粘土的導(dǎo)熱性能測試
簡介
粘土是一種含水鋁硅酸鹽產(chǎn)物,是由地殼中含長石類巖石經(jīng)過長期風(fēng)化和地質(zhì)的作用而生成的,在自然界中分布廣泛,種類繁多,藏量豐富,是一種寶貴的天然資源。
粘土的礦物成分主要為高嶺石,約占礦物總量的80%~90%,其次是水白云母和石英,還有少數(shù)以三水鋁石為主要成分。粘土中SiO2含量為43%~55%,F(xiàn)e2O3為1%~3.5%,Al2O3為20%~25%,TiO2為0.8%~1.2%。
粘土具有顆粒細(xì)、可塑性強(qiáng)、結(jié)合性好,觸變性適度,收縮適宜,耐火度高等工藝性能,因而,粘土是成為瓷器的基礎(chǔ)。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三類,據(jù)礦物的結(jié)構(gòu)與組成的不同,陶瓷工業(yè)所用粘土中的主要粘土礦物有高嶺石類、蒙脫石類和伊利石(水云母)等三種,另外還有較少見的水鋁石,粘土的出現(xiàn)使其成為陶瓷坯體燒結(jié)時(shí)的主體,形成瓷器中莫來石晶體的主要來源。
測試條件 | ||
樣品 | 粘土 | 沙質(zhì)粘土 |
厚度(mm) | 2.02 | 2.02 |
直徑(mm) | 10.8 | 10.8 |
質(zhì)量(mg) | 324.82 | |
密度(g/cm3) | 2.032 | 1.755 |
測試參數(shù) | 燈電壓:304V;脈沖:長×100%;放大增益:10×5002 | |
教學(xué)模型 | Cowan模型 + 脈沖修正 |
測試方式
樣品均采用圓形藍(lán)寶石容器,將泥土密實(shí)填入其中,加蓋壓平,擰緊后進(jìn)行測試。
樣品的厚度、直徑分別為容器內(nèi)部的直徑、厚度,尺寸分別通過游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測得,質(zhì)量在十萬分之一天平上稱得。密度由公式m=ρV計(jì)算得出。
測試結(jié)果
注:比熱值由差示掃描量熱儀DSC測試得到。
討論
熱擴(kuò)散系數(shù)
沙質(zhì)粘土與粘土相比,沙質(zhì)粘土的熱擴(kuò)散值相對更高,原因推測為:沙質(zhì)粘土中沙子的含量相對較高,沙子的主要成分是二氧化硅,其熱擴(kuò)散性能更好。
比熱值
沙質(zhì)粘土與粘土相比,粘土的比熱值相對更高,原因推測為:粘土的水份含量相對偏高,水的比熱值較大,從而影響了粘土整體的比熱,而水的比熱同時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沙子二氧化硅的比熱,所以,最終粘土的比熱要高一些。
導(dǎo)熱系數(shù)
由LFA導(dǎo)熱性能測試原理可知:導(dǎo)熱系數(shù)=熱擴(kuò)散系數(shù)×比熱×密度,最終的結(jié)果是樣品上述參數(shù)相乘之后的綜合結(jié)果。
作者:
焦聯(lián)聯(lián)
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