 

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен). 

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле

Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR.

LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,022 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

·       твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;

·       газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться. 

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие  должны быть как можно ниже. 

У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл. 

Любезно предоставлено компанией ТЕХНОНИКОЛЬ.

---

Разумная Недвижимость

По информации портала. При использовании материала гиперссылка на Razned.ru обязательна.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Теплопроводность материалов, из которых строится здание — это важный показатель, от значения которого зависит, насколько хорошо будет сберегаться тепло в вашем доме. Особенно стоит обращать внимание на теплоизоляционные свойства продуктов, применяемых для возведения наружных стен, так как они защищают внутреннюю часть строения от потери тепла зимой. Чем этот показатель ниже, тем дольше сохраняется тепло, а следовательно, снижаются затраты на обогрев жилья.

Таблица теплопроводности

Теплопроводность — это способность материи проводить тепло и принимать температуру окружающих ее объектов. Единицей измерения коэффициента показателя тепла является величина Вт/(мК). В таблице, представленной ниже, указана теплопроводность основных стеновых материалов, которые наиболее часто применяются при строительстве и утеплении фасадных стен.

Материал	Плотность материала (кг/м3)	Коэффициент теплопроводности
Кирпич керамический полнотелый	1800	0,56
Кирпич силикатный	1800	0,7
Раствор цементно-песчаный		0,58
Раствор известково-песчаный		0,47
Газобетон, пенобетон на цементе	1000	0. 29
Газобетон, пенобетон на извести	1000	0,31
Газобетон, пенобетон на цементе	600	0,14
Газобетон, пенобетон на извести	600	0,15
Арболит		О,07-0,17
железобетон	2500	1,69
Бетон	2400	1,51
Пенополиуретан	40	0,029
Пенополиуретан	80	0,041
Известняк	2000	0,93
Известняк	1400	0,33
Пенополистирол экструдированный	35	0.029
Минеральная вата каменная	180	0,038
Минеральная вата стеклянная	85	0,044

На коэффициент любой величины может влиять влажность воздуха, так как его значения, хотя и незначительно, изменяются в зависимости от времени года и климатических условий. Там, где в таблице не указана плотность материала, значение не является решающим в показателях проводимости тепла.

Теплопроводность материала определяется его химическим составом, степенью и характером пористости, а также условиями, при которых происходит передача теплоты влажностью и температурой воздуха. Материалы, имеющие волокнистую и слоистую структуру строения, могут по-разному проводить тепло. Например, изделия из древесины, с поперечным сечением волокон обладают большей степенью теплопроводности, чем с продольным сечением.

Так как воздух очень слабо передает тепло (0,023Вт/м-⁰C), пористые материалы с воздушными ячейками обладают меньшими теплоизоляционными свойствами. Но если продукт напитан влагой, его теплопроводность увеличивается, потому что вода проводит тепло быстрее, чем воздух, в 25 раз.

К содержанию ↑

Сравнительная характеристика

Исходя из данных таблицы, которые взяты из СНИП от 2003 года, наименьшей теплопроводностью обладают пористые стеновые материалы, такие как пенобетон и газобетон (см. Что лучше пенобетон или газобетон) на основе извести и арболит. Но у ячеистой структуры есть большой недостаток: поры быстро насыщаются влагой из окружающей среды, в результате чего увеличивается их теплопроводность.

К тому же, напитываясь влагой, после нескольких циклов замерзания и размораживания, пористые структуры начинают терять свою прочность, что ведет к разрушению материала. Для сохранения морозостойкости газобетона и пеноблоков, используют влагоустойчивую отделку для наружных работ.

Стены дома из кирпичной кладки обладают большей теплопроводностью, поэтому для лучшего сбережения тепла их толщина должна быть около 40, а то и 50 см. Такой расход ведет к удорожанию строения, поэтому в последнее время кирпич все чаще применяется как облицовочный материал.

Им обкладывают стены из легких блоков, защищая их от разрушающего действия влаги. К тому же, кирпичный дом выглядит красиво и не требует дополнительной отделки. При желании между кирпичной кладкой и бетонными блоками крепится утеплитель, что еще увеличивает сохранность тепла в доме.

К содержанию ↑

Виды утеплителей

Из утеплителей меньшей теплопроводностью обладают пенополистирол и экструдированный пенополиуретан. Это жесткие, хрупкие материалы, выпускающиеся в плитах, и имеющие ячеистую структуру. Но нужно учесть, что при увеличении плотности структуры материала, увеличивается и его способность пропускать тепло.

Минеральные утеплители кроме хорошей сохранности тепла, обладают отличными звукоизоляционными свойствами: они гасят звуки, не позволяя им проникнуть в помещение.

Производится минвата в виде плит или в рулонах. Плитами обкладываются стены, кровля, пол. Рулонный утеплитель пригоден для укрытия труб водоснабжения и отопления.

Читайте также:

Теплопроводящие клеи-герметики

Однокомпонентные и двухкомпонентные теплопроводящие клеи-герметики DOWSIL™, отверждающиеся при нагревании или комнатной температуре, образуют долговечные, устойчивые к нагрузкам эластомеры. Отсутствие побочных продуктов при вулканизации позволяет использовать клеи-герметики в глубоких сечениях и полностью замкнутых участках. Материалы обладают хорошей адгезией к различным поверхностям, включая керамику, металлы и пластики с наполнителями.

