新型热障材料.ppt

热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 钢铁等结构材料在高温条件下，具有蠕变和软化效应。从而导致建筑物在失火时发生倒塌事件。给国民经济带来了巨大的损失，给人民的生命带来了巨大的威胁。 * 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 从文献中可以看出，钢铁骨架的建筑一 般在失火几个小时就会发生倒塌事件。 就是在这样一个背景下，提出把热障材料应用到建筑行业中去。 * 热障材料在建筑行业的应用 目的：提供一种思路解决失火建筑倒塌问题。 意义：降低失火建筑给国民经济带来的巨大损失， 减少失火建筑给带来的的人员伤亡。 研究方案和方法 * 热障材料在建筑行业的应用 传统型 新型 * 热障材料在建筑行业的应用 在钢铁等结构材料表面加上一层热障薄膜材料，材料沉积在耐高温金属或超合金的表面，它对于基底材料起到隔热作用，降低基底温度，使得用其制成的器件(如发动机涡轮叶片) 能在高温下运行，并且可以提高器件(发动机等)热效率达到60%以上。 现在已知的隔热材料有很多，例如：陶瓷、玻璃棉、岩棉、聚氨酯。 选择热障材料时，需考虑一下几个方面： 隔热效率 热膨胀系数和结构材料的相似性 在结构材料上的粘附性 经济效益 可操作性 然而热障涂层在建筑行业的应用几乎没有先例，？？似乎这种应用只能在航空航天等领域出现。其根本原因是难以大规模、成批量的生产，而且造价很高。从而限制了热障材料在建筑业的应用。 * 热障材料在建筑行业的应用 二 新型 为了解决这个问题，首先来观察一下温度的本质。热力学统计物理告诉我们，温度是晶体热振动剧烈强度的一种量度；固体物理说，对于绝缘材料和半导体材料，热的传导主要是声子的扩散，热阻主要是声子的散射。（电磁波，热辐射） 那么要是使钢铁材料在高温环境中保持原有温度或较低温度，可以通过阻止声子在结构材料中的传播来实现。这样晶体的热振动强度就不会因外界温度升高而升高，结构材料就不会发生高温蠕变和软化，建筑就不会发生倒塌。 * 热障材料在建筑行业的应用 为了解决这个问题，提出声子全反镜这个概念。就像平面镜对可见光具有全反射一样， 声子全反镜对声子也有全反作用。 * 热障材料在建筑行业的应用 声子反射模型 假定：声子、光子全反镜都由绝缘材料制成。 示意图： 热障材料在建筑行业的应用 * 基底层 绝缘陶瓷层 声子全反射层 光子全反射层 光子 气体分子 声子 模型不足： 虽然声子和光子具有很多相似之处，例如都遵守能量，（准）动量守恒；都有散射，反射现象等。但是也有许多差异。这面声子全反镜尚处理论阶段，上述猜测也未得到实验的验证，其中的一定条件和某种条件也没有具体化。 * 热障材料在建筑行业的应用 对于传统型，通过在结构材料表面加上多层热障薄膜材料，其理论完善，技术比较成熟，在某些领域已经得到应用。在效果上具有一定的导热性，不能完全隔热。而且造价较高，尚未在建筑行业得到应用。 对于新型，是通过阻止声子和光子在材料中的传播，可能做到完全隔热，达到理想隔热效果。但其理论较新，尚处于萌芽之中，技术方面存在比较大的困难，还需一定的研究、创新。 * 热障材料在建筑行业的应用 假设上述镜子是存在的，理论是正确的，那么高温蠕变和软化可以得到根本性的解决，许多行业发生质的改变。 失火建筑将不再倒塌。 发动机的的工作温度将提高，进而效率提高。 保温瓶的保温时间大大延长。 * 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 * 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 热障材料在建筑行业的应用 *