热导率(tlaermal   conductivity)

在单位时间内，单位温度梯度时，单位面积所通过的热量。它是直接表征物质导热能力的物理量，单位w／(m•K)。曾称导热系数、导热率，用单位kcal／(cm•h•K)，1kcal／(cm•h•K)=1．163w／(m•K)。在稳定传J下导传热中，傅里叶公式为，式中Q为传热量，F为传热面积，τ为传热时间，dT/dτ为温度梯度，^UL为热导率。可见A值越大，表示导热量越大。习惯上把1／^称为热阻，表示阻止导热的能力。

热导率是耐火材料最重要的热物理性能之一。对于高温热工设备的设计是不可缺少的重要数据，用于砌体厚度设计、温度分布及热损失计算等。对于那些用于隔热的保温材料和要求导热性能良好的隔焰加热炉的结构材料，其热导率尤为重要。采用热导率小的材料砌筑炉墙可以减少厚度或热损失。采用热导率大的材料作为隔焰板和换热器管，可以提高炉膛温度和传热效率，耐火材料的热导率也直接影响制品的抗热震性、抗侵蚀性等重要使用性能。

影响热导率的因素     材料的λ值与温度相关。构成耐火材料的多数氧化物晶体在室温以上时，随温度升高^值下降。玻璃相的A值随温度升高而增大。由玻璃相和晶体的混合物组成的耐火材料的λ值，则随温度升高而上升或下降。由于许多硅酸盐玻璃和氧化物晶体在高温时能透过光子而导热(热辐射导热)，会使耐火材料高温下的有效A值有所提高。材料的川直大小主要由其化学组成、物相组成和显微结构所决定。不同组成的晶体的λ有很大差异。材料的化学成分越复杂，杂质含量越多，尤其是形成固溶体时，λ直下降越明显。例如镁铝尖晶石的λ值比Al₂O₃和MgO的都小。晶界，尤其是晶界上的杂质和畸变，会使λ有所降低，因为气体的λ。比固体的九要小得多，所以材料中的气孔能显著降低材料的λ值，因而低λ值的隔热材料必须是高气孔率。气孔率越高，λ值越低，近似的定量关系为：λ≈λs(1一p)，p为气孔率。另外气孔的大小、形状和排列取向对λ值也有一定的影响。气孔尺寸越小，λ值越低。气孔尺寸增大，特别是与热流方向相同的长气孔，由于通过气孔的辐射导热增加，而使材料的A值增大。隔热材料的结构类型(如颗粒形、纤维形)对其λ也有显著影响。对于超轻的纤维材料，则并不是容重越小，λ值越小。而是在某一容重时，λ值最小，该容重称为最佳容重。随温度升高，对应的最佳容重变大。常见的耐火材料的热导率随温度变化的规律，见图。由于成分、结构的差异，各种耐火材料的州直差别很大。碳化硅制品是高热导率的品种。随着制品中SiC含量减少，λ值显著降低。石墨是高导热的，含碳耐火材料也具有高λ值，且与石墨种类、碳含量密切相关。其值易于用石墨加入量进行调节。镁砖的λ值随温度升高而显著下降。高纯刚玉砖、烧结白云石砖、氧化锆砖和镁铬砖的λ值随温度升高而缓慢降低。碳化硅砖、硅砖、橄榄石砖的川直则随温度升高而增大。多数耐火材料的λ值在1～6W／(m•K)之间。隔热材料的λ值在0．02～0．35W／(m•K)之间，且随温度升高而增大。

热导率测定方法     测定材料热导率的方法分为两类：稳态法和非稳态法。稳态法测试中，待测试样处在一个稳定温度场中，测定通过试样单位面积上的热流率、试样在热流方向上的温度梯度及试样的几何尺寸，热re根据上述稳定传热的傅里叶公式计算A。最常使用的是平板导热仪，主要由加热板、冷却板、护热板和量热计(或功率表)等部件组成。试样多为圆盘形，加热板加热试样热面，冷却板冷却试样冷面，在试样中形成纵向热流。护热板防止试样径向热流损失和加热板热量向其它方向的损失。以量热计(或加热板的功率消耗)计量通过试样的传热量。按傅里叶公式计算，式中Q为传热量，τ为传热时间；δ为试样厚度；F为传热面积；Δt为热面与冷面的温差。类同的方法有采用两块平板试样的双平板导热仪，有用蒸汽冷凝潜热量计量传热量的沸腾法平板导热仪。由于热流量的测量中干扰因素较多，一种可以不测热流量的热导率测定仪采用纵向热流比较法。它是将试样和一已知^值的参照样重叠，试样一侧被加热，在试样和参照样中形成纵向热流。根据通过试样和参照样的热流量相同原理，得到试样的热导率，式中分别为试样的热导率、冷热面温差和厚度，和为参照样的对应值。稳态法是经典方法，都曾被各国列入标准。它的主要缺点是测试时间长，影响因素多。非稳态法的优点是测量简便、快速。中国标准(GB5990)定形隔热耐火制品热导率测定和国际标准(ISO8894—1)耐火材料热导率测定中采用非稳态法中的十字热线法(见彩图插页第11页)。试样由两块标准砖组成。在一试样中间沿长度方向埋设一根铂或铂铑合金细线，盖上另一块试样。这根细线通电后作为线性热源，称热线。热线中点焊有一热电偶，在远离热线的试样上埋设另一热电偶，两热电偶反接。通过这对反接热电偶测量热线与试样之间的温差，即通电后热线温度的增加。用串联的电流表和并联在两端的电压表分别测量热线的电流和两端电压。试样放置于电炉内加热至需要测量的温度，并保温一定时间。热线通电后测量不同时间下的电流、电压、热线温度。根据热导率与热线温度的函数关系，按下式计算λ：

式中I为热线电流，A；V为热线电压，V；L为热线长度，m；t1、t2为加热电流接通后测量的时间，min，θ1、θ2为对应于t1、t2时热线温度的增加，K。这里热线与热电偶呈十字形布置，故称十字热线法，用于测量λ小于1．5w／(m•K)的耐火材料的热导率。另一种平行热线法用于测量更高A值材料的热导率。