Преимущества теплопроводящих клеев-герметиков DOWSIL™:

• Высокая теплопроводность
• Прекрасная адгезия к большинству поверхностей
• Прекрасные диэлектрические свойства
• Диапазон рабочих температур от -55°C до +200°C

свойства	продукт Dow Corning®
	SE9184	SE 4486	1-4174 со стеклянными сферами 178 микрон	Q1-9226	3-6752
число компонентов	1	1	1	2	1
Цвет	белый	белый	Серый	Серый	Серый
Вязкость, сП	нетекучий	19000	65225	50000	81000
Теплопроводность при 250С, Вт/м*к	0,84	1,59	1,77	0,74	1,8
Твердость (по Шору)	72 А	78А	92 А	66 А	87 А
Величина адгезии, кгс/с м 2	21	24	41	30	37,9
Предел прочности при растяжении, кгс/см2	29,6	—	63,3	38	38,3
Относительно удлинение, %	65	—	22	120	15
Диэлектрическая прочность, кВ/мм	20	—	16,7	25	15,7
Отверждение при комнатной температуре, час	48	120	нет	нет	нет
Отверждение при температуре, минуты при 1000С при 1250С при 1500С	—	—	90 30 20	60 40 30	40 10 3
Срок хранения при нормальных условиях, месяцы	7	12	6 при температуре ниже 50 C	12	6

Скачивание файлов доступно только для авторизованных пользователей

Теплопроводящие материалы Dow Corning eng PDF, 537 Кб Теплопроводящие материалы Dow Corning rus PDF, 389 Кб

Совместимость силиконовых материалов Dow Corning c различными жидкостями PDF, 356 Кб Учебное пособие Dow Corning теплопроводящие материалы PDF, 554 Кб

пластиков, проводящих тепло | Технология пластмасс

Теплопроводящие ЖК-панели Cool Polymers помогают охлаждать ноутбуки с помощью этого теплораспределителя (слева) и отформованных тепловых трубок (справа).

Точечные источники тепла были приложены к центру плоских панелей — одна вверху из стандартного полипропилена, а вторая — из теплопроводящего полипропилена CoolPoly.В то время как панель CoolPoly распределяет тепло, создавая более изотермический профиль, стандартная панель из полипропилена имеет горячую точку в центре. Максимальная разница температур на панели CoolPoly составляет всего 4 ° C по сравнению с 24 ° C на стандартной панели PP.

Новое поколение шпиндельных двигателей для дисководов инкапсулировано LNP Konduit PPS / керамическим компаундом. Эта структура заменила сборку гибких цепей, припоя, изоляторов проводов и статора, снизив затраты на 30%.

Потенциальные области применения теплопроводящего материала Fortron PPS включают боковые компоненты теплообменника HVAC (вверху) и высокоскоростные дифференциальные соединители (внизу), которые должны выдерживать высокие температуры во время пайки и работы электронного оборудования. (Фото: Ticona)

Предыдущий Следующий

Радиаторы и другие теплоотводы относятся к последним областям, в которых термопласты — теплоизоляторы, присущие только им, — еще не пришли на смену металлам.То есть до недавнего времени. Модификация пластмасс для улучшения их теплопроводности — растущая область возможностей для горстки компаундов. Они взяли на себя задачу использования пластмасс для решения проблем, связанных с накоплением тепла в электронике, бытовой технике, освещении, автомобилях и промышленных товарах.

Среди пионеров, чьи теплопроводящие составы стали коммерческими только за последние пару лет, можно назвать PolyOne Corp., Cool Polymers, LNP Engineering Plastics, RTP Co., и Ticona Corp. GE Plastics, DuPont и A. Schulman осуществляют программы развития. А в прошлом месяце PolyOne заключила соглашение о совместной разработке с Cool Polymers, чтобы использовать возможности последней в разработке инструментов, тестировании терморегулятора и литье под давлением прототипов.

Теплопроводящие соединения обычно не считаются заменой металлов. Вместо этого они открывают широкий спектр новых возможностей для приложений «терморегулирования».Детали, отформованные из материалов нового поколения, в одних областях могут заменить металлы и керамику, а в других — непроводящие пластмассы. Используется в изготовленных по индивидуальному заказу радиаторах на печатных платах, а также в трубках для теплообменников в бытовой технике, освещении, телекоммуникационных устройствах, бизнес-машинах и промышленном оборудовании, используемом в агрессивных средах. Радиаторы часто включают пластик, отформованный на металлической тепловой трубке. Освещение также включает в себя отражатели, изоляцию лазерных диодов и люминесцентные балласты.Отражатели автомобильных фар находятся в стадии разработки.

В датчиках температуры, таких как термисторы, изоляция из теплопроводящего пластика может помочь улучшить реакцию самого датчика температуры. Теплопроводящие компаунды также используются для герметизации небольших двигателей и моторных бобин. В дизельном топливном насосе используется теплопроводящий пластик, который помогает топливу течь при минусовых температурах.

Более экзотические области применения могут включать системы обогрева полов, в которых теплопроводящая пленка, помещенная между змеевиками, может позволить воде течь при более низких температурах.Другой вариант — это отливка полностью пластиковых автомобильных радиаторов по контуру бампера вместо традиционной квадратной коробки.

Классные новые материалы

Требования к теплопередаче все более компактной и энергоемкой электроники открыли двери для этого нового поколения охлаждающих материалов. В то время как термопласты без наполнителя имеют теплопроводность около 0,2 Вт / мК (Ватт / метр- ° Кельвина), большинство теплопроводных пластиковых компаундов обычно имеют в 10-50 раз более высокую проводимость (1-10 Вт / мК).Одна фирма, Cool Polymers, предлагает продукты с проводимостью в 100-500 раз больше, чем у основного полимера (10-100 Вт / мК).

Традиционно алюминий был основным материалом для управления более высокими тепловыми потоками в электронике. Теплопроводность алюминиевых сплавов для экструзии составляет около 150 Вт / мК. Некоторые литые под давлением металлические сплавы (магний или алюминий) имеют диапазон 50-100 Вт / мК.

