Materiály možno klasifikovať do Izolačné materiály alebo vodičov, podľa toho, či ľahko vedú elektrický prúd. Táto klasifikácia závisí od toho, ako blízko sú elektróny vo svojej štruktúre, pretože to je údaj o energii potrebnej na ich pohyb (t. j. vedenie elektriny) v materiáli. Toto rozlíšenie je užitočné do určitej miery. Napríklad tavený oxid kremičitý je izolantom, ktorý je 10 biliónkrát masívnejší ako meď, takže tieto dva sú často označované ako vynikajúce izolátory a vodiče. Kovy a nedestilovaná voda sa považujú za dobré vodiče, zatiaľ čo plasty a sklo sú dobré izolátory.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o izolačných materiáloch, ich vlastnostiach a užitočnosti.
kľúčové vlastnosti
Chemicky čistá voda je izolačná látka. V prírode však existuje v roztokoch iných látok, ktoré majú vo svojej štruktúre ióny s relatívnou mierou voľnosti pohybu. V tomto prípade sú tieto riešenia veľmi dobrými elektrickými vodičmi.
Stratégie na predchádzanie nehodám spôsobeným elektrostatickým nánosom zahŕňajú zvýšenie povrchovej vodivosti zvýšením relatívnej vlhkosti. Veľa krát, na tento účel sú inštalované zvlhčovacie systémy, ktoré sú integrované do klimatizačných jednotiek. Vlhký vzduch vedie elektrinu a zabraňuje povrchovému nabíjaniu.
Na rozdiel od všeobecného presvedčenia nie sú tepelné izolátory presným opakom tepelných vodičov. Je pravda, že tepelné vodiče majú menší odpor voči prestupu tepla, ale dá sa povedať, že všetky látky (aj keď ich je málo) Sú to tepelné vodiče. vrátane tepelnej izolácie.
V skutočnosti sa takmer každý predmet alebo látka, ktorá sa zahrieva, zahreje. Rozdiel je v tom, že určitý odpor trvá oveľa dlhšie, kým k tejto zmene teploty dôjde. To umožňuje použitie určitých materiálov ako izolácie. Sú to materiály s dostatočnou tepelnou odolnosťou pre ich zamýšľané použitie. preto jedným z najlepších tepelných izolantov je samotné vákuum, keďže nie je čo zohrievať.
Tepelnú izoláciu možno použiť na nespočetné množstvo účelov, ako je zakrytie kabín lietadiel alebo spevnenie uzavretých priestorov obklopených vysokými teplotami. Niektoré zo špecifických izolačných materiálov, ktoré majú právnu platnosť, sú expandovaný polystyrén, minerálna vlna (kamenná vlna), kapok doska, extrudovaný polystyrén, polyuretánová pena alebo expandovaný korok.
Vlastnosti izolačných materiálov
Aj keď je jasné, že výkon izolačných materiálov sa každým dňom mení, existuje „štandardný katalóg“, o ktorom by si mal byť vedomý každý, vzhľadom na jeho ľahký prístup a užitočnosť pre projekty obnovy energie. Pochopenie jeho schopností a spôsobu fungovania si vyžaduje tri faktory: tepelná vodivosť, tepelný odpor a prestup tepla.
Podľa výrobného procesu sú materiály diferencované a usporiadané do:
- Materiály syntetického organického pôvodu: Napríklad všetky materiály získané zo surovín, ako je ropa. Nachádzajú sa v plastoch.
- Materiály anorganického pôvodu: tieto materiály nepochádzajú z rastlinných alebo živočíšnych buniek, ani nesúvisia s uhlíkovou doménou (napr. prikrývky zo sklenenej vlny).
- Materiály organického prírodného pôvodu: materiály získané zo živočíšnych alebo rastlinných zlúčenín (napríklad konopné vlákna)
Príklady izolačných materiálov
Pozrime sa, aké sú najznámejšie príklady izolačných materiálov:
- drevo: Vodivé vďaka prítomnosti soli a vlhkosti. Často sa používa pre rôzne konštrukcie a tyče.
