Vật liệu có thể được phân loại thành Vật liệu cách điện hoặc dây dẫn, tùy thuộc vào việc chúng có dễ dẫn điện hay không. Sự phân loại này phụ thuộc vào mức độ gần nhau của các electron trong cấu trúc của chúng, vì đây là dấu hiệu của năng lượng cần thiết để làm cho chúng chuyển động (tức là dẫn điện) trong vật liệu. Sự phân biệt này hữu ích cho đến một điểm. Ví dụ, silica nung chảy là chất cách điện nặng hơn đồng 10 nghìn tỷ lần, vì vậy cả hai thường được gọi là chất cách điện và chất dẫn điện tuyệt vời, tương ứng. Kim loại và nước chưa được lọc được coi là chất dẫn điện tốt, trong khi chất dẻo và thủy tinh là chất cách điện tốt.
Trong bài viết này, chúng tôi cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về vật liệu cách nhiệt, đặc điểm và tính hữu dụng của chúng.
Các tính năng chính
Nước tinh khiết về mặt hóa học là một chất cách điện. Tuy nhiên, trong tự nhiên, nó tồn tại trong các dung dịch của các chất khác có các ion trong cấu trúc của chúng với bậc tự do chuyển động tương đối. Trong trường hợp này, các dung dịch này dẫn điện rất tốt.
Các chiến lược để ngăn ngừa tai nạn do tích tụ tĩnh điện bao gồm tăng độ dẫn điện bề mặt bằng cách tăng độ ẩm tương đối. Nhiều lần, Hệ thống tạo ẩm được lắp đặt cho mục đích này và được tích hợp vào các thiết bị điều hòa không khí. Không khí ẩm dẫn điện và ngăn cản sự tích điện trên bề mặt.
Trái với suy nghĩ của nhiều người, chất cách nhiệt không hoàn toàn ngược lại với chất dẫn nhiệt. Đúng là vật dẫn nhiệt thì khả năng truyền nhiệt kém hơn, nhưng có thể nói tất cả các chất (dù ít) Chúng là chất dẫn nhiệt. kể cả cách nhiệt.
Trong thực tế, hầu hết bất kỳ vật thể hoặc chất nào bị đốt nóng sẽ trở nên nóng. Sự khác biệt là một số điện trở kéo dài hơn nhiều trước khi sự thay đổi nhiệt độ này xảy ra. Điều này cho phép một số vật liệu được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt. Chúng là vật liệu có khả năng chịu nhiệt đủ cho mục đích sử dụng. Vì vậy, một trong những chất cách nhiệt tốt nhất là chân không, vì không có gì để sưởi ấm.
Vật liệu cách nhiệt có thể được sử dụng cho vô số mục đích, chẳng hạn như che cabin máy bay hoặc gia cố các khu vực kín bị bao quanh bởi nhiệt độ cao. Một số vật liệu cách điện cụ thể có giá trị pháp lý là polystyrene mở rộng, bông khoáng (len đá), bảng kapok, polystyrene ép đùn, bọt polyurethane hoặc nút chai mở rộng.
Tính chất của vật liệu cách điện
Mặc dù rõ ràng là hiệu suất của vật liệu cách nhiệt thay đổi theo từng ngày, nhưng có một “danh mục tiêu chuẩn” mà mọi người nên biết, do nó dễ tiếp cận và hữu ích cho các dự án khôi phục điện. Hiểu được khả năng và cách thức hoạt động của nó đòi hỏi ba yếu tố: dẫn nhiệt, điện trở nhiệt và truyền nhiệt.
Theo quy trình sản xuất, các nguyên vật liệu được phân biệt và tổ chức theo:
- Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ tổng hợp: Ví dụ, tất cả các vật liệu có nguồn gốc từ nguyên liệu thô như dầu mỏ. Chúng được tìm thấy trong chất dẻo.
- Vật liệu có nguồn gốc vô cơ: những vật liệu này không có nguồn gốc từ tế bào thực vật hoặc động vật, cũng như không liên quan đến miền cacbon (ví dụ, chăn bông thủy tinh).
- Vật liệu có nguồn gốc tự nhiên hữu cơ: vật liệu có nguồn gốc từ các hợp chất động vật hoặc thực vật (ví dụ, sợi gai dầu)
Ví dụ về vật liệu cách điện
Hãy xem những ví dụ nổi tiếng nhất về vật liệu cách nhiệt là gì:
- Gỗ: Dẫn điện do sự hiện diện của muối và hơi ẩm. Nó thường được sử dụng cho các cấu trúc và thanh khác nhau.
