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應用案例 | 粘土的導熱性能測試

更新時間:2022-06-17      點擊次數(shù):1119

粘土的導熱性能測試

簡介

粘土是一種含水鋁硅酸鹽產(chǎn)物,是由地殼中含長石類巖石經(jīng)過長期風化和地質(zhì)的作用而生成的,在自然界中分布廣泛,種類繁多,藏量豐富,是一種寶貴的天然資源。

粘土的礦物成分主要為高嶺石,約占礦物總量的80%~90%,其次是水白云母和石英,還有少數(shù)以三水鋁石為主要成分。粘土中SiO2含量為43%~55%,F(xiàn)e2O3為1%~3.5%,Al2O3為20%~25%,TiO2為0.8%~1.2%。

粘土具有顆粒細、可塑性強、結(jié)合性好,觸變性適度,收縮適宜,耐火度高等工藝性能,因而,粘土是成為瓷器的基礎。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三類,據(jù)礦物的結(jié)構(gòu)與組成的不同,陶瓷工業(yè)所用粘土中的主要粘土礦物有高嶺石類、蒙脫石類和伊利石(水云母)等三種,另外還有較少見的水鋁石,粘土的出現(xiàn)使其成為陶瓷坯體燒結(jié)時的主體,形成瓷器中莫來石晶體的主要來源。

測試條件

樣品

粘土

沙質(zhì)粘土

厚度(mm)

2.02

2.02

直徑(mm)

10.8

10.8

質(zhì)量(mg)

375.95

324.82

密度(g/cm3)

2.032

1.755

測試參數(shù)

燈電壓:304V;脈沖:長×100%;放大增益:10×5002

教學模型

Cowan模型 + 脈沖修正

測試方式

樣品均采用圓形藍寶石容器,將泥土密實填入其中,加蓋壓平,擰緊后進行測試。   

樣品的厚度、直徑分別為容器內(nèi)部的直徑、厚度,尺寸分別通過游標卡尺和螺旋測微器測得,質(zhì)量在十萬分之一天平上稱得。密度由公式m=ρV計算得出。

測試結(jié)果

注:比熱值由差示掃描量熱儀DSC測試得到。

討論

熱擴散系數(shù)

沙質(zhì)粘土與粘土相比,沙質(zhì)粘土的熱擴散值相對更高,原因推測為:沙質(zhì)粘土中沙子的含量相對較高,沙子的主要成分是二氧化硅,其熱擴散性能更好。

比熱值

沙質(zhì)粘土與粘土相比,粘土的比熱值相對更高,原因推測為:粘土的水份含量相對偏高,水的比熱值較大,從而影響了粘土整體的比熱,而水的比熱同時也遠遠高于沙子二氧化硅的比熱,所以,最終粘土的比熱要高一些。

導熱系數(shù)

由LFA導熱性能測試原理可知:導熱系數(shù)=熱擴散系數(shù)×比熱×密度,最終的結(jié)果是樣品上述參數(shù)相乘之后的綜合結(jié)果。

作者:

焦聯(lián)聯(lián)


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