Теплофизические свойства. Радиационная стойкость.
Теплопроводность. Одним из теплофизических свойств материала является теплопроводность. Теплопроводность - это способность материала проводить тепло через свою толщу. Она характеризуется коэффициентом теплопроводности. Самую малую теплопроводность имеет воздух, поэтому если в материале содержится много пор заполненных воздухом, то данный материал имеет минимальную теплопроводность, а теплоизолирующая способность такого материала высока. Так же наиболее низкой теплопроводностью обладают: древесина, полистиролобетон, ячеистые бетоны, минеральная вата и др. На теплопроводность влияет истинная плотность материала. Чем больше пористость, тем теплопроводность меньше. Если теплоизоляционный материал насытить водой, то его теплопроводность увеличится в 25 раз, потому что теплопроводность воды в 25 раз больше воздуха. Поэтому все теплоизоляционные материалы рекомендуется гидроизолировать.
Огнеупорность. Огнеупорность - это способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур (свыше 1000 градусов по Цельсию). В зависимости от огнеупорности все материалы подразделяют на:
1. Огнеупорные. Выдерживают более 1580 градусов Цельсия. Примерами будут: магнезиальные, глиноземистые, хромиты и т.д. 2. Тугоплавкие. Материалы, которые выдерживают длительное воздействие температуры в диапазоне от 1350 до 1580 градусов Цельсия. Например: шамот, жейский кирпич.
3. Легкоплавкие. Выдерживают температуру в районе 1350 градусов Цельсия. Например: кирпич, керамическая плитка. Огнестойкость. Огнестойкость - способность материала выдерживать воздействие открытого огня.
В зависимости от огнестойкости все материалы подразделяются на:
1. Несгораемые. При поднесении огня не горят, не тлеют, не обугливаются. Например: бетон, кирпич.
2. Трудно сгораемые. Материалы, которые при поднесении огня загораются, но при удалении источника огня прекращают свое горение и тление. Например: асфальтовый бетон, древесина пропитанная антипиренами, фибролит.
3. Сгораемые материалы. Это материалы, которые при поднесении огня горят и тлеют. При удалении источника огня процесс горения и тления продолжается. Например: все органические материалы, древесина, пластмассы, уголь.
Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты. Теплоемкость — мера энергии, необходимой для повышения температуры материала.
Теплоемкость, отнесенную к единице массы, называют удельной теплоемкостью С [Дж/(кг • °С)]. Удельная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических [кДж/(кг • °С)]: древесина — 2,38...2,72; сталь — 0,46, вода — 4,187. Наибольшую теплоемкость имеет вода, поэтому с повышением влажности материалов их теплоемкость возрастает.
Тепловое расширение — свойство материала расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, оно характеризуется изменением линейных размеров, и объема в зависимости от температуры. В конструкциях, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать ТКЛР каждого; например, в железобетоне хорошо сочетаются сталь и бетон, так как ТКЛР этих материалов почти одинаков.
В результате значительного различия ТКЛР в композиционных материалах возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и коробления, но и к разрушению материалов.
Жаростойкость — (окалиностойкость) сопротивление металла окислению при высоких температурах. Начальная стадия окисления чисто химический процесс, однако, дальнейшее течение окисления уже сложный процесс, заключающийся не только в химическом…
Термической стойкостью огнеупоров называют способность их не разрушаться, т. е. сохранять первоначальную форму без отколов, трещин и посечек при резком изменении температуры.
Термическая стойкость огнеупорных материалов в общем виде, т. е. если не учитывать их размеры, структурные особенности и условия испытания, может быть охарактеризована коэффициентом термостойкости Kт.
где λ — теплопроводность материала; σ — предел ,прочности при растяжении; с—теплоемкость; ρ — объемная масса; а — температурный коэффициент линейного расширения; E — модуль упругости.Термическую стойкость плотных огнеупорных материалов определяют в соответствии со стандартной методикой (по ГОСТ 7875—56).
РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ (твёрдых) - способность материалов сохранять свойства (механич., электрич., оптические и др.) при воздействии радиации. Изменение свойств обусловлено смещениями атомов в кристаллич. решётке , ядерными реакциями, разрывами хим. связей и др. Изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Последние обусловлены преим. хим. превращениями молекул.
Наиб. воздействие оказывают нейтронное и g-излу-чение. На практике изменение свойств материала сопоставляется с величиной, характеризующей воздействующее излучение, напр. с флюенсом нейтронов или поглощённой дозойg-излучения.