No nosso bom senso, os materiais isolantes e os materiais condutores térmicos parecem ser duas coisas completamente diferentes.Por exemplo, o algodão é isolado e pode ser transformado em jaquetas de algodão;O ferro é termicamente condutor e pode ser usado como frigideira.O contrário não é possível.No entanto, na realidade, vemos frequentemente outro fenômeno, que é que o mesmo material pode ser usado em cenários aparentemente opostos de isolamento e condutividade térmica.Por exemplo, a cerâmica de alumínio pode ser transformada em tijolos de isolamento e utilizada em fornos de alta temperatura;Também pode ser transformado em um dissipador de calor e usado em produtos eletrônicos, como luzes LED.

Em teoria, como material de isolamento, é necessária uma baixa condutividade térmica;Como material dissipador de calor, é necessária uma elevada condutividade térmica.A condutividade térmica do mesmo material pode mudar a qualquer momento?

Para responder a esta pergunta, precisamos olhar para ela de duas perspectivas.

O primeiro aspecto, tal como a questão levantada acima, é que a condutividade térmica dos materiais pode variar.O exemplo mais típico é que a condutividade térmica varia em diferentes temperaturas.Tomando a alumina como exemplo, à medida que a temperatura aumenta, a condutividade térmica diminuirá continuamente.A condutividade térmica a 1200 °C é apenas cerca da metade da condutividade térmica a 400 °C.No entanto, a condutividade térmica do óxido de alumínio não é pequena.que é superior à condutividade térmica de muitos materiais.

Por conseguinte, precisamos de olhar para o segundo e principal aspecto: a alumina pode tanto isolar como conduzir o calor devido a alterações estruturais.Isto é, quando as cerâmicas de alumínio são utilizadas como materiais isolantes e materiais condutores térmicos, respectivamente, a sua estrutura interna é diferente.

Quando as cerâmicas de alumina são usadas como materiais de isolamento térmico, sua maior característica estrutural é a porosidade e baixa densidade.Todos sabemos que a condutividade térmica do ar é muito baixa., então a condutividade térmica dos tijolos de esferas ocas de alumínio também é muito baixa.Por que se preocupar em incorporar ar em materiais de aluminaIsto porque, embora a condutividade térmica do ar seja muito baixa, não pode impedir a radiação térmica, assim como a condutividade térmica de um vácuo é zero,O calor do sol ainda se transfere para a Terra através do vácuo.A alumina porosa não só bloqueia a condução térmica, mas também a radiação térmica, podendo desempenhar um papel eficaz no isolamento e na preservação do calor.existem relatórios de pesquisa de que um tipo de cerâmica microporosa de alumina tem uma densidade de apenas 00,6 g/cm3, porosidade de 85% e condutividade térmica de apenas cerca de 0,3 W/m • K a 1200 °C.
Mas quando a alumina é transformada em cerâmica condutora térmica, os requisitos são completamente diferentes.A alta densidade resulta em menos porosO segundo requisito é a alta pureza, quanto maior a pureza, maior a condutividade térmica.As cerâmicas com um teor de alumina de 99% têm uma condutividade térmica de ~ 26 W/m • K, enquanto que quando o teor de alumina cai para 95%, a condutividade térmica é de apenas ~ 20W/m • K. Isto porque, nas cerâmicas com baixo teor de alumina, a composição do vidro é relativamente elevada,e a condutividade térmica do vidro é relativamente baixaÉ claro que, nas aplicações práticas, o custo também deve ser considerado.Embora a cerâmica de alumínio de alta pureza tenha uma elevada condutividade térmicaPor conseguinte, a selecção de cerâmicas de alumina com base nos requisitos do produto não deve ser feita a céu aberto com vista a uma elevada pureza.

Para além da elevada pureza e da estrutura densa, quando as cerâmicas de óxido de alumínio são utilizadas como dissipadores de calor, muitas vezes têm requisitos específicos para a sua forma externa.quando se fabricam dissipadores de calor LED, muitas vezes possuem uma estrutura de barbatanas para aumentar a área da superfície, facilitar a dissipação de calor para o ar e, assim, obter melhores efeitos de dissipação de calor.