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　　高 拨 型绝 澍料 子 蚺 窑 技 术 憾寻热章瓣 浙江博斯新材料实验室 斯 更青 上海东华窑炉设备公司 刘 群 -_I。 一 。一 高科技新型绝热材料 ： 导热率 比静止空 气还低 的 B ( ) S材料 ， 是 由纳 米 级 微 粒 构 成 ， 其所产生 的“ 壁 效应 ” 在空气 导热率 曲线上 出 现一处跳跃式 的下降， 这个奇特的突变现象 ， 诞生 了一个 低 于传统 理 论 值的空 气导 热 率 ， A B C D 能显 著降低 空气 热传 递 ， 其 隔热 性 能 比陶瓷 纤维 高 三倍 ， 节 能 效 果 显 著。如 从 炉 内 9 5 O 降至 外壁 6 0 只需 用 6 2 m m 厚 的 B ( ) S材料 。( 见 图一 ) 纳米体系耐火 保温材料及粒 子振辐理论 2 ,3O丑 同等条 件 高 沮佣 1 1 O 低 沮佣 6 o 热蔬量 1 6 b b w 编号 厚 ( 唧 ) 重量( k g m2 ) 蓄热l l ( k j mz ) 材料费( 元 ) A 41 8 58 9 3 49 4 5 5 7 0 B 3 o 6 3 0 9 1 6 7 6 1 1 4 2 0 C 23 6 1 65 95 35 81 7 D 2 3 o 3 7 1 2 8 2 7 4 0 E 99 3 7 l 4 l 6 72 3 田 1 同等条件下一些铯热材料组合的技术经济比较 ( 供参考) 信息产品与节艟 2 0 帅 年第 1 期-1 1 E 维普资讯 http:/ 电子炉窑技术 的隔热保温原理， 使我们 的窑炉设计理论观 念 也产生 飞跃 。 1 衡 量绝热 材料性 能的指标 除有不 同使 用要 求 外 ， 都 有 一个共 同 的 指标 ， 就是 导热数 ( W m、 k ) 的太小 。其 中静 止空 气导热 系数公认 为是 物质 中最低 的。七 十年代迅 速 推广 的陶 瓷纤维 材料 ， 把导 热率 降至传统绝热材料 的 1 51 1 0 ， 应用在窑 炉上 出现 了如 ： 特等 加热炉 、 C级 电阻炉等 一 批新 型节 能窑炉 、 钟罩 窑 、 梭式 窑等可用全纤 维保温 。 2“ 壁效应 ” 的原 理 几 乎所有绝 热性 能较好 的材料 ， 例 如轻 质 耐火砖 、 陶 瓷 纤维 毡 、 硅 酸 钙板 ， 都 是利 用 空气 的低 导热 率 ， 利 用大 量气 孔 和气 泡来 达 到较 低 的导热率 。但是该技术仍无法 解决空 气本身 的热传 导 ， 即空气分 子 的“ 碰撞 ” 热传 递 。 如何 “ 降低空气的热传 递” 呢? 根据气 体热传导 经典分子动 力学 理 论所 阐明的声子热传 导性质 ， 即德拜定律 ： K = 1 3 cvUL K=热传导 系数 ； Cv =单 位体 积气 体 分 子的 比热 ， 高温 下 可视 为常数 ； u：声 子运动速度 、 常数 ； L=声 子 的平 均 自 由行 程 ， 相 当于 气 体 分 子在 两次 碰撞的平均 自由行程 。 可近似 地认 为 ：L的太小决定 了 K的 太 小 。 设一个 小空 间 ， 周 壁 间 的距 离 小于 气 体 分子的 自由行程 L， 里 面担负传热的“ 热” 分 子还 投 碰 上 “ 冷 ” 分 子 实 现热 传 递 时 ， 就 被 “ 壁” 弹回来。之后， 只能在壁之间反弹， 成为 无效 的热传 递 因此 ， 只要 把空间 ( 泡 ) 做得 足够 小 即室 温O 0 5 u ， 1 2 0 o 0 4 u ， 就 能 实现这 种无 效的热传递 ， 反映在 导热系数 曲线上是一个 跳跃式 下降 。 1 2 信息产品与节瞳) 2 o o o 年第 1 期 3 “ 干扰热 幅射 渡的 功能” 目前广泛使用的隔热材料 绝大部分属 于 硅酸盐 类 ， 它们对 热 幅射几乎是透明的 ， 传 递过程 中 温 度超 过 6 0 0 ， 辐射 传热 的 比例 就要 占全 部 传 热 量 的 5 O 以上 ， 温 度越 高 ， 比例 越大 。 B 0 s材料独特 的微结构， 呈特定分布的 浑浊剂阻挡热射线的辐射 ， 具有“ 干扰热幅射 波的功 能” ， 非 常有 效 地 削弱 热 幅射 强度 ， 尤 其在高温 区， 显 示 出与其 他 材料 相 比斜 率非 常低 平 的 导 热 曲 线 ( 见 图二 ) 从 图 中 看 出 B ( ) s材 料 的 干扰 性 能 比陶瓷 纤 维 ( 矿 棉 、 硅 酸铝 纤维及 多 晶奠来石 纤维等 ) 强三倍 。 B ( ) S材料制 作技 术 就是 利用上 述原理 ， 把 泡做成足 够 小 制 品 的 截面 大约 9 0 空 隙的物 理结 构 ， 使 其 导 热 系数值 小于 静止空 气 的导热 系数 。 4 应用范 围 B ( ) S材 料的形 状为半 硬板块 ： 安全使 用 温度 1 0 0 0 ， 最佳 使 用 温 度 6 0 09 5 0 ， 其 密 度 为 2 0 04 5 0 k g m3 ， 抗 压 强 度 0 7 5 4 k g c 。 B OS材 料 可 广 泛 用 于工 业 窑炉 、 电 子 、 冶金 、 建材 、 化工 、 航空 、 船舶 、 原子能 、 精密仪 器及 民用设 备等 ， 尤其适 用操作温度过高 ， 空 间受 限制 的设 备 装 置上 。 例如 ：热 反应器 、 航天器 、 钢水 包 、 中间包 、 熔 融炉 、 真 空 炉等 ， 在恰当的温度点上用很薄一层 B ( ) S 材料， 就 能达到非 常 明显 的节 能效果 但应注意不 能代 替 金 属结 构承 重抗折 ， 也不能 直接接触火 焰和 金属熔液。 5 效 果 A B ( ) S材料隔热 性能 比陶瓷纤维高三 倍 节能效 果显 著 。 B 能 显 著 降低 窑 炉 外 表 温度 、 降 低 能 耗 、 改善操 作环境 。 c 可太 幅度 缩小 窑炉体积 、 降低设备 成 本 、 增大炉膛 容量 提 高生产率 。 DB os材 料 隔 热 保 温 原 理 ， 使 我们 窑 炉设计理 论 、 观 念产生 了飞跃 。 维普资讯 http:/ B 0 S板与优质绝热材料导热系数的比较 电子炉窑技术 平 均 弼 匪 图 2 伯囊产品与节鳇) D 年第 1 期1 5 维普资讯 http:/

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