المواد العازلة: الخصائص و 15 أمثلة
المواد العازلة هي مواد تقلل أو تقاوم أو تمنع تمامًا مرور نوع من الطاقة مثل الحرارة أو الكهرباء.
أنها تعمل على حماية الكائنات الحية والمواد الغذائية وغيرها من الأشياء من العناصر وظروفهم ؛ مثل طلاء البلاستيك من الكابلات والجدران أو أسقف المنازل. ستركز المعلومات الواردة في هذه المقالة فقط على مواد الحماية الحرارية.
خصائص العوازل الحرارية
من أجل أداء وظيفتها بشكل جيد ، تحتاج هذه المواد بشكل أساسي إلى أن تكون لديها الموصلية الحرارية المنخفضة التي تسمح لها بالحد من انتقال الحرارة. يجب أن يكون لديهم أيضًا مقاومة عالية لدرجات الحرارة المرتفعة جدًا التي تمنعهم من الذوبان.
نفاذية الهواء هي أيضا خاصية مهمة جدا من العوازل الحرارية. يجب أن تكون المواد التي يمكن أن يتدفق الهواء من خلال المسام. تتمتع العوازل الحرارية الجيدة بنفاذية عالية في الهواء ، حيث إنها مادة عازلة بحد ذاتها.
يجب ألا تسمح هذه النفاذية بمرور البخار أو الرطوبة ، وذلك لتجنب أو تقليل تكثيف السوائل أو تآكل المواد. تتمتع أفضل العوازل الحرارية بنفاذية منخفضة للغاية للبخار والرطوبة.
يجب أن تكون المواد العازلة مقاومة للماء والمذيبات والمواد الكيميائية ؛ يجب أن تكون دائمة ولا تفقد كفاءتها في وقت قصير. يجب أن يكون التثبيت سهلاً ، وغير قابل للاشتعال ، وعدم امتصاص الروائح وعدم جذب الفطريات أو الهوام.
15 أمثلة للعوازل الحرارية
1- الفيبرجلاس
إنها واحدة من الأكثر استخدامًا في معاملها المنخفض لنقل الحرارة وقوة عالية. كما أنه يعمل على عزل التيارات الكهربائية والصوتية. يتم تصنيعها عن طريق نسج خيوط غرامة من البوليمرات الزجاجية لتشكيل العصي أو الألواح أو الألواح.
2- الصوف المعدني
يمكن أن تكون مصنوعة من صخور البازلت أو من بقايا سطح المعدن المنصهر. يتم استخدامه لمقاومته العالية للحريق ، لكن يُنصح بدمجها مع مواد أخرى للحصول على حماية أكثر كفاءة للحرارة.
السليلوز
إنها واحدة من أكثر مواد العزل البيئية في السوق. وهي مصنوعة من إعادة تدوير مختلف المنتجات الورقية.
إنها مادة يمكن ضغطها بدرجة كافية ، مما يقلل من وجود الأكسجين بين جزيئاته. هذه الخاصية تجعلها ممتازة لتقليل الأضرار الناجمة عن الحريق.
4- بوليسترين
إنها مادة لدن بالحرارة خفيفة للغاية ومقاومة للماء وهي جيدة جدًا كعازل للحرارة والصوت.
يتم استخدامه لصنع كتل رغوة البولي ايثيلين أو لوحات مصبوب حسب الحاجة. إنه قابل للاشتعال ، لذا ينصح بتغطيته بمواد أخرى مقاومة للحريق.
5-البولي يوريثين
إنها رغوة عازلة تحتوي على غاز في خلاياها ، وهي موصلية منخفضة للغاية ومقاومة حرارية عالية. يمكن استخدامه على شكل سائل رغوي للرش ، في كتل الرغوة الصلبة أو مقولبة في ألواح أو ألواح.
6- البيرلايت
إنه نوع من الصخور البركانية الخاملة تتكون أساسا من السيليكا والألومنيوم ولكن مع بعض الشوائب التي تجعلها تمتص الرطوبة.
يتم استخدامه في حبيبات صغيرة لملء المساحات الصغيرة والثقوب. إنه عازل حراري جيد ولكنه لا يعمل إلا إذا كان جافًا. تم تقليل استخدامه بشكل متزايد بسبب جودته السامة.