- Silicat: Vật liệu cách điện, chủ yếu được tìm thấy trong chất cách điện. Nó có thể là nhôm silicat (trong sứ cứng) hoặc magie silicat (trong talc hoặc forsterit). Trong trường hợp đầu tiên, nó là một hỗ trợ tốt cho dây dẫn nhiệt.
- Đất sét mở rộng. Nó được làm từ đất sét tự nhiên và được sử dụng làm cốt liệu cho vữa và bê tông, cải thiện khả năng cách nhiệt của các lĩnh vực xây dựng khác nhau.
- Gốm sứ oxit. Để cách điện cho bugi, hoặc sử dụng ở nhiệt độ cao.
- Cốc thủy tinh. Cách điện ngắn và trung thế, không hút ẩm nhưng dễ dập nát.
- Nút bần: Trọng lượng thấp và vật liệu mật độ thấp, cho phép đặt nhiều lớp, tăng hiệu quả của nút chai. Nó cũng là một chất cách nhiệt không thấm nước.
- Cục gôm. Tính linh hoạt của cao su mang lại sức mạnh cho nó, vì nó thường có thể chịu được nhiều biến dạng mà không bị gãy và trở lại hình dạng ban đầu. Cao su xốp cũng là một vật liệu cách nhiệt và cũng có thể được sử dụng như một vật liệu cách âm.
- Gốm sứ. Nó là một chất cách nhiệt tốt với độ hút ẩm thấp và khả năng chống va đập cao. Nó thường được sử dụng trong ngành công nghiệp điện.
- Oxit nhôm. Đối với bộ phận cách nhiệt chống cháy và cách điện bugi.
- Nhựa. Nó là một trong những chất cách điện tốt nhất vì sự chặt chẽ của các liên kết hạt của nó khiến các electron gần như không thể phá vỡ tự do.
Vật liệu cách nhiệt
Đầu tiên, chúng tôi khám phá chất cách điện tổng hợp. Đây là những vật liệu RTD rất hiệu quả với giá cả tương đối thấp. Nếu các vật liệu tổng hợp này được kết hợp với các loại vật liệu khác, chúng cũng có thể được sử dụng làm vật liệu cách âm.
Các vật liệu cách điện tổng hợp phổ biến nhất là:
- cuộn phản chiếu Chúng có dạng một hoặc nhiều cuộn và bao gồm các bong bóng polyetylen và các lớp giấy bạc. Độ dày của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào khí hậu nơi nó sẽ được xây dựng. Chúng là chất cách nhiệt phản xạ. Chúng được sử dụng nhiều hơn ở những nơi có khí hậu cân bằng và đồng nhất.
- Polystyrene mở rộng (EPS). Nó là vật liệu giúp cách nhiệt tốt mà không cần nhiều độ dày, tức là cần ít vật liệu hơn. Việc sử dụng nó trên sàn không được khuyến khích, vì vậy nên đặt nó trên các bức tường ngăn hoặc lấp đầy các khoảng trống giữa chúng.
- Polystyrene ép đùn (XPS). Nó là vật liệu được sử dụng nhiều nhất để cách ly nhiệt độ của ngôi nhà. Vật liệu rất giống với cái trước, nhưng chịu được độ ẩm và nhiều trọng lượng mà không bị biến dạng. Ngoài ra, nó được tạo thành từ các tấm mỏng nên chiếm rất ít không gian.
- Polyurethane. Một trong những vật liệu cách nhiệt được sử dụng nhiều nhất, quan trọng nhất, được nhiều người biết đến. Nó có thể được sử dụng ở dạng bọt hoặc ở dạng tấm cứng. Nó có khả năng dẫn nhiệt tốt. Việc sử dụng nó là rất phổ biến trong các bức tường nội thất và trần giả, hoặc làm bọt tùy chỉnh trong các khoang không khí hoặc các vết nứt cần được lấp đầy. Hạn chế chính của vật liệu này là khai thác các vật liệu không thể tái tạo và do đó khả năng chống cháy thấp.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về các vật liệu cách nhiệt khác nhau tồn tại và đặc điểm của chúng là gì.