- Silikát: Izolačný materiál, ktorý sa nachádza hlavne v izolátoroch. Môže to byť kremičitan hlinitý (v tvrdom porceláne) alebo kremičitan horečnatý (v mastenci alebo forsterite). V prvom prípade ide o dobrú oporu pre vykurovací vodič.
- Expandovaná hlina. Vyrába sa z prírodného ílu a používa sa ako kamenivo do malty a betónu, čím sa zlepšuje izolačná schopnosť rôznych stavebných sektorov.
- Oxidová keramika. Na izoláciu zapaľovacích sviečok alebo na použitie pri vysokých teplotách.
- Sklo. Izolácia na krátke a stredné napätie, bez absorpcie vlhkosti, ale ľahko sa pomliaždi.
- Korok: Nízka hmotnosť a nízka hustota materiálu, čo umožňuje umiestniť viacero vrstiev, čím sa zvyšuje účinnosť korku. Je to tiež veľmi vodotesný izolant.
- Guma. Pružnosť gumy jej dodáva jej silu, pretože vo všeobecnosti dokáže odolávať mnohým deformáciám bez toho, aby sa zlomila a vrátila sa do pôvodného tvaru. Penová guma je tiež izolačným materiálom a môže sa použiť aj ako zvukotesný materiál.
- Keramika. Je to dobrý izolant s nízkou absorpciou vlhkosti a vysokou odolnosťou proti nárazu. Často sa používa v elektrotechnickom priemysle.
- Oxid hlinitý. Na požiarne izolačné diely a izoláciu zapaľovacích sviečok.
- plastický. Je to jeden z najlepších izolantov, pretože tesnosť jeho väzieb častíc takmer znemožňuje uvoľnenie elektrónov.
Tepelná izolácia
Najprv objavíme syntetické izolátory. Ide o veľmi efektívne RTD materiály za relatívne nízke ceny. Ak sa tieto syntetické materiály kombinujú s inými druhmi materiálov, možno ich použiť aj ako akustickú izoláciu.
Najbežnejšie syntetické izolačné materiály sú:
- reflexná rolka Dodávajú sa v jednom alebo viacerých kotúčoch a pozostávajú z polyetylénových bublín a vrstiev fólie. Jeho hrúbka sa môže líšiť v závislosti od klímy, v ktorej sa bude stavať. Sú to reflexné tepelné izolátory. Používajú sa skôr tam, kde je klíma vyvážená a jednotná.
- Expandovaný polystyrén (EPS). Je to materiál, ktorý poskytuje dobrú tepelnú izoláciu bez veľkej hrúbky, to znamená, že je potrebné menej materiálu. Jeho použitie na podlahu sa neodporúča, preto sa odporúča umiestniť ho na priečky alebo vyplniť medzery medzi nimi.
- Extrudovaný polystyrén (XPS). Je to najpoužívanejší materiál na izoláciu teploty domu. Materiál veľmi podobný predchádzajúcemu, ale odolný voči vlhkosti a veľkej hmotnosti bez deformácie. Navyše je tvorený tenkými plechmi, ktoré zaberajú veľmi málo miesta.
- Polyuretán. Známy je ďalší z najpoužívanejších tepelnoizolačných materiálov, ten najdôležitejší. Môže byť použitý vo forme peny alebo vo forme pevných panelov. Má dobrú tepelnú vodivosť. Jeho použitie je veľmi bežné vo vnútorných stenách a medzistropoch alebo ako pena na mieru vo vzduchových komorách alebo prasklinách, ktoré je potrebné vyplniť. Hlavnou nevýhodou tohto materiálu je ťažba neobnoviteľných materiálov a teda nízka požiarna ochrana.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o rôznych izolačných materiáloch, ktoré existujú a aké sú ich vlastnosti.