В нашем здравом смысле изоляционные материалы и теплопроводящие материалы кажутся двумя совершенно разными вещами.Например, хлопок изолирован и может быть изготовлен в хлопчатобумажные куртки;Железо теплопроводное и может использоваться в качестве сковороды.Обратное невозможно.Однако на самом деле мы часто наблюдаем другое явление: один и тот же материал может использоваться в, казалось бы, противоположных сценариях изоляции и теплопроводности.Например, глинозема может быть изготовлена из изоляционных кирпичей и использоваться в высокотемпературных печах;Он также может быть превращен в теплоотводы и использован в электронных продуктах, таких как светодиодные лампы.

Теоретически, в качестве изоляционного материала требуется низкая теплопроводность;В качестве теплораспределяющего материала требуется высокая теплопроводность.Может ли теплопроводность одного и того же материала меняться в любое время?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно посмотреть на него с двух точек зрения.

Первый аспект, как и вопрос выше, заключается в том, что теплопроводность материалов может варьироваться.Наиболее типичным примером является то, что теплопроводность варьируется при разных температурах.Взяв, к примеру, алюминий, по мере повышения температуры теплопроводность будет постоянно снижаться.Теплопроводность при 1200 °C составляет только около половины при 400 °C.Тем не менее, теплопроводность оксида алюминия не мала: при комнатной температуре она составляет 20-30 Вт/м • К, но она снизилась более чем вдвое, и остается около 10 Вт/м • К.который выше теплопроводности многих материалов.

Следовательно, мы должны рассмотреть второй и главный аспект: алюминий может изолировать и проводить тепло из-за структурных изменений.То есть, когда алюминиевая керамика используется в качестве изоляционных материалов и теплопроводящих материалов соответственно, их внутренняя структура отличается.

Когда керамика из алюминия используется в качестве теплоизоляционных материалов, ее наибольшая структурная особенность - пористость и низкая плотность.Мы все знаем, что теплопроводность воздуха очень низкая.Кто-то может спросить, поскольку теплопроводность воздуха очень низкая, почему бы не использовать вместо этого воздушную изоляцию?Зачем вводить воздух в алюминиевые материалы?Это потому, что, хотя теплопроводность воздуха очень низкая, она не может предотвратить тепловое излучение, так же как теплопроводность вакуума равна нулю.Тепло Солнца все еще передается на Землю через вакуум.Пористый алюминий не только блокирует теплопроводность, но и тепловое излучение, поэтому он может эффективно играть роль в изоляции и сохранении тепла.Есть исследования, которые показывают, что тип микропористой керамики из алюминия имеет плотность только 0.0,6 г/см3, пористость 85% и теплопроводность всего около 0,3 Вт/м • К при 1200 °С.
Но когда алюминий превращается в теплопроводящую керамику, требования совершенно разные.Высокая плотность приводит к меньшему количеству порВторое требование - высокая чистота, чем выше чистота, тем выше теплопроводность.Керамика с содержанием алюминия 99% имеет теплопроводность ~ 26 W/m • K, тогда как при содержании алюминия до 95% теплопроводность составляет всего ~ 20 Вт/м • К. Это происходит потому, что в керамике с низким содержанием алюминия состав стекла относительно высок,и теплопроводность стекла относительно низкаяКонечно, в практическом применении также необходимо учитывать стоимость.Хотя высокочистая алюминиевая керамика имеет высокую теплопроводностьПоэтому выбор глинозема на основе требований к продукту не должен слепо стремиться к высокой чистоте.

В дополнение к высокой чистоте и плотной структуре, когда керамика из оксида алюминия используется в качестве теплоотводов, они часто имеют специальные требования к своей внешней форме.при изготовлении светодиодных теплоотводов, они часто имеют структуру с плавниками, чтобы увеличить площадь поверхности, облегчить рассеивание тепла в воздух и, таким образом, достичь лучших эффектов рассеивания тепла.