應用案例 | 粘土的導熱性能測試

粘土的導熱性能測試

簡介

粘土是一種含水鋁硅酸鹽產物，是由地殼中含長石類巖石經過長期風化和地質的作用而生成的，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，還有少數以三水鋁石為主要成分。粘土中SiO2含量為43%～55%，Fe2O3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，據礦物的結構與組成的不同，陶瓷工業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，粘土的出現使其成為陶瓷坯體燒結時的主體，形成瓷器中莫來石晶體的主要來源。

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

沙質粘土與粘土相比，沙質粘土的熱擴散值相對更高，原因推測為：沙質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

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

作者：

焦聯聯