耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)

　　耐火磚的熱導(dǎo)力，即其傳遞熱量的能力，通常以導(dǎo)熱系數(shù)來表示。熱導(dǎo)率表示在能量傳遞過程中，在單位時間內(nèi)、單位溫度梯度下，單位面積所通過的熱量。

 

　　不同材質(zhì)的熱導(dǎo)率往往差別很大。在常溫下，各種耐火磚的熱導(dǎo)率可以從百分之幾到數(shù)十（w／（m·℃）），高值與低值相差近千倍。隨著溫度升高，各種耐火磚的熱導(dǎo)率差值雖趨于減小，但差別仍然很大。如1000℃時，輕質(zhì)硅石的熱導(dǎo)率僅為0.35W／（m·℃）左右；再結(jié)晶碳化硅制品為17.5W／（m·℃）左右；石墨可高達(dá)35W／（m·℃）。

 

 

　　耐火磚的熱導(dǎo)率除受溫度影響外，還與其化學(xué)礦物組成和組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。當(dāng)耐火磚由晶體構(gòu)成時，晶體的性質(zhì)對熱導(dǎo)率有明顯的影響。眾所周知，無機(jī)非金屬材料的熱導(dǎo)率一般比金屬低很多。這是由于無機(jī)非金屬材料與具有金屬鍵的金屬不同，只有少的自由電子。在這種材料中由自由電子引起的導(dǎo)熱為有限，而主要是由晶格振動偏離諧振程度而定。偏離諧振程度愈大，熱導(dǎo)率愈小。而晶格振動偏離程度又隨構(gòu)成各組分物質(zhì)摩爾質(zhì)量的差別增大而增大，所以單質(zhì)的熱導(dǎo)率大（石墨的熱導(dǎo)率較大即在于此）。

 

　　具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的晶體，對晶格的熱輻射作用更大，熱導(dǎo)率變得更小。如MgO，A12O3和MgAl2O4同為等軸晶，但因MgAl2O4結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱導(dǎo)率較低。非同向性晶體，在沿晶體中質(zhì)點密集的方向，熱導(dǎo)率較大。如石英沿c軸方向質(zhì)點堆積較密集，其熱導(dǎo)率（13.6W／（m·℃））約為垂直于c軸方向者（7.2W／（m·℃））的2倍。又如層狀結(jié)構(gòu)的石墨，平行于層面方向的熱導(dǎo)率約為垂直于層面方向的4倍。

 

 

　　若晶體存在缺陷，如形成置換型固溶體時，由于晶體結(jié)構(gòu)的規(guī)則性遭受破壞，引起熱散射現(xiàn)象，導(dǎo)致熱導(dǎo)率降低。其它晶體缺陷如空位、位錯等，也有相似的影響。同樣，由于晶界的熱散射現(xiàn)象，多晶材料的熱導(dǎo)率較單晶者低；細(xì)晶粒構(gòu)成的材料較粗晶粒構(gòu)成者低。材料中含有雜質(zhì)成分，由于也發(fā)生散射作用，故也使熱導(dǎo)率降低。

 

　　當(dāng)耐火磚中含有玻璃相時，由于非晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)無序，原子間相撞幾率大，故與晶體相比，導(dǎo)熱系數(shù)較低。當(dāng)耐火磚中含有氣孔時，由于氣體的熱導(dǎo)率比固體小，所以隨氣孔率的增加，材料的熱導(dǎo)率減小。這就是多孔材料熱導(dǎo)率低的基本原因。