رسانایی حرارتی آجر سیلیس

(1) اثر تخلخل بر هدایت حرارتی.
به طور کلی مشخص شده است که رسانایی حرارتی گازها بسیار کمتر از رسانایی گرمایی جامدات است. تخلخل بالای مواد عایق به طور موثر انتقال حرارت را مسدود می کند و سهم عمده ای در کاهش رسانایی حرارتی مواد دارد. تخلخل نقش مهمی در خواص عایق حرارتی مواد دارد. هرچه تخلخل بیشتر باشد، مساحت اشغال شده توسط دیواره‌های منافذ کمتر و هدایت حرارتی کمتر می‌شود. اما محدودیتی برای افزایش تخلخل وجود دارد. اگر تخلخل خیلی زیاد باشد، محتوای جامد همان حجم آجرهای نسوز عایق حرارت کمتر است و خواص مکانیکی مواد ضعیف‌تر است و نمی‌تواند الزامات استفاده را برآورده کند.
علاوه بر این، ماهیت منافذ تأثیر زیادی بر هدایت حرارتی مواد دارد. در چگالی ظاهری یکسان، آجرهای نسوز با تخلخل باز بالا و تخلخل متصل رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به مواد با تخلخل بسته بالا دارند.

(2) تأثیر اندازه منافذ بر هدایت حرارتی مواد عایق حرارتی.
هنگامی که تخلخل مشخص است، هرچه اندازه منافذ کوچکتر باشد، هدایت حرارتی کمتر، عملکرد عایق حرارتی بهتری خواهد داشت. این به این دلیل است که در تخلخل یکسان، اگر اندازه منافذ در ماده کوچک باشد، تعداد منافذ در همان حجم ماده افزایش می‌یابد. از یک طرف، با کاهش اندازه منافذ، حرکت مولکول‌های گاز در منافذ محدود می‌شود و میزان همرفت حرارتی در منافذ کاهش می‌یابد، بنابراین رسانایی حرارتی ماده به طور طبیعی کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، افزایش تعداد سوراخ ها باعث افزایش سطح دیواره منافذ زیر همان حجم می شود که باعث افزایش فاصله انتقال حرارت فاز جامد، طولانی شدن زمان انتقال حرارت و کاهش رسانایی حرارتی ماده می شود. هنگامی که اندازه منافذ بزرگتر از 0.1 باشد، هدایت حرارتی ماده مطابق با مدل Loeb است.
هنگامی که اندازه منافذ بزرگتر از 1 باشد، هدایت حرارتی با مکعب ضریب شکل، اندازه منافذ، ثابت تابش، انتشار حرارتی و دما متناسب است. هنگامی که اندازه منافذ کمتر از 0.1 باشد، تغییر در هدایت حرارتی ماده دیگر از مدل Loeb پیروی نمی کند. اگر اندازه منافذ به کوچکی 50 نانومتر باشد، حرکت مولکول‌های گاز محدود می‌شود و بدون حرکت روی دیواره منافذ جذب می‌شوند و انتقال حرارت رخ نمی‌دهد.

(3) اثر فاز جامد بر هدایت حرارتی مواد.
حالت انتقال حرارت فاز جامد ماده عمدتاً انتقال حرارت رسانایی است، یعنی ارتعاش حرارتی شبکه. اگر رسانایی حرارتی و ظرفیت حرارتی مواد اولیه کم باشد، ظرفیت عایق حرارتی آجرهای نسوز افزایش می یابد. 1000 درجه پایین تر، با افزایش دما، بیشتر هدایت حرارتی مواد به طور کلی روند نزولی دارد. با دمای بالای 1000 درجه، بیشتر هدایت حرارتی مواد روند صعودی دارد. علاوه بر این، هدایت حرارتی غیر اکسیدها به طور کلی بیشتر از اکسیدها است و در بین اکسیدها، رسانایی حرارتی مواد آلومینوسیلیکاتی کمتر از مواد اکسیدی خالص است. به دلیل ساختار شبکه پیچیده کلی، توزیع داخلی اتم ها آشفته است، انتقال حرارت کند است و هدایت حرارتی کم است.