Однако можно утверждать, что высокая теплопроводность металлов не может быть эффективно использована, если они проводят тепло к поверхности продукта быстрее, чем конвекция воздушного потока может отводить тепло от поверхности.По словам Джима Миллера, менеджера по продукции Cool Polymers, «теплопередача во многих приложениях ограничена конвекцией (то есть зависит от конструкции), а не теплопроводностью (зависит от материала)».

Его компания продемонстрировала концепцию в определенных приложениях, где теплопроводящие пластмассы обеспечивают теплопередачу, эквивалентную алюминиевым и медным конструкциям.

Марк Каптур, менеджер по маркетингу продукции LNP, добавляет: «Там, где проводимость является ограничивающим фактором, предпочтительным материалом является металл.Но есть много применений, где конвекция является ограничивающим фактором, и тогда лучше подходят теплопроводящие пластмассы ».

Кроме того, теплопроводящие пластмассы обычно имеют более низкие коэффициенты теплового расширения (КТР), чем алюминий, и, таким образом, могут снижать напряжения из-за дифференциального расширения, поскольку пластмассы более точно соответствуют КТР кремния или керамики, с которыми они контактируют. Проводящие пластмассы также весят на 40% меньше алюминия; они предлагают свободу дизайна для встроенной функциональности и объединения деталей; и они могут исключить дорогостоящие операции после обработки.

По словам Миллера из Cool Polymers, многие технологические достижения с использованием микроэлектроники были бы невозможны без теплопроводящих пластиков. «Эта способность контролировать накопление тепла, а также обеспечивать легкость, гибкость и дешевизну приложений, сделает эти пластмассы одним из самых важных технологических достижений на десятилетия вперед».

Инфракрасная фотография от Cool Polymers демонстрирует, почему многие компоненты из пластика перегреваются и выходят из строя.Точечные источники тепла были приложены к центру плоских формованных панелей — одна из стандартных полипропиленовых панелей, а другая — из теплопроводящего полипропиленового компаунда CoolPoly. Последний отводит тепло от центральной горячей точки, создавая более изотермический профиль, который варьируется не более чем на 4 ° C по всей панели. Но стандартная панель из полипропилена показывает разницу температур 24 ° C между самой горячей и самой холодной точками.

Высокая начальная стоимость в настоящее время является самым большим препятствием для более широкого распространения теплопроводных соединений.Ключевым фактором являются дорогостоящие наполнители, используемые для достижения хорошей теплопроводности, в результате чего эти составы стоят как минимум в два с половиной раза дороже, чем металлические или керамические материалы, которые они могут заменить. Многие теплопроводящие соединения продаются в диапазоне от 25 до 45 долларов за фунт, хотя некоторые с более низкой проводимостью стоят всего от 4 до 6 долларов за фунт.

Поставщики говорят, что эта технология в настоящее время лучше всего подходит для крупносерийного производства (например, 10 000 деталей в месяц), чтобы реализовать конструктивные и производственные преимущества литья под давлением.Миллер из Cool Polymers говорит, что при замене металлической конструкции удалось сэкономить до 30%. Однако он отмечает, что размер детали может иметь решающее значение. «Для небольшой детали большая часть затрат приходится на процесс литья под давлением, в то время как для более крупных деталей важным фактором является материал. Из-за более высоких начальных затрат теплопроводящие пластмассы имеют преимущество для небольших блоков — до 1 фунта ».

Активные ингредиенты

Среди наиболее часто используемых теплопроводных добавок — графитовые углеродные волокна и керамика, такие как нитрид алюминия и нитрид бора.Графитовые волокна проводят как электричество, так и тепло, что позволяет использовать их в приложениях, где требуется экранирование радиопомех, например в портативных устройствах связи. Напротив, керамические добавки являются электроизоляционными. Они подходят для приложений, которые соприкасаются с электрическими проводами. Практически все поставщики теплопроводящих компаундов предлагают как электропроводящие, так и изолирующие типы. В состав теплопроводных соединений обычно входят кристаллические технические смолы из-за их высокой термостойкости и более низкой вязкости расплава, но также могут использоваться аморфные смолы.Компания Cool Polymers, например, разработала теплопроводный полисульфоновый состав. Как правило, проводящие составы имеют более высокую жесткость и прочность, но более низкие ударные свойства, чем ненаполненные или армированные стекловолокном смолы. Например, нейлон 66, армированный стекловолокном, имеет ударную нагрузку по Изоду с надрезом около 1,7-1,8 фут-фунт / дюйм, в то время как теплопроводный, электрически изолирующий нейлон 66 имеет надрез по Изоду 1,0 фут-фунт / дюйм.

Самыми теплопроводными добавками являются специальные графитовые волокна из нефтяного пека.У них значения проводимости 500-1000 Вт / мК. Для сравнения, конструкционные углеродные волокна на основе полиакрилонитрила (ПАН) имеют удельную проводимость менее 10 Вт / мК. Теплопроводность электроизоляционных керамических наполнителей составляет 60-80 Вт / мК для нитрида бора и 300 Вт / мК для порошков нитрида алюминия. По словам Сэма Джонсона, отраслевого менеджера компании BP по промышленным композитам из углеродного волокна, для большинства коммерческих применений волокон из пекового графита требуется проводимость в диапазоне 500 Вт / мК. Обычно для этого требуются высокие нагрузки волокна (до 70%).Джонсон говорит, что даже при таких высоких нагрузках возможны довольно длинные пути потока для кристаллических пластиков, таких как LCP и PPS, благодаря их превосходной межфазной совместимости с графитовыми волокнами. Джонсон добавляет: «Вам не нужно охлаждать форму, потому что эти волокна очень теплопроводны. В результате составы быстро меняются ».

