Στην κοινή μας λογική, τα μονωτικά υλικά και τα θερμικά αγωγικά υλικά φαίνεται να είναι δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα.Για παράδειγμα, το βαμβάκι είναι μονωτικό και μπορεί να κατασκευαστεί σε βαμβακερά σακάκια.Ο σίδηρος είναι θερμικά αγωγός και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τηγάνι.Το αντίθετο δεν είναι δυνατόν.Ωστόσο, στην πραγματικότητα, βλέπουμε συχνά ένα άλλο φαινόμενο, το οποίο είναι ότι το ίδιο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φαινομενικά αντίθετα σενάρια μόνωσης και θερμικής αγωγιμότητας.Για παράδειγμα, τα κεραμικά αλουμινίου μπορούν να παραχθούν σε μόνωση τούβλων και να χρησιμοποιηθούν σε φούρνους υψηλής θερμοκρασίας.Μπορεί επίσης να μετατραπεί σε απορροφητήρα θερμότητας και να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά προϊόντα όπως οι λαμπτήρες LED.

Θεωρητικά, ως μονωτικό υλικό απαιτείται χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.Ως υλικό διασποράς θερμότητας, απαιτείται υψηλή θερμική αγωγιμότητα.Μπορεί η θερμική αγωγιμότητα του ίδιου υλικού να αλλάξει ανά πάσα στιγμή;

Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, πρέπει να το δούμε από δύο οπτικές γωνίες.

Η πρώτη πτυχή, όπως και το παραπάνω ερώτημα, είναι ότι η θερμική αγωγιμότητα των υλικών μπορεί να ποικίλει.Το πιο τυπικό παράδειγμα είναι ότι η θερμική αγωγιμότητα ποικίλλει σε διαφορετικές θερμοκρασίες.Λαμβάνοντας την αλουμίνη ως παράδειγμα, καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η θερμική αγωγιμότητα θα μειώνεται συνεχώς.Η θερμική αγωγιμότητα στους 1200 °C είναι μόνο περίπου το ήμισυ της αγωγιμότητας στους 400 °C.Ωστόσο, η θερμική αγωγιμότητα του οξειδίου του αλουμινίου δεν είναι μικρή.η οποία είναι υψηλότερη από την θερμική αγωγιμότητα πολλών υλικών.

Επομένως, πρέπει να εξετάσουμε το δεύτερο και κύριο στοιχείο: το αλουμίνιο μπορεί να απομονώνει και να διεξάγει θερμότητα λόγω των διαρθρωτικών αλλαγών.Δηλαδή, όταν τα κεραμικά αλουμινίου χρησιμοποιούνται ως μονωτικά υλικά και θερμικά αγωγικά υλικά αντίστοιχα, η εσωτερική τους δομή είναι διαφορετική.

Όταν τα κεραμικά αλουμινίου χρησιμοποιούνται ως υλικά θερμικής μόνωσης, το μεγαλύτερο δομικό χαρακτηριστικό τους είναι η πορώστικη και χαμηλή πυκνότητα.Όλοι ξέρουμε ότι η θερμική αγωγιμότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλή.Κάποιος μπορεί να ρωτήσει, δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλή, γιατί να μην χρησιμοποιήσουμε αντλία αέρα;Γιατί να ενοχλήσουμε να ενσωματώσουμε αέρα σε υλικά αλουμινίουΑυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αν και η θερμική αγωγιμότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλή, δεν μπορεί να αποτρέψει τη θερμική ακτινοβολία, όπως ακριβώς η θερμική αγωγιμότητα του κενού είναι μηδενική,Η θερμότητα του ήλιου εξακολουθεί να μεταφέρεται στη Γη μέσω του κενού.Το πορώδες αλουμίνιο δεν εμποδίζει μόνο τη θερμική αγωγιμότητα αλλά και τη θερμική ακτινοβολία, έτσι ώστε να μπορεί να διαδραματίσει αποτελεσματικό ρόλο στην μόνωση και τη διατήρηση της θερμότητας.υπάρχουν ερευνητικές αναφορές ότι ένας τύπος μικροπορώδους κεραμικής αλουμινίου έχει πυκνότητα μόνο 00,6 g/cm3, πορώστια 85% και θερμική αγωγιμότητα μόλις 0,3 W/m• K σε θερμοκρασία 1200 °C.
Αλλά όταν η αλουμίνη γίνεται θερμοοδηγούμενη κεραμική, οι απαιτήσεις είναι εντελώς διαφορετικές.Η υψηλή πυκνότητα οδηγεί σε λιγότερους πόρουςΗ δεύτερη απαίτηση είναι η υψηλή καθαρότητα, όσο υψηλότερη είναι η καθαρότητα, τόσο υψηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα.τα κεραμικά με 99% περιεκτικότητα σε αλουμίνη έχουν θερμική αγωγιμότητα ~ 26W/m • K, ενώ όταν η περιεκτικότητα σε αλουμίνη πέφτει στο 95%, η θερμική αγωγιμότητα είναι μόνο ~ 20W/m • K. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στις κεραμικές με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνη, η σύνθεση του γυαλιού είναι σχετικά υψηλή,και η θερμική αγωγιμότητα του γυαλιού είναι σχετικά χαμηλήΒέβαια, στις πρακτικές εφαρμογές, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη το κόστος.Αν και τα κεραμικά αλουμινίου υψηλής καθαρότητας έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότηταΩς εκ τούτου, η επιλογή κεραμικών αλουμινίου με βάση τις απαιτήσεις του προϊόντος δεν πρέπει να επιδιώκει τυφλά υψηλή καθαρότητα.

Εκτός από την υψηλή καθαρότητα και την πυκνή δομή, όταν οι κεραμικές ύλες οξειδίου του αλουμινίου χρησιμοποιούνται ως απορροφητές θερμότητας, συχνά έχουν ειδικές απαιτήσεις για το εξωτερικό τους σχήμα.κατά την κατασκευή θερμοκηπίων LED, συχνά έχουν φτερωτή δομή για να αυξήσουν την επιφάνεια, να διευκολύνουν την απώλεια θερμότητας στον αέρα και, ως εκ τούτου, να επιτύχουν καλύτερα αποτελέσματα απώλειας θερμότητας.