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應(yīng)用案例 | 粘土的導(dǎo)熱性能測(cè)試

更新時(shí)間:2022-06-17      點(diǎn)擊次數(shù):915

粘土的導(dǎo)熱性能測(cè)試

簡(jiǎn)介

粘土是一種含水鋁硅酸鹽產(chǎn)物,是由地殼中含長(zhǎng)石類(lèi)巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化和地質(zhì)的作用而生成的,在自然界中分布廣泛,種類(lèi)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(xì)、可塑性強(qiáng)、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(chǔ)。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三類(lèi),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(lèi)、蒙脫石類(lèi)和伊利石(水云母)等三種,另外還有較少見(jiàn)的水鋁石,粘土的出現(xiàn)使其成為陶瓷坯體燒結(jié)時(shí)的主體,形成瓷器中莫來(lái)石晶體的主要來(lái)源。

測(cè)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(cè)試參數(shù)

燈電壓:304V;脈沖:長(zhǎng)×100%;放大增益:10×5002

教學(xué)模型

Cowan模型 + 脈沖修正

測(cè)試方式

樣品均采用圓形藍(lán)寶石容器,將泥土密實(shí)填入其中,加蓋壓平,擰緊后進(jìn)行測(cè)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(guò)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)得,質(zhì)量在十萬(wàn)分之一天平上稱(chēng)得。密度由公式m=ρV計(jì)算得出。

測(cè)試結(jié)果

注:比熱值由差示掃描量熱儀DSC測(cè)試得到。

討論

熱擴(kuò)散系數(shù)

沙質(zhì)粘土與粘土相比,沙質(zhì)粘土的熱擴(kuò)散值相對(duì)更高,原因推測(cè)為:沙質(zhì)粘土中沙子的含量相對(duì)較高,沙子的主要成分是二氧化硅,其熱擴(kuò)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(duì)更高,原因推測(cè)為:粘土的水份含量相對(duì)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(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)熱系數(shù)

由LFA導(dǎo)熱性能測(cè)試原理可知:導(dǎo)熱系數(shù)=熱擴(kuò)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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