BP в настоящее время является единственным в Северной Америке производителем графитовых волокон на основе пека. Conoco стремится стать вторым поставщиком, когда она запускает производство специальных волокон из пека на новом заводе в Понка-Сити, штат Окла., в начале следующего года. Хотя волокна BP ThermalGraph на основе пека продаются по цене около 25 долларов за фунт, BP разработала недорогой процесс, который снизит цены как минимум на 25%, говорит Джонсон. BP рассчитывает начать использовать новый процесс в начале следующего года.

Также дороги керамические наполнители. Нитрид алюминия продается по цене около 20 долларов за фунт, а нитрид бора в среднем составляет около 50 долларов за фунт. Джуён Ким, менеджер по техническому развитию Advanced Refractory Technologies, говорит, что соединения с нитридом алюминия текут намного лучше, чем соединения, содержащие нитрид бора, из-за более округлой формы частиц первого наполнителя по сравнению с формой пластинок последнего.«В результате вы можете легко получить до 60% по объему нитрида алюминия по сравнению с 20% по объему для нитрида бора», — утверждает Ким. Его фирма — единственный поставщик нитрида алюминия в США. По словам Ким, новая разрабатываемая версия под названием Maxtherm будет обеспечивать более высокие нагрузки и большую теплопроводность. Он будет готов к продаже в конце этого года.

«

Advanced Ceramics Corp.» работает над новой обработкой поверхности, которая позволяет загружать нитрид бора (BN) на достаточно высоких уровнях и поддерживать хорошую формуемость, говорит директор по маркетингу Дон Лелонис. Также предпринимаются попытки изменить форму и размер частиц BN для оптимизации теплопроводности. (Единственным поставщиком нитрида бора в США является компания Saint-Gobain Advanced Ceramics, ранее называвшаяся Carborundum Corp.)

Графитовые волокна и керамические наполнители могут быть абразивными для технологического оборудования. Формовщики могут компенсировать это, используя винты с низким уровнем сжатия и избегая небольших ворот и стопорных колец. В общем, минимизируйте сдвиг, советует Джонсон.

добавляет Каптур из LNP: «Самая большая разница в обработке этих компаундов заключается в том, что они очень быстро охлаждаются в пресс-форме, потому что они очень быстро передают тепло.Итак, как только они перестанут течь, они больше не начнут течь. Это необходимо учитывать при проектировании пресс-форм, например, при установке вентиляционных отверстий и ворот ».

Расширение ассортимента полимеров

Первоначальные работы по теплопроводным термопластам были сосредоточены на высокотермостойких смолах, таких как LCP, PPS, PEEK и полисульфон. PolyOne также тестирует новые составы на основе полиэфиримида (Ultem от GE). В настоящее время поставщики расширяют свой ассортимент, включив в него среднетемпературные смолы, такие как ABS, PBT, поликарбонат и нейлон, а также низкотемпературные товарные пластмассы, такие как PP и PS.Даже эластомеры TP подвергаются теплопроводной обработке.

говорит Миллер из Cool Polymers: «В группе среднетемпературных инженерных смол мы нацелены на применение радиаторов в небольших шаговых двигателях для широкого спектра промышленного оборудования. В области товарных смол мы видим потенциал для соединений на основе полипропилена и, возможно, полистирола в неэлектронных приложениях, таких как продукты для обогрева и охлаждения пищевых продуктов ».

Линия CoolPoly компании

Cool Polymers сегодня включает соединения LCP, нейлона 66, PC / ABS и PPS.Они обеспечивают теплопроводность до 60 Вт / мК, в зависимости от типа смолы. Эластомерные соединения ТПО находятся в стадии разработки. Компания предлагает индивидуальные рецептуры теплопроводных марок любых технических или товарных термопластов.

Линия Konduit

LNP включает PPS, PP, а также нейлон 6 и 66 марок. Эти смолы смешиваются с углеродными, керамическими или металлическими наполнителями и, при необходимости, небольшими количествами армирующего стекла. В группе недорогих продуктов используются керамические или металлические добавки, обеспечивающие теплопроводность до 2 Вт / мК.Группа высокоэффективных продуктов использует специальное углеродное волокно для достижения мощности 10 Вт / мК. LNP может предложить индивидуальные продукты Konduit из любого кристаллического термопласта.

Линия Therma-Tech компании

PolyOne включает соединения LCP, PPS и PPA (BP’s Amodel) с теплопроводностью до 10-12 Вт / мК. Новые добавки включают TPV (гибкий сшитый TPO).

Линия

RTP Thermoplastic Conductive Compound (TCC) может быть изготовлена ​​по индивидуальному заказу из PPS, LCP, PPA, PC, нейлона 66, PP, PE и TPE (олефиновых или стирольных).Диапазон проводимости до 18 Вт / мК. В отличие от большинства поставщиков, RTP предлагает токопроводящие компаунды как для литья под давлением, так и для экструзии. Примером последнего является полипропиленовый компаунд, используемый для изготовления трубок для транспортировки красок и клеев, которые должны храниться при постоянной температуре.

Ticona предлагает четыре марки Fortron PPS с теплопроводностью до 3,0 Вт / мК в электрически изолирующем или проводящем исполнении.

Размещение более мощной микроэлектроники во все меньших пространствах было бы невозможно без теплоотводов и теплораспределителей, отформованных из новых теплопроводящих термопластичных компаундов.

Высокая теплопроводность — обзор

4.3.1 Состав стали и долговечность

Металлы с высокой теплопроводностью, такие как медь или алюминий, не могут использоваться для этого применения из-за их плохих механических свойств при высоких температурах и давлениях, необходимых для этого солнечное применение, поэтому обычно используется сталь.

Углеродистые и низколегированные нержавеющие стали имеют лучшую теплопроводность, чем высоколегированные аустенитные нержавеющие стали, и они дешевле, но эти стали имеют более низкую коррозионную стойкость, чем аустенитная нержавеющая сталь.

