I materiali possono essere classificati in Materiali isolanti o conduttori, a seconda che conducano facilmente l'elettricità. Questa classificazione dipende da quanto vicini sono gli elettroni nella loro struttura, poiché questa è un'indicazione dell'energia richiesta per farli muovere (cioè condurre elettricità) all'interno del materiale. Questa distinzione è utile fino a un certo punto. Ad esempio, la silice fusa è un isolante 10 trilioni di volte più massiccio del rame, quindi i due sono spesso indicati rispettivamente come eccellenti isolanti e conduttori. I metalli e l'acqua non distillata sono considerati buoni conduttori, mentre plastica e vetro sono buoni isolanti.
In questo articolo ti diciamo tutto quello che c'è da sapere sui materiali isolanti, le loro caratteristiche e utilità.
caratteristiche principali
L'acqua chimicamente pura è una sostanza isolante. In natura, invece, esiste in soluzioni di altre sostanze che hanno ioni nella loro struttura con relativi gradi di libertà di movimento. In questo caso, queste soluzioni sono ottimi conduttori elettrici.
Le strategie per prevenire gli incidenti causati dall'accumulo di cariche elettrostatiche includono l'aumento della conduttività superficiale aumentando l'umidità relativa. Molte volte, sistemi di umidificazione sono installati a tale scopo e sono integrati nelle unità di condizionamento dell'aria. L'aria umida conduce l'elettricità e previene la carica superficiale.
Contrariamente alla credenza popolare, gli isolanti termici non sono esattamente l'opposto dei conduttori termici. È vero che i conduttori termici hanno meno resistenza al trasferimento di calore, ma si può dire che tutte le sostanze (anche se sono poche) Sono conduttori termici. compreso l'isolamento termico.
In effetti, quasi tutti gli oggetti o le sostanze che vengono riscaldati diventano caldi. La differenza è che una certa resistenza è molto più lunga prima che si verifichi questo cambiamento di temperatura. Ciò consente di utilizzare determinati materiali come isolanti. Sono materiali con una resistenza al calore sufficiente per l'uso previsto. Dunque, uno dei migliori isolanti termici è il vuoto stesso, poiché non c'è niente da riscaldare.
L'isolamento termico può essere utilizzato per innumerevoli scopi, come coprire le cabine degli aerei o rinforzare aree chiuse circondate da alte temperature. Alcuni dei materiali isolanti specifici che hanno validità legale sono polistirene espanso, lana minerale (lana di roccia), cartone kapok, polistirene estruso, schiuma poliuretanica o sughero espanso.
Proprietà dei materiali isolanti
Sebbene sia chiaro che le prestazioni dei materiali isolanti cambiano ogni giorno che passa, esiste un "catalogo standard" di cui tutti dovrebbero essere a conoscenza, data la sua facilità di accesso e l'utilità per i progetti di ripristino dell'energia. Comprendere le sue capacità e come funziona richiede tre fattori: conducibilità termica, resistenza termica e trasmittanza termica.
In base al processo produttivo, i materiali sono differenziati e organizzati in:
- Materiali di origine organica sintetica: Ad esempio, tutti i materiali derivati da materie prime come il petrolio. Si trovano nella plastica.
- Materiali di origine inorganica: questi materiali non derivano da cellule vegetali o animali, né sono correlati al dominio del carbonio (ad es. coperte di lana di vetro).
- Materiali di origine naturale organica: materiali derivati da composti animali o vegetali (ad esempio fibre di canapa)
Esempi di materiali isolanti
Vediamo quali sono gli esempi più noti di materiali isolanti:
- in legno: Conduttivo per la presenza di sale e umidità. Viene spesso utilizzato per diverse strutture e aste.
- Silicato: Materiale isolante, che si trova principalmente negli isolanti. Può essere silicato di alluminio (in porcellana dura) o silicato di magnesio (in talco o forsterite). Nel primo caso è un buon supporto per il conduttore di riscaldamento.
- Argilla espansa. È costituito da argilla naturale e viene utilizzato come aggregato per malte e calcestruzzi, migliorando le capacità isolanti di diversi settori edilizi.
- Ceramica all'ossido. Per l'isolamento delle candele o per l'uso ad alte temperature.
- Bicchiere. Isolamento di breve e media tensione, nessun assorbimento di umidità ma facile da ammaccare.
- Sughero: Materiale a bassa densità e peso ridotto, che permette di posizionare più strati, aumentando l'efficienza del sughero. È anche un isolante molto impermeabile.
- Gomma per cancellare. La flessibilità della gomma gli conferisce la sua potenza, in quanto può sopportare generalmente molte deformazioni senza rompersi e tornare alla sua forma originale. La gommapiuma è anche un materiale isolante e può essere utilizzata anche come materiale insonorizzante.
- Ceramica. È un buon isolante con un basso assorbimento di umidità e un'elevata resistenza agli urti. Viene spesso utilizzato nell'industria elettrica.
- Ossido di alluminio. Per parti di isolamento antincendio e isolamento delle candele.
- Plastica. È uno dei migliori isolanti perché la tenuta dei suoi legami particellari rende quasi impossibile la liberazione degli elettroni.
Isolamento termico
Innanzitutto, scopriamo isolanti sintetici. Si tratta di materiali RST molto efficaci a prezzi relativamente bassi. Se questi materiali sintetici vengono combinati con altri tipi di materiali, possono essere utilizzati anche come isolanti acustici.
I materiali isolanti sintetici più comuni sono:
- rotolo riflettente Sono disponibili in uno o più rotoli e sono costituiti da bolle di polietilene e strati di pellicola. Il suo spessore può variare a seconda del clima in cui verrà costruito. Sono isolanti termici riflettenti. Sono più utilizzati dove il clima è equilibrato e uniforme.
- Polistirene Espanso (EPS). È un materiale che fornisce un buon isolamento termico senza molto spessore, cioè è necessario meno materiale. Se ne sconsiglia l'uso a pavimento, quindi si consiglia di posizionarlo su pareti divisorie o di riempire gli spazi vuoti tra di loro.
- Polistirene estruso (XPS). È il materiale più utilizzato per isolare la temperatura di una casa. Materiale molto simile al precedente, ma resistente all'umidità e molto peso senza deformarsi. Inoltre, è composto da fogli sottili che occupano pochissimo spazio.
- poliuretano. Un altro dei materiali di isolamento termico più utilizzati, il più importante, è noto. Può essere utilizzato sotto forma di schiuma o sotto forma di pannelli rigidi. Ha una buona conducibilità termica. Il suo utilizzo è molto comune nelle pareti interne e nei controsoffitti, o come schiuma personalizzata in camere d'aria o fessure che devono essere riempite. Il principale inconveniente di questo materiale è l'estrazione di materiali non rinnovabili e quindi una bassa protezione antincendio.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sui diversi materiali isolanti che esistono e quali sono le loro caratteristiche.