隔热金属为什么不热（隔热耐火材料的隔热原理）

隔热耐火材料是指低导热系数和低热容量的耐火材料，也称为保温耐火材料。隔热的基本原理就是降低导热系数，由于隔热材料中包含有大量的孔隙，通过隔热材料的热传递就是通过固相与气相的传热。固相传热主要为传导，而通过气相传热要比通过固相传热复杂。

当热量由高温区传递到隔热材料内部时，在没有碰到气孔之前，传热过程是在固相中进行的，即通过固相的传导。在碰到气孔以后，可能的传热路线就变成两条：一条是仍然通过固相的传热。由于传导方向的变化，热传导的路线大大增长，也就是说热阻增大；另一条路线是通过气孔传热，通过气孔的传热包括有通过气体的传导、对流传热与辐射传热。由此可见，隔热耐火材料的传热过程包括有两个传热通道，即通过固相中的传热和通过气相的传热。

隔热耐火材料的隔热作用是因为有大量气孔存在，气孔中的气体有很好的隔热性能。通过气孔的传热主要包括如下几个方面：

1．热传导。通过气体的导热系数很小的，大多数隔热耐火材料气孔中的气体为空气，空气的导热系数比固体材料要小得多，因而通过气孔的传导传热是很小的。

2.对流传热。由于大部分隔热耐火材料中的气孔是很小的，气体在气孔中的流动受到限制，速度很小，因而气孔中的气体对流传热也不大。气孔的孔径越小，气孔中的气体的流动性越差，对流传热也越小。当气孔的孔径小于气孔中的气体的分子运动自由程时，气孔中的分子停止运动，不再有通过气孔的对流传热。

3.辐射传热。由于在大多数隔热耐火材料中的气体为空气，即氧气和氮气。它们的分子结构都为对称双原子型的，这类气体吸收与发射辐射能的能力极小。因此，通过气孔的辐射传热主要是通过气孔的高温壁向低温壁的辐射。但总的来看，通过气孔的辐射传热也是不大的。

通过以上的分析可见，在隔热耐火材料中通过气孔的传热量很小，大部分热量是通过固相传递的。在所有传热机制中通过固相的传热占很大比例。应该指出的是，固相传热占的比例高并不意味着该隔热材料的隔热效果差。恰恰是气相隔热效果好，才导致固相传热占的比例高。