Углеродистая сталь ASTM 335 марки P22 использовалась в установке DISS в PSA, с DSG с водой в качестве HTF, и наблюдались проблемы с коррозией из-за эрозии и кавитации, вызванной двухфазным потоком. Теперь в этой технологии производители используют аустенитную нержавеющую сталь AISI 316, чтобы гарантировать механическую устойчивость к высоким рабочим давлениям и радиальным температурным градиентам, возникающим при двухфазном потоке. Толщина ресивера увеличивается в зависимости от максимального рабочего давления (100 бар), что приводит к получению более толстой трубки (> 4.5 мм), что напрямую отражается на эффективном удорожании технологии [5].

Когда в качестве HTF используются синтетические масла и органические вещества, такие как системы бифенил / дифенилоксид, обычно используется аустенитная нержавеющая сталь AISI 321L из-за ее более низкой проницаемости для водорода по сравнению с другими аустенитными нержавеющими сталями. Диффузия водорода является основным недостатком этой технологии из-за термической деградации HTF, а высокие парциальные давления водорода достигаются в вакуумном кольцевом пространстве [21].Типичная толщина стенки составляет 2 мм.

В трубах приемника расплавленной соли обычно используется смесь NaNO ₃ (60 мас.%) — KNO ₃ (40 мас.%) Солей (солнечная соль) или смесь NaNO ₃ (7 мас.%) — KNO ₃ (53 мас.%) — NaNO ₂ (40 мас.%) Соли (HITEC). В литературе имеется несколько сообщений по вопросам коррозии этих расплавов солей с металлическими сплавами, и было обнаружено, что никелевые сплавы с содержанием хрома 15–20% показали лучшую коррозионную стойкость, тогда как сплавы железа с низким или почти нулевым содержанием никеля показали плохая коррозионная стойкость при высоких температурах [10, 15, 38]. Следовательно, нержавеющая сталь AISI 321 обычно используется в трубках приемника расплавленной соли.

Другие материалы HTF, такие как перегретый пар [14] или охлажденные газы [24, 25], в настоящее время изучаются с целью повышения теплового КПД солнечной электростанции, и они открывают возможность снижения требований и стоимости металлических изделий. трубка, используемая в приемных трубках.

Сравнение теплопроводности нержавеющей стали с другими металлами

Теплопроводность — это процесс, при котором тепловая энергия переносится через материю, давая материалу способность проводить тепло.Электропроводность, или проводимость, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. Ватт — это единица мощности, обычно определяемая либо как вольт-ампер, либо как джоули энергии в секунду. Кельвин — это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин — это абсолютный ноль.

Материалы с хорошей теплопроводностью, например, некоторые металлы, быстро передают большое количество тепла. Например, медное дно кастрюли быстро нагревается и рассеивает это тепло по остальной части кастрюли.Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, что может быть полезно для строительных материалов.

Теплопроводность некоторых металлов

Металлы содержат электроны, которые в первую очередь ответственны за отвод тепла. Самые высокие значения теплопроводности имеют самые чистые металлы в отожженном состоянии. Металлы, которые обычно встречаются при низкотемпературных работах, включают нержавеющую сталь, углеродистую сталь и алюминий.
У некоторых металлов теплопроводность в значительной степени зависит от чистоты и состояния металла.Для криогенных (холодопроизводительных) применений используются медь и алюминий, где требуется хорошая теплопроводность. Нержавеющая сталь используется там, где подходит относительно низкая теплопроводность. Это применимо к инфраструктуре для таких вещей, как элементы каркаса.

Электропроводность алюминия

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр. Алюминиевые сплавы имеют тенденцию иметь гораздо более низкую проводимость. Однако он редко бывает таким низким, как железо и сталь.Алюминий часто используется в электронных радиаторах из-за хорошей теплопроводности металла.

Электропроводность углеродистой стали

Теплопроводность углеродистой стали намного ниже, чем у алюминия. Его теплопроводность составляет около 45 Вт на кельвин на метр. Этот материал — хороший и экономичный выбор для строительных элементов конструкции.

Электропроводность в нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет даже более низкую проводимость, чем углеродистая сталь, около 15 Вт на кельвин на метр.Нержавеющая сталь является идеальным материалом для конструкций в агрессивных средах или для конструкций из конструкционной стали, подвергающейся воздействию архитектурных сооружений (AESS).

Преимущества нержавеющей стали

Материалы с низкой теплопроводностью препятствуют передаче тепла. Это может привести к повышению энергоэффективности и стабильности материала. Низкая теплопроводность нержавеющей стали делает ее хорошим материалом для фасадов зданий, стеклянных конструкций и систем навесных стен. Нержавеющая сталь также остается стабильной при контакте с теплом, например, во время производственного процесса или в пищевом оборудовании, таком как печи и конвейеры.

Создание профилей для ваших нужд

Stainless Structurals — мировой лидер в производстве конструкционных профилей из нержавеющей стали и нестандартных профилей, включая профили с острыми углами. Мы используем различные производственные технологии, чтобы предоставить нашим клиентам компоненты высочайшего качества для самых разных областей применения. Наша технология Laser Fusion особенно впечатляет. Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию о наших продуктах и ​​инновационных производственных процессах.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Свойства углеродного волокна-теплопроводность

Эта статья о теплопроводности находится в стадии разработки. Доступная информация сбивает с толку и иногда противоречит. Я пытаюсь использовать первичные исследования для получения информации, но это тяжелое чтение, и я просто не всегда их понимаю. Новая информация появляется постоянно, как и новые продукты. Наслаждаться!

Углеродное волокно и другие материалы на основе углерода разрабатываются для замены других более традиционных теплопроводных материалов.

Что подразумевается под ТЕПЛОВОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ?

