无机高温隔热材料是一类专为承受极端温度和提供良好保温绝热效果而设计的材料。这些材料通常具有低导热性、良好的化学稳定性与耐火性,以及在高温下体积变化小的特点。它们被广泛应用于工业炉窑、防火隔热、航空航天等领域。本文对主要的无机高温隔热材料及其特性与应用进行简要介绍。
岩棉是一种由玄武岩等天然岩石熔融后通过高速离心或喷吹法制成的纤维状隔热材料。它不仅具有优良的隔热性能和隔音效果,而且不燃、抗老化、耐腐蚀。岩棉适用于建筑物外墙保温、屋顶隔热、管道保温及防火隔离带等多种场合。
玻璃棉则是由玻璃熔体吹制成的微细纤维集合体,具备低导热系数、轻质、不易燃、吸音性能佳等优点。玻璃棉常用于建筑物的保温、隔声,也用于工业设备、管道的保温隔热。此外,玻璃棉还拥有一定的柔韧性和可加工性,这使得它可以适应各种形状复杂的安装位置。
微孔硅酸钙是通过添加发泡剂使硅酸钙形成微孔结构的一种材料,其特点是极低的导热率、高耐火性、低密度和良好的尺寸稳定性。由于这些优异特性,微孔硅酸钙适合用作高温管道、容器、锅炉等的隔热层,尤其在化工和电力行业中得到广泛应用。
泡沫玻璃是通过将废弃玻璃加热并加入发泡剂制成的多孔材料,具备高强度、防水、不燃、化学稳定性和极低的导热系数。泡沫玻璃广泛应用于地面保温、地下室墙体保温、屋面隔热等场景,因其坚固耐用且不会腐烂,成为地下工程的理想选择。
膨胀珍珠岩是一种火山玻璃质岩石,经过高温焙烧膨胀后形成轻质、多孔的隔热材料。膨胀珍珠岩具有优异的隔热性能、重量轻、不燃,同时价格相对低廉。它不仅用于建筑保温,还在园艺介质、填料等方面有着重要的应用价值。珠光砂是经特殊加工后的膨胀珍珠岩材料,目前大量用于LNG运输船容纳舱室的保冷绝热系统。
膨胀蛭石是一种含水的铝硅酸盐矿物,受热时会迅速膨胀,形成轻质、多孔的隔热材料。除了良好的隔热性能外,膨胀蛭石还具有一定的隔音效果和耐火性,因此作为建筑材料中的填充物、隔热层,也可用于农业土壤改良,提升土壤的透气性和保水能力。
硅藻土隔热材料是由天然硅藻土经加工制成,具有独特的多孔结构,孔隙率高,因此拥有优异的隔热性能和吸湿性。它重量轻、耐高温、化学稳定性好,且对环境友好。硅藻土材料适用于建筑物内外墙保温、潮湿环境下的隔热处理,以及工业炉窑的隔热层。其良好的透气性和吸附能力还能改善室内空气质量,减少霉菌生长,是环保型建筑材料的理想选择。此外,硅藻土隔热材料还具备一定的隔音效果,能够有效降低噪音污染。
耐火纤维包括陶瓷纤维、氧化铝纤维等,能在极高温度下保持其结构完整性,具有非常低的导热系数和优秀的耐化学侵蚀能力。耐火纤维用于制造高温炉衬、隔热罩、密封垫片等产品,能够在高温环境中提供有效的热保护,确保设备的安全运行。
碳毡是由碳纤维编织而成,具有极好的导电性、耐高温、抗辐射、抗氧化等特点,在真空中表现出色。碳毡特别适用于真空环境下的高温加热元件、隔热屏等,对于需要在无氧环境下工作的设备来说,是一个理想的隔热材料选择。
微孔纳米隔热材料(或称为“微纳绝热材料”)是一种超级高温隔热材料,其内部结构特征为拥有无数微纳米颗粒和纳米级孔隙,并添加有重要的高温热辐射反射剂,这使其能最大限度地抑制所有形式的热传递。因此,在零摄氏度至一千多摄氏度的超宽温区内,微孔隔热材料拥有极低的热导率,其隔热性能是传统隔热材料的5-8倍,是气凝胶复合材料的2-4倍。微纳绝热材料适用于要求最大热阻、最薄隔热厚度和更轻耐火隔热材料组合的工业高温设备、高等级被动防火隔热系统以及航天航空、军事装备等高端领域。
气凝胶复合材料结合了气凝胶和其他材料的优点,提高了机械强度和使用便捷性。其中的晶粒态气凝胶是一种由二氧化硅或其他材料制成的三维网状结构固体,其中包含大量的空气,因此在中低温区具有很低的密度和导热系数。由于其优秀的隔热性能和憎水特性,气凝胶复合材料一般适用于高能效要求的中低温管道和罐体等设备系统,例如石油天然气管道、化工设备、军事装备等。
除此之外,还有其它一些可作为半结构性的无机高温隔热材料。这类材料通常具有良好的机械结构强度,能够承担一定的荷载同时又能提供耐高温和隔热功能支持。比如轻质隔热转、轻质浇注料等耐火材料制品。