【正确答案】材料绝热性能好坏,主要受以下因素的影响。
(1)材料的性质不同材料的热导率不同,一般说来,金属热导率最大,非金属次之,液体较小。对于同一种材料,内部结构不同热导率也差别很大,结晶体结构的最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。对于多孔的绝热材料,由于孔隙率高,气体(空气)对热导率的影响起主要作用,而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。
(2)表观密度与孔隙特征 材料中固体物质的导热能力比空气大得多,故表观密度小的材料,因其孔隙率大,热导率小。在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸越大,热导率越大,互相连通孔隙比封闭孔隙导热性高。对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,热导率反而会增大。这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多,而使对流作用加强的结果。因此,这类材料存在一最佳表观密度,即在这个表观密度时热导率最小。
(3)湿度材料吸湿受潮后,其热导率增大,这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后,孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用,而水的热导率比空气的热导率大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰,冰的热导率更大,其结果使材料的热导率更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。
(4)温度材料的热导率随温度的升高而增大,因为温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响,在温度为-50℃范围内并不显著,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。
(5)热流方向 对于各向异性的材料(如木材等),当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小;而垂直于纤维方向时,受到的阻力较大。以松木为例,当热流垂直于木纹时,热导率为0.17W/(m·K),平行于木纹时,热导率为0.35W/(m·K)。
【答案解析】