蛭石隔熱材料隔熱性能的實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、利用蛭石的隔熱性能，將其應用于隔熱材料中，可以提高材料的熱防護性能。熱防護實驗即TPP實驗是目前國際上通用的評價織物熱防護性能的實驗方法。目前，開發(fā)新型防護材料主要依靠大量的熱防護性能測試，依據(jù)材料的防護性能值作為評價材料隔熱性能好壞的標準，但這也加大了開發(fā)新材料的成本。本文采用L-S相轉(zhuǎn)化法，制備出含有蛭石的隔熱新材料，并對其進行了熱防護測試。建立了一維織物傳熱模型，在此基礎上利用ANSYS軟件對熱防護材料的隔熱性能進行數(shù)值模擬，并利

2、用模型對材料不同因素的影響規(guī)律進行了預測。
　　 首先，采用L-S相轉(zhuǎn)化法，以水/DMAC（比例為1：1）為凝固浴，通過鑄膜液的配制、涂膜、置換、烘干等步驟，制備出不同蛭石含量的隔熱材料。并對其有關隔熱性能參數(shù)如比熱容，導熱系數(shù)等進行測量，結果表明蛭石的加入可以提高隔熱材料的隔熱性能，但是其加入量存在一個限度。當蛭石含量較低的時候，隨著蛭石的加入，其熱物性如比熱容，隨著蛭石含量的增加而提高；導熱系數(shù)隨著蛭石含量的增加而降低。但是

3、當蛭石含量增加到一定限度時，大約為10％，隨著蛭石的增加，其熱性能的變化規(guī)律變的不明顯。
　　 第二，利用熱防護實驗對材料進行了測試。結果表明蛭石的含量對材料的熱防護性能也有一定的影響。其含量也存在一個限度，為10％左右。當蛭石含量較低的時候，隨著含量的增加材料的二度燒傷時間也增加，但是當含量超過一定的限度后，材料的二度燒傷時間反而下降。
　　 第三，建立了蛭石隔熱材料的一維傳熱模型。利用有限元軟件ANSYS對熱防護實驗

4、進行了數(shù)值模擬，并用含有原蛭石的復合材料對模型進行了驗證。結果表明模擬結果與實驗結果接近，其誤差在5％之內(nèi)。
　　 第四，利用本文建立的隔熱模型，分別分析了涂層的厚度，插層蛭石的種類，蛭石的含量、基體的種類，以及涂層的方式等因素對材料隔熱性能的影響規(guī)律?？梢缘贸?，隨著厚度的增加材料的二度燒傷時間也不斷的增加，厚度與材料的隔熱性能具有正相關性；單面涂膜與雙面涂膜對材料的熱防護性能沒有影響。另外，在對三種插層蛭石進行分析可以看出，蛭