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HIP真空絕熱板是近年來順應建材行業(yè)日益迫切的節(jié)能要求,利用現(xiàn)代材料制造工藝研發(fā)的新一代高級保溫材料。經測試,在正確的加工及使用條件下,其表觀導熱系數(shù)達到10-3W/m•℃數(shù)量級,比常規(guī)保溫材料(如聚苯乙烯硬質塑料,導熱系數(shù)0.031W/m•℃)低一個數(shù)量級,其優(yōu)異的絕熱性能在冷凍、冷藏、低溫家電、建材及尖端科技領域都有著廣泛的應用前景。
HIP真空絕熱板構造及絕熱原理分析
實測樣品為388mm×388mm×10.5mm板狀外形材料,表觀密度172.7kg/m3,工程尺寸及密度會因生產廠家及工程要求而不同,其結構如圖1。芯材為超細無機纖維(具體材質根據(jù)廠家而異,可采用超細玻璃棉或超細石棉等材料),并在其中添加高效氣體吸附劑以保證板內長期高真空度水平,外側為起密封、保護及支持作用的復合鋁膜(膜厚0.18mm);實際生產中添加氣體吸附劑后的芯材經預壓縮并外敷復合鋁膜后經抽真空至101Pa數(shù)量級(實測樣品真空度為4~5Pa)密封而成。
　　從傳熱角度分析,該材料具有較理想的絕熱物理特征。依據(jù)傳熱學理論,物質與周圍介質間單位面積的傳熱量由傳導,對流,輻射三部分構成,其關系可簡要表示為公式(1):
　　Q=Q傳導+Q對流+Q輻射(1)
　　式中:Q、Q傳導、Q對流、Q輻射分別為單位面積總傳熱量及傳導、對流、輻射傳熱量;λ、δ、Δt、a、Δt'、εe、T、T環(huán)境分別為物質的導熱系數(shù)、厚度、導熱溫差、對流放熱系數(shù)、對流換熱溫差、等效發(fā)射率、物質與環(huán)境的絕對溫度;∝(λ,1/δ,Δt),∝(a,Δt'),∝(εe,T4-T環(huán)境4)。
　　總傳熱量為傳導、對流、輻射傳熱量之和,而傳導、對流、輻射傳熱量又分別正相關于各自括號內所示影響因素。
由公式(1)可知為,為獲得優(yōu)良的絕熱性能,在一定的工作溫度和使用要求下,應設法降低材料的導熱系數(shù),對流換熱系數(shù)和等效發(fā)射率。而真空絕熱板正是依據(jù)這一思路設計的:超細芯材自身的導熱系數(shù)就很低,再經高度真空并添加氣體吸附劑后其大量孔隙內基本無殘留空氣的對流效應影響,傳熱僅通過超細纖維間的輻射和點接觸傳導進行,這使其表觀導熱系數(shù)較同一材質空氣中數(shù)據(jù)(如超細玻璃棉,常壓下λ=0.037W/m.℃[1])低一個數(shù)量級以上,此外,外敷的復合鋁膜因具有εe≤0.1的低等效發(fā)射率可進一步減少輻射熱損失。

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