La résistance aux chocs thermiques, également appelée résistance aux chocs thermiques, est communément appelée stabilité thermique. Il fait référence à la capacité des matériaux isolants et des produits finis à résister à de fortes variations de température sans causer de dommages ou de destruction. Lorsque les matériaux isolants et leurs produits subissent des gradients de température internes provoqués par des changements drastiques de température, une contrainte thermique se produit à l'intérieur du matériau en raison de l'obstruction du retrait ou de l'expansion. Lorsque la contrainte thermique dépasse la limite de résistance du matériau, des fissures, des dommages et une réduction de la résistance mécanique se produisent.
Test de résistance aux chocs thermiques de l'isolant
Facteurs qui influencent
Le principal facteur qui affecte la résistance aux chocs thermiques des isolateurs sont les propriétés matérielles de l'isolant, telles que le coefficient de dilatation thermique du matériau, la conductivité thermique, le module élastique, la résistance inhérente du matériau, la ténacité à la rupture, etc.
D'une manière générale, plus le coefficient de dilatation thermique est petit, plus le changement de volume du matériau dû aux changements de température est faible, plus la contrainte thermique correspondante est faible et meilleure est la résistance aux chocs thermiques ; plus la conductivité thermique est grande, plus la différence de température à l'intérieur du matériau est petite et plus la différence de température causée par la différence de température est petite. Plus la différence de contrainte est petite, meilleure est la résistance aux chocs thermiques ; plus la résistance inhérente du matériau est élevée, plus il est résistant aux contraintes thermiques sans être endommagé et meilleure est la résistance aux chocs thermiques ; plus le module élastique est grand, plus l'élasticité est faible et plus la déformation élastique du matériau est importante. Il est trop petit pour soulager et libérer les contraintes thermiques, préjudiciables à la résistance aux chocs thermiques.
Moyens d'améliorer la résistance aux chocs thermiques
La résistance aux chocs thermiques d’un matériau isolant est une expression complète de ses propriétés mécaniques et thermiques. Par conséquent, certains paramètres thermiques et mécaniques, tels que le coefficient de dilatation linéaire, la conductivité thermique, le module d’élasticité et l’énergie de rupture, sont les principaux facteurs qui affectent la résistance aux chocs thermiques des isolants. paramètre. Les mesures visant à améliorer la résistance à la rupture par choc thermique des matériaux isolants reposent principalement sur l'impact de divers paramètres de performance impliqués dans le facteur de résistance à la rupture par choc thermique sur la stabilité thermique.
(1) Augmentez la résistance du matériau σ, réduisez le module élastique E et augmentez σ/E. Cela signifie que le matériau devient plus flexible et peut absorber plus d’énergie de déformation élastique sans se fissurer, améliorant ainsi la stabilité thermique. La contrainte thermique est une fonction à valeur ajoutée du module élastique. Généralement, le module élastique augmente avec l'augmentation de la valence atomique et la diminution du rayon atomique. Par conséquent, la sélection de composants chimiques appropriés est un moyen de contrôler le module élastique des matériaux.
(2) Réduisez le coefficient de dilatation linéaire du matériau. La dilatation linéaire des matériaux solides est provoquée par la vibration thermique des atomes. L'espacement d'équilibre dans le cristal est déterminé par l'énergie potentielle entre les atomes. À mesure que la température augmente, la vibration des atomes s’intensifie et l’expansion correspondante de l’espacement atomique montre une expansion linéaire macroscopique. Les matériaux de petite taille produiront une faible contrainte thermique sous la même différence de température.
(3) Augmenter la conductivité thermique λ du matériau. Les matériaux avec un grand λ transfèrent rapidement la chaleur, ce qui peut atténuer et équilibrer la grande différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du matériau, réduisant ainsi l'accumulation de contraintes thermiques à court terme. Les matériaux présentant un bon choc thermique doivent généralement avoir une conductivité thermique élevée.
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