材料工程师12.

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1、v1 沥青的定义及分类v2 石油沥青和煤沥青的特点和应用v3 沥青的性质有哪些v4 常用改性沥青有哪些v5 了解防水涂料、密封材料 及刚性防水v6 了解防水材料的发展动态 作好总结和归纳、掌握重点，学会应作好总结和归纳、掌握重点，学会应用，了解动态，提升创新。用，了解动态，提升创新。 上节课主要内容第 十二 章绝热材料与隔声材料 第一节 绝热材料v绝热材料又称保温隔热材料，系指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。v绝热材料在建筑物中可以起到保温隔热作用，一般将材料阻抗室内热量外流的功能称为保温保温，将材料阻抗室外热量流入室内的功能称为隔热隔热。v材料保温隔热性能的好坏由材料的导热系数的大小

2、来评价，导热系数越小，保温隔热性能越好，反之亦然。 本章学习导引本章学习导引一、绝热材料的性能v材料的热物理量v热物理量的影响因素 v提高材料或复合体的绝热性能的途径v绝热材料的性能要求1、材料的热物理量v绝热就是最大限度地阻抗热流的传递（传热），传热是指热量从高温区向低温区的自发流动，是一种由于温差引起的能量转移现象。 v按照传热的物理机理，传热过程主要通过三种方式进行：导热、对流和热辐射。 v绝热材料须具有较小的导热系数导热系数、对流传热系数和辐射传热系数，或由绝热材料组成的复合体具有较高的热阻值热阻值或较小的传热系数传热系数，才能具有很好的绝热性能。 导热系数v表示材料传递热量的一种能力

3、，用“”表示，单位为W/(mK)。v定义为： Q/Sdx/dT S传热面积； x传热距离。它表示：在一块面积为1m、厚度为1m的板上，板的两侧表面温差为1，在1小时内通过板面的热量，因此导热系数越小，则材料的绝热性能越好。 T1T2xQ T1 T2材料的热容量v材料受热（或冷却）时吸收（或放出）热量的性质称为热容量，用比热容表示： C=Q/m(T2-T1)其中：C：材料的比热容，J/(gK);Q：材料吸收或放出的热量，J;m:材料的质量，g2、热物理量的影响因素v材料的组成与结构 v材料的表观密度v孔隙的大小与特征v湿度或含水率v热流方向v温度（1）材料的组成与结构v有机高分子材料的导热系数小

4、于无机材料；v在无机材料中，非金属材料的导热系数小于金属材料；v气态物质的导热系数小于液态物质，液态物质小于固体材料；v固体材料而言，一般分子结构越复杂，结晶程度越低，导热系数越小；v无定形结构的材料的导热系数小于晶体材料。（2）材料的表观密度v随着孔隙率的提高或表观密度的减小，其导热系数变小；v当表观密度小于某一临界值后，由于孔隙率太高，孔隙中的空气即开始产生对流；同时，气体对热辐射的阻抗能力降低。如果孔隙率过高，辐射传热也会相应加强，这时，材料总的传热系数反而增大。v对于多孔绝热材料，只有当导热系数、对流传热系数和辐射传热系数三者之和最小时，才具有很好的绝热性能。此时的材料表观密度称为最佳

5、密度，对于纤维制品，一般为3248kg/m3，对于泡沫制品，一般为1640。（3）孔隙的大小与特征v当表观密度相同时，孔隙的尺寸越小，导热系数越小；v当孔隙尺寸小于50nm时，空气将完全被气孔壁吸附，孔隙接近于真空状态，导热系数降至最小，孔隙只有辐射传热；v当孔隙尺寸大到一定程度后，由于空气对流的出现使导热系数变大。v孔隙开口而且相互连通的比封闭而互不连通的导热系数大，而且孔隙中的空气可能发生对流传热；v多而小的封闭孔隙，不但对导热传热，而且对对流传热和辐射传热的热阻抗都是有利的。（4）湿度或含水率v由于水的导热系数为0.5815 W/(mK)，比静止空气的导热系数0.02326 W/(mK)

6、大，因此，当环境湿度较高时，材料内部孔隙会吸收水分使其平衡含水率相应提高，导热系数相应增大。（5）热流方向v对于各向异性材料，如纤维状材料，当热流方向平行于纤维延伸方向时，其导热系数较大；垂直于纤维延伸方向时，则导热系数较小。（6）温 度v由于辐射传热的影响，多孔材料的导热系数一般随着温度的升高而增大，二者之间的关系常简化成下式： b + bTpj式中：b常温下材料的导热系数； b系数； Tpj内外表面的平均温度。3、提高材料或复合体的绝热性能的途径v降低材料的表观密度，使其表观密度符合绝热最佳密度。v在其他条件允许的情况下，尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料。v在表观密度一定的情况下，

7、应使得材料内部的孔隙数量尽可能的多、尺寸尽可能的小，且互不连通。使用纤维材料时，应尽量减小纤维的直径。v利用空气夹层制成材料的复合体，夹层的厚度应尽量小，以防止空气对流的发生。 v在可能的条件下，采用真空化处理或充填导热系数小于空气的气体，可使得多孔材料的传热量降到最低。4、绝热材料的性能要求v绝热材料的传热系数要尽可能的小，表观密度尽可能为最佳密度。通常绝热材料的导热系数小于0.23W/(mK)，表观密度小于500kg/m3。v绝热材料吸水率要低，应尽量不吸水和吸潮。如不可避免时，需对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。v由于建筑安装施工和使用的需要，绝热材料须具有与施工方法和使用条件相适应的

8、机械强度和耐热温度。一般而言，绝热材料的抗压强度应大于0.3MPa；耐热温度为自重下产生2变形时的温度。v绝热材料应具有与使用环境下的化学稳定性和一定的耐久性，而且应对环境和人体无害。二、绝热材料的组成与结构v绝热材料的成分金属绝热材料 不锈钢、铝箔、铜箔、泡沫铝、铝蜂窝等。 无机绝热材料 天然矿物材料和人工合成材料。 有机绝热材料 动植物材料和合成高分子材料。v绝热材料的结构与构造纤维状结构多孔结构 多孔结构材料有散粒状和微孔块状；层状结构，层状结构有层叠和夹层结构。无机绝热材料主要成分 v一些碱金属和碱土金属的硅酸盐、铝酸盐和硅铝酸盐 。v天然矿物材料主要有由硅铝酸盐水化物构成的岩石 如蛭

9、石、珍珠岩等，它们经加热使所含水分子气化、膨胀形成多孔材料；天然形成的多孔岩石，如浮石、海泡石、硅藻土、火山渣等；天然纤维状矿物，如石棉等。v人工合成矿物材料主要有经发泡工艺制成的多孔材料： 如泡沫水泥、泡沫玻璃、加气混凝土、微孔硅酸钙、微孔铝酸钙等；有经熔融拉（喷吹）丝工艺制成的纤维材料，如矿渣棉、玻璃棉、岩棉和硅酸铝棉等。有机绝热材料主要成分 v动物材料有由蛋白质构成的纤维材料，如羊毛；植物材料主要是由纤维素构成的软木、木屑、刨花、芦苇、棉花等。v合成高分子材料主要是经发泡工艺制成的各种塑料和橡胶，如泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氯乙烯、泡沫聚氨酯、泡沫酚醛塑料和泡沫橡胶等；v反辐射性能好的塑料薄膜