Materiały można podzielić na Materiały izolacyjne lub przewodników, w zależności od tego, czy łatwo przewodzą prąd. Klasyfikacja ta zależy od tego, jak blisko siebie znajdują się elektrony w swojej strukturze, ponieważ jest to wskazanie energii potrzebnej do ich poruszania się (tj. przewodzenia elektryczności) w materiale. To rozróżnienie jest przydatne do pewnego momentu. Na przykład topiona krzemionka jest izolatorem 10 bilionów razy masywniejszym niż miedź, dlatego często określa się je mianem doskonałych izolatorów i przewodników. Metale i woda niedestylowana są uważane za dobre przewodniki, podczas gdy tworzywa sztuczne i szkło są dobrymi izolatorami.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o materiałach izolacyjnych, ich właściwościach i użyteczności.
Główne cechy
Czysta chemicznie woda jest substancją izolacyjną. W naturze występuje jednak w roztworach innych substancji, które mają w swojej strukturze jony o względnych stopniach swobody ruchu. W tym przypadku rozwiązania te są bardzo dobrymi przewodnikami elektrycznymi.
Strategie zapobiegania wypadkom spowodowanym przez nagromadzenie elektrostatyczne obejmują zwiększenie przewodności powierzchniowej poprzez zwiększenie wilgotności względnej. Wiele razy, W tym celu instalowane są systemy nawilżania, które są zintegrowane z klimatyzatorami. Wilgotne powietrze przewodzi prąd i zapobiega ładowaniu powierzchni.
Wbrew powszechnemu przekonaniu izolatory termiczne nie są dokładnym przeciwieństwem przewodników ciepła. Co prawda przewodniki ciepła mają mniejszą odporność na przenoszenie ciepła, ale można powiedzieć, że wszystkie substancje (nawet jeśli jest ich niewiele) Są przewodnikami ciepła. w tym izolacja termiczna.
W rzeczywistości prawie każdy przedmiot lub substancja, która jest podgrzewana, nagrzewa się. Różnica polega na tym, że pewien opór jest znacznie dłuższy, zanim nastąpi zmiana temperatury. Pozwala to na wykorzystanie niektórych materiałów jako izolacji. Są to materiały o wystarczającej odporności na ciepło do ich zamierzonego zastosowania. W związku z tym, jednym z najlepszych izolatorów termicznych jest sama próżnia, ponieważ nie ma co ogrzewać.
Izolacja termiczna może być wykorzystywana do niezliczonych celów, takich jak pokrywanie kabin samolotów lub wzmacnianie zamkniętych obszarów otoczonych wysokimi temperaturami. Niektóre z konkretnych materiałów izolacyjnych, które mają moc prawną, to: styropian, wełna mineralna (wełna mineralna), płyta kapok, styropian ekstrudowany, pianka poliuretanowa lub ekspandowany korek.
Właściwości materiałów izolacyjnych
Chociaż jasne jest, że wydajność materiałów izolacyjnych zmienia się z każdym dniem, istnieje „standardowy katalog”, o którym wszyscy powinni wiedzieć, biorąc pod uwagę łatwość dostępu i użyteczność w projektach przywracania zasilania. Zrozumienie jego możliwości i sposobu działania wymaga trzech czynników: przewodnictwo cieplne, opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła.
W zależności od procesu produkcyjnego materiały są zróżnicowane i zorganizowane w:
- Materiały syntetycznego pochodzenia organicznego: Na przykład wszystkie materiały pochodzące z surowców, takich jak ropa naftowa. Znajdują się w tworzywach sztucznych.
- Materiały pochodzenia nieorganicznego: materiały te nie pochodzą z komórek roślinnych lub zwierzęcych, ani nie są związane z domeną węglową (np. koce z wełny szklanej).