7- الفلين
ربما يكون أقدم المواد العازلة في السوق والعزل الأكثر استخداما في صناعة التبريد. انها مقاومة للغاية للضغط ويصعب حرقها. يمكن استخدامه فقط تحت 65 درجة مئوية ويميل إلى امتصاص الرطوبة.
8- الألياف البلاستيكية
وهي مصنوعة بشكل رئيسي من زجاجات البولي إيثيلين المعاد تدويرها. يتم نسج الألياف على شكل قصب يشبه الألياف الزجاجية.
يعمل هذا العازل بمثبط بحيث لا يحترق بسرعة كبيرة ، ولكنه يمكن أن يذوب عند تعرضه للهب.
9- ايرجيل
في البداية ، كانت مادة تستخدمها المشاريع الفضائية لصنع بلاط مقاوم عند حوالي 2000 درجة فهرنهايت مع نقل حرارة ضئيل للغاية.
وهو متوفر حاليًا في السوق بأوراق مرنة تسمى Pyrogel XT. إنها واحدة من أكثر العوازل الصناعية كفاءة في العالم.
10- الفيرميكوليت
مثل البرليت ، فإنه يشكل خطرا على الصحة. يتم استخدامه في حبيبات صغيرة يتم إلقاؤها بين مواد أخرى أو لملء الثقوب. كما تستخدم في خلطها مع الأسمنت لإنشاء خرسانة أخف وزنا وموصل حرارة أقل.
11 - بولي ايزوسيانورات
إنه عبارة عن البلاستيك الرغوي الملدن بالحرارة والذي يحتوي في خلاياه على غاز ذي قابلية توصيل منخفضة ومقاومة عالية ، وخالي من مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية. يمكن أن تتكيف الرغوة السائلة مع الأسطح المطلوبة.
12- قطن
كمادة عازلة ، يتم دمجها مع ألياف بلاستيكية وبورات لجعلها مقاومة للحيوانات وتؤخر التهابها.
13- صوف الحيوانات
يتم معالجتها أيضًا مع البورات لمقاومة الحشرات والحرائق والعفن. يمكن أن تحتوي على الكثير من الماء ولكن تعرضها لفترة طويلة ومتقطعة للسائل يمكن أن يحل البورات.
14- قش
يستخدم لأكثر من 150 عامًا في شكل بالات لعزل الحظائر والمنازل عن الحرارة. كما أنها تعمل على امتصاص الصوت.
15- القنب
المواد المستخدمة عادة لصنع الحبال ، تستخدم حاليا كعازل مثل الألياف النباتية الأخرى المماثلة مثل القش أو الصوف.
كيف تتدفق الحرارة؟
ستنتقل الحرارة دائمًا من المناطق الساخنة إلى المناطق الباردة بحثًا عن التوازن. إذا كان داخل الخزان المحمي بواسطة العوازل الحرارية أكثر برودة من الهواء الخارجي ، فسوف يجذب الخزان الحرارة الخارجية. طالما يوجد فرق أكثر في درجات الحرارة ، فستتدفق الحرارة بشكل أسرع إلى المنطقة الباردة.
قيادة
إنها الطريقة التي تنتقل بها الطاقة عبر المواد من الجزيء إلى الجزيء. وهذا يتطلب الاتصال الجسدي بين الجسيمات وفرق درجة حرارة معينة. عند وضع ملعقة في فنجان من القهوة الساخنة ، تتم الحرارة من السائل إلى المعدن ومن خلال مقبض اليد.
الحمل الحراري
إنها الطريقة التي تنقل بها السوائل والغازات عندما تنتقل من مكان إلى آخر. هذا هو السبب في أن الهواء أخف وزنا يسعى إلى الارتفاع ، والهواء البارد والكثيف يميل إلى البحث عن مستوى الأرض.
إشعاع
إنه انتقال الطاقة مباشرة من خلال تسخين متوسط شفاف بالكامل لجميع المواد الصلبة في طريقها. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، مع الضوء مثل الأشعة تحت الحمراء (عدسة مكبرة) أو مع بعض أنواع الموجات الكهرومغناطيسية.