Теплопроводность — это способность материала проводить тепло. Количественно это определяется законом теплопроводности Фурье:

Когда внутри тела существует температурный градиент, тепловая энергия будет течь из области высокой температуры в область низкой температуры. Это явление известно как теплопроводность и описывается законом Фурье.

Передача тепла через материалы с высокой теплопроводностью происходит с большей скоростью, чем через материалы с низкой теплопроводностью .Другими словами, материалы с высокой проводимостью проводят тепло лучше, чем материалы с высоким тепловым сопротивлением , которые используются в качестве теплоизоляторов.

Единицы теплопроводности

В британских единицах теплопроводность измеряется в БТЕ / (час · фут · F).

В единицах СИ (Международная система единиц, метрическая система) он измеряется в ваттах на метр кельвин (Вт · м-1 · K-1).

Несколько отраслей промышленности занимаются теплопроводностью и сопротивлением материалов, и для удовлетворения их потребностей были разработаны различные шкалы. Таким образом, строители используют R-value для оценки изоляционных материалов, в то время как швейная промышленность использует togs и clo для определения изоляционных свойств текстиля.

Как отводится тепло?

У неметаллов и металлов разная теплопроводность.

В металлах проводимость в основном обусловлена ​​свободными электронами. Это причина того, что металлы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью. Теплопроводность может изменяться при изменении температуры, часто снижаясь при повышении температуры.

Теплопроводность неметаллов в первую очередь обусловлена ​​колебаниями решетки (фононами). За исключением кристаллов высокого качества при низких температурах, особой разницы нет, а теплопроводность остается примерно постоянной.

Сравнение теплопроводности различных материалов.

Единицы измерения в этой таблице: Вт / м * К, для проводимости и г / см (3), для плотности.

Примечание. Следующая таблица предназначена только для сравнения. Теплопроводность будет варьироваться в зависимости от химического состава, типов древесины, кристаллической структуры, методов измерения, расположения волокон, температурного градиента, исходных материалов.Он представлен, чтобы показать относительную проводимость материалов. Углеродное волокно в его различных формах настолько разнообразно, что просто невозможно перечислить его без пояснений, поэтому теплопроводность углеродного волокна редко встречается в таблице.

МАТЕРИАЛ	ПРОВОДИМОСТЬ	ПЛОТНОСТЬ
Алюминий	210	2.71
Латунь (70Cu-30Zn)	115	8,5
Медь	398	8,94
Золото	315	19,32
Серебро	428	10,49
Алмаз	2500	3,51
Графит (пиролитический, некоторые плоскости)	300-1500	1. 3-1,95
Графен (теоретический)	5020	н / д
Углеродная нанотрубка (теоретическая)	3500	НЕТ
Углеродное волокно	21-180	1,78
MP с высоким модулем упругости Углеродное волокно с мезофазным шагом в направлении волокон	500	1,7
Кремний	141	2.33
Эпоксидный	0,5–1,5	1,11-1,4
Углеродное волокно в эпоксидной смоле	5-7 в плоскости .5-.8 поперечный	1,11-1,4
Воздух (неподвижный)	0,026	н / д
Стекло	.93	2,3
Утюг	80	6.98
Дерево	,15	0,6
Пенополистирол	.03	н / д
Минеральная вата	.04	н / д

Вот еще несколько расширенных таблиц теплопроводности: таблица теплопроводности из Википедии, таблица Engineering Toolbox — альтернативы

Я получил цифры для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОБСТВЕННОСТИ УГЛЕРОДНО-ВОЛОКНО / ЭПОКСИДНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ из диссертации на докторскую степень в Университете Небраски.Перейдите на страницу 128, чтобы увидеть результаты, но посмотрите на процесс. Это хорошая иллюстрация того, какую работу необходимо выполнить для измерения теплопроводности неметаллических композитов.

Что такое графен?

Графен представляет собой плоский монослой атомов углерода, плотно упакованный в двумерную (2D) сотовую решетку (представьте себе миниатюрную проволочную структуру) и является основным строительным блоком для графитовых материалов. Его можно завернуть в фуллерены (другое название углеродных нанотрубок) или сложить в трехмерный графит.

Графеновая статья от Graphene Industries. Короткая читаемая страница.

Листы графена складываются в стопку графита. Листы графена были произведены недавно и являются предметом интенсивных исследований. Они пока не получили широкого распространения, но скоро появятся в ближайшей к вам отрасли!

ПРИМЕЧАНИЕ. Существует огромное количество статей и исследовательских работ по теплопроводности углеродного волокна, углеродных нанотрубок, графена. Что из этого выходит:

• Имеется значительный диапазон измеряемых значений.Он может быть довольно низким в случае композитного углеродного волокна, измеренным по листу, или очень высоким для таких материалов, как пиролитический графит и алмаз.
• Углеродное волокно, графит и другие производные углерода сильно различаются в зависимости от измеряемой плоскости. Вдоль волокна проводимость высокая, по отношению к плоскости проводимость сильно снижена.
  Чем выше содержание углерода в углеродных волокнах, уровень карбонизации, тем выше теплопроводность.
• Углеродные композиты трудно измерить, потому что многое зависит от метода производства, точного состава матрицы, воздуха, расположения волокон, метода измерения, подготовки образцов.
• Было проведено несколько экспериментов, в которых теплопроводность углеродных композитов была увеличена за счет легирования углеродными нанотрубками и другими материалами на основе углерода.
• Поскольку технология не развита, некоторые из приведенных цифр являются теоретическими и еще не достигнуты.

Зачем нужны термальные материалы на основе углерода?

Какие преимущества использования углеродного волокна, графита и т. Д.