- Materiały organicznego pochodzenia naturalnego: materiały pochodzące ze związków zwierzęcych lub roślinnych (na przykład włókna konopne)
Przykłady materiałów izolacyjnych
Zobaczmy, jakie są najbardziej znane przykłady materiałów izolacyjnych:
- Drewno: Przewodzi dzięki obecności soli i wilgoci. Jest często używany do różnych konstrukcji i prętów.
- Krzemian: Materiał izolacyjny, występujący głównie w izolatorach. Może to być krzemian glinu (w twardej porcelanie) lub krzemian magnezu (w talku lub forsterycie). W pierwszym przypadku jest to dobre podparcie dla przewodu grzejnego.
- Ekspandowana glina. Wykonany jest z naturalnej gliny i jest używany jako kruszywo do zaprawy murarskiej i betonu, poprawiając właściwości izolacyjne w różnych sektorach budownictwa.
- Ceramika tlenkowa. Do izolacji świec zapłonowych lub do użytku w wysokich temperaturach.
- Szkło. Izolacja krótko- i średnionapięciowa, nie wchłania wilgoci, ale podatna na obicia.
- Korek: Niska waga i materiał o niskiej gęstości, co pozwala na układanie wielu warstw, zwiększając wydajność korka. Jest również bardzo wodoodpornym izolatorem.
- Gumka do mazania. Elastyczność gumy daje jej moc, ponieważ generalnie może wytrzymać wiele odkształceń bez pękania i powrotu do pierwotnego kształtu. Guma piankowa jest również materiałem izolacyjnym i może być również stosowana jako materiał wygłuszający.
- Ceramika. Jest dobrym izolatorem o niskiej chłonności wilgoci i wysokiej odporności na uderzenia. Jest często stosowany w przemyśle elektrycznym.
- Tlenek glinu. Do elementów izolacji przeciwpożarowej i izolacji świec zapłonowych.
- plastikowy. Jest to jeden z najlepszych izolatorów, ponieważ szczelność jego wiązań cząsteczkowych sprawia, że uwolnienie elektronów jest prawie niemożliwe.
Izolacja cieplna
Najpierw odkrywamy syntetyczne izolatory. Są to bardzo efektywne materiały RTD w stosunkowo niskich cenach. Jeśli te syntetyczne materiały zostaną połączone z innymi rodzajami materiałów, mogą być również wykorzystane jako izolacja akustyczna.
Najpopularniejszymi syntetycznymi materiałami izolacyjnymi są:
- rolka odblaskowa Występują w jednej lub kilku rolkach i składają się z baniek polietylenowych i warstw folii. Jej grubość może się różnić w zależności od klimatu, w którym ma być budowana. Są odblaskowymi izolatorami termicznymi. Stosowane są częściej tam, gdzie klimat jest zrównoważony i jednolity.
- Polistyren spieniony (EPS). Jest to materiał, który zapewnia dobrą izolację termiczną bez dużej grubości, czyli wymaga mniej materiału. Nie zaleca się jej stosowania na podłodze, dlatego zaleca się umieszczanie jej na ścianach działowych lub wypełnianie szczelin między nimi.
- Polistyren ekstrudowany (XPS). Jest to najczęściej używany materiał do izolacji temperatury w domu. Materiał bardzo podobny do poprzedniego, ale odporny na wilgoć i spory ciężar bez odkształceń. Ponadto składa się z cienkich arkuszy, które zajmują bardzo mało miejsca.
- Poliuretan. Kolejny z najczęściej używanych materiałów termoizolacyjnych, najważniejszy, jest dobrze znany. Może być stosowany w postaci pianki lub w postaci sztywnych paneli. Ma dobrą przewodność cieplną. Jego zastosowanie jest bardzo powszechne w ścianach wewnętrznych i sufitach podwieszanych lub jako niestandardowa pianka w komorach powietrznych lub pęknięciach, które należy wypełnić. Główną wadą tego materiału jest wydobycie materiałów nieodnawialnych, a co za tym idzie niska ochrona przeciwpożarowa.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o różnych istniejących materiałach izolacyjnych i ich właściwościach.