Стабильность размеров

Углеродное волокно имеет преимущество перед медью и другими металлами, поскольку имеет очень низкий коэффициент теплового расширения.Когда материал нагревается, он расширяется, а затем снова сжимается при охлаждении. Это может стать серьезной проблемой, когда допуски очень важны. Примерами являются оптические системы и микроэлектроника.

Медь имеет коэффициент 16,6 (10-6 м / м · К), в то время как углеродное волокно может составлять всего 0. По этой причине медь была объединена с углеродным волокном / графитовыми материалами для создания материала со значительно меньшим коэффициентом линейной термической стойкости. расширение.

Были испытаны алюминий и углерод, но смесь образует гальваническую пару, вызывающую коррозию.Медь — лучший выбор. Коррозия не является проблемой, и фактическая теплопроводность может быть выше, чем у меди, если углеродное волокно сильно графитовое.

Значительно большая теплопроводность

Некоторые графиты и алмазы намного выше меди и серебра. проводимость в 5 раз больше. Обычно стоимость непомерно высока. Графит с высокой проводимостью довольно хрупок, и это является недостатком.

Вес и прочность

Углеродные материалы значительно легче металлов.Углеродное волокно также имеет более высокое соотношение прочности и веса.

Любое углеродное волокно в обычной эпоксидной смоле может подвергаться воздействию температур, которые не повредят эпоксидную матрицу. По этой причине обычные композиты имеют ограниченное применение. Была разработана высокотемпературная эпоксидная смола, но на самом деле она не очень высока. Существуют способы изготовления панелей из углеродного волокна без заделки их в эпоксидную смолу, что значительно расширяет диапазон температур. Ссылку на описание характеристик углеродных волокон с высокой термальной проводимостью см. На боковой панели.

Графит можно использовать в условиях, которые могут повредить обычные материалы. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и хорошими незагрязняющими свойствами. SGL Group предлагает теплообменники из графита

.

Итак … Углеродное волокно является хорошим проводником тепла?

Как обычно, ответ — «зависит от обстоятельств». Короткий ответ — НЕТ, только не тогда, когда обычное углеродное волокно состоит из обычной эпоксидной смолы и, как ожидается, будет проводить тепло по всей толщине. Если измерять теплопередачу сильно карбонизированного плоского волокна с добавлением графита или алмаза по длине волокна, оно очень хорошее и может конкурировать с медью и превосходить ее.Графит — распространенный материал для теплообменников.

Другие углеродные материалы, такие как алмаз или некоторые графиты, такие как пиролитический графит, имеют звездообразную форму и могут быть в 5 раз лучше меди.

Были проведены исследования по улучшению теплопроводности стекловолоконного композита за счет добавления графена. Было отмечено улучшение на 50%. Резюме доступно здесь. Вы также можете заплатить, чтобы прочитать статью полностью.

На Ognition.com есть хорошая статья о графитовых теплообменниках и их применениях.

Графеновые листы и углеродные нанотрубки обладают огромным потенциалом, но пока еще не получили широкого распространения. Продолжение следует …

---

, напишите мне, если найдете ошибки, я исправлю их, и мы все выиграем: Кристина

Теплопроводность

Теплопроводность

Теплопроводность — это свойство материала. Не будет отличаться от размеры материала, но это зависит от температуры, плотность и влажность материала. Тепловой проводимость материала зависит от его температуры, плотности и содержание влаги.Теплопроводность, обычно встречающаяся в таблицах, составляет значение действительно для нормальной комнатной температуры. Это значение не будет отличаться значительно между 273 и 343 К (0 — 70 ° C). Когда высокие температуры например, в духовках, влияние температуры должно быть учтено.

Как правило, легкие материалы являются лучшими изоляторами, чем тяжелые. потому что легкие материалы часто содержат воздухозаборники. Сухой неподвижный воздух имеет очень низкая проводимость. Слой воздуха не всегда будет хорошим изолятором, потому что тепло легко переносится излучением и конвекция.

Когда материал, например изоляционный, становится влажным, воздух корпуса наполняются водой и, поскольку вода является лучшим проводником чем воздух, увеличивается проводимость материала. Вот почему это очень важно устанавливать изоляционные материалы, когда они сухие и следите за тем, чтобы они оставались сухими.

Проводимость против проводимости

Электропроводность (k) — это свойство материала, означающее его способность проводить тепло через его внутреннюю структуру.Поведение по отношению к другому рука является свойством объекта и зависит как от его материала, так и от толщина. Электропроводность равна удельной электропроводности, умноженной на толщину, в дюймах. единиц Вт / м²К. Поскольку проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению, поэтому общее сопротивление материала может быть выражено как его общее толщина, деленная на общую проводимость. В таблице ниже представлен список строительных материалов и их теплопроводности для сухой (закрытой) и влажные (наружные) условия.

Группа	Материал	Удельная масса (кг / м3)	Теплопроводность (Вт / мК)
			Сухой	мокрый
Металл	Алюминий	2800	204	204
	Медь	9000	372	372
	Свинец	12250	35	35
	Сталь, Чугун	7800	52	52
	цинк	7200	110	110
Натуральный камень	Базальт, Гранит	3000	3. 5	3,5
	Bluestone, мрамор	2700	2,5	2,5
	Песчаник	2600	1,6	1,6
Кладка	Кирпич	1600-1900	0,6-0,7	0,9–1,2
	Кирпич силикатный	1900	0.9	1,4
		1000-1400	0,5-0,7
Бетон	Гравийный бетон	2300-2500	2,0 ​​	2,0 ​​
	Легкий бетон	1600-1900	0,7-0,9	1,2–1,4
		1000-1300	0.35-0,5	0,5-0,8
		300-700	0,12-0,23
	Пемзобетон	1000-1400	0,35-0,5	0,5–0,95
		700-1000	0,23–0,35
	Изоляционный бетон	300-700	0.12-0,23
	Ячеистый бетон	1000-1300	0,35-0,5	0,7–1,2
		400-700	0,17-0,23
	Шлакобетон	1600-1900	0,45-0,70	0,7–1,0
		1000-1300	0.23-0,30	0,35-0,5
Неорганическое	Асбестоцемент	1600-1900	0,35-0,7	0,9–1,2
	Гипсокартон	800-1400	0,23–0,45
	Гипсокартон	900	0,20
	Стекло	2500	0. 8	0,8
	Пеностекло	150	0,04
	Минеральная вата	35-200	0,04
	Плитка	2000	1,2	1,2
Пластыри	Цемент	1900	0,9	1.5
	Лайм	1600	0,7	0,8
	Гипс	1300	0,5	0,8
Органический	Пробка (развернутая)	100-200	0,04–0,0045
	Линолеум	1200	0,17
	Резина	1200-1500	0.17-0,3
	ДВП	200-400	0,08-0,12	0,09-0,17
Дерево	Твердая древесина	800	0,17	0,23
	Мягкая древесина	550	0,14	0,17
	Фанера	700	0.17	0,23
	Оргалит	1000	0,3
	Мягкая доска	300	0,08
	ДСП	500–1000	0,1-0,3
	ДСП	350-700	0,1-0,2
Синтетика	Полиэстер (GPV)	1200	0. 17
	Полиэтилен, полипропилен	930	0,17
	Поливинилхлорид	1400	0,17
Синтетическая пена	Пенополистирол, эксп. (ПС)	10-40	0,035
	То же, экструдированный	30-40	0.03
	Пенополиуретан (PUR)	30–150	0,025-0,035
	Твердая пена на основе фенольной кислоты	25-200	0,035
	ПВХ-пена	20-50	0,035
Изоляция полости	Изоляция полой стены	20-100	0.05
Битумные материалы	Асфальт	2100	0,7
	Битум	1050	0,2
Вода	Вода	1000	0,58
	Лед	900	2.2
	Снег свежий	80-200	0,1-0,2
	Снег старый	200-800	0,5–1,8
Воздух	Воздух	1,2	0,023
Почва	Почва лесная	1450	0.8
	Глина с песком	1780	0,9
	Влажная песчаная почва	1700	2,0 ​​
	Почва (сухая)	1600	0,3
Напольное покрытие	Плитка напольная	2000	1. 5
	Паркет	800	0,17-0,27
	Ковер из нейлонового войлока	0,05
	Ковер (поролон)	0,09
	Пробка	200	0,06-0,07
	Шерсть	400	0.07

Теплопроводность обычных материалов

В этой статье представлены данные о теплопроводности для ряда распространенных материалов. Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры.Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других металлов и сплавов».

В следующих таблицах показаны значения теплопроводности для обычных веществ.

902 902 902 Жесткая резина 902 9023 9034 9034 9023 9023 907 90236 9023 1007 1007

Материал	Температура	Температурная проводимость	Температура	Теплопроводность
					9023 9023 9023 9023 9034 Земля 9023 902 0,600	68	0,347
Гравий	20	2,50	68	1,44
Недра (Влажность 8%)	20	0.900	68	0,520
Грунт, сухой песок	20	0,300	68	0,173
мокрый песок (Влажность 8%)	20	0,600	68	0,347
Строительные материалы
Кирпич (здание)	20	0,720	681623 902		0,46 Глинозем)	430	3. 10	806	1,79
Клинкер (Цемент)	20	0,700	68	0,404
Бетон, тяжелый	20 9023		20 907 902 Бетон, изоляция	20	0,207	68	0,120
Бетон светлый	20	0,418	68	0,242 0237
Стекло935	68	0,540
Древесина	20	0,170	68	0,098
Изоляция							9023 9023	0559 Асбест	0342 9023 100	0,190	212	0,110
200	0,210	392	0,121
Силикат кальция	20	0.046	68	0,027
Пробка	30	0,043	86	0,025
Стекловолокно	20	0,042	20	0,070	68	0,040
Магнезит	200	3,80	392	2,20
Слюда	50.430	122	0,248
Rockwool	20	0,034	68	0,020
Резина, мягкая	20	0,130	20	0,130	0	0,150	32	0,087
Опилки	20	0,052	68	0,030
Уретан 9023.026	68	0,015
Прочие твердые вещества
Алмаз	20	2,300	68	1,329
9023 9034 9023 9023 9034 9023 902 9023 9023 9023 9023 9023 9023 902	Кожа человека	20	0,370	68	0,214
Жидкости
Уксусная кислота, 50%	20	0. 350	68	0,202
Ацетон	30	0,170	86	0,098
Анилин	20	0,170 9023 9034	0,160	86	0,092
Хлорид кальция, 30%	30	0,550	86	0,318
Этанол 80%	2023240	68	0,139
Глицерин, 60%	20	0,380	68	0,220
Глицерин, 40%	20		Гептан	30	0,140	86	0,081
Ртуть	20	8,54	68	4,93
	28	82	4,83
Серная кислота, 90%	30	0,360	86	0,208
Серная кислота 60%	9023 0237 9023		9023
Вода	20	0,613	68	0,354
	30	0,620	86	0,358
	60	0.660	140	0,381
Газы
Воздух	0	0,024	32	0,014
	20	9034 0,026 9023	20	0,026 9023 9023 9023 9023 9034 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9034 9023 0,031	212	0,018
	Двуокись углерода	0	0,015	32	0,009
Этан	0	0.018	32	0,010
Этилен	0	0,017	32	0,010
Гелий	20	0,152		0,152	2	0,170	32	0,098
Метан	0	0,029	32	0,017
Азот	0	0. Разное Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт ©2013-2025 «АртЛига». Конкурс в области промышленного дизайна мебели.