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应用案例 | 粘土的导热性能测试
粘土的导热性能测试
简介
粘土是一种含水铝硅酸盐产物，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的，在自然界中分布广泛，种类繁多，藏量丰富，是一种宝贵的天然资源。
粘土的矿物成分主要为高岭石，约占矿物总量的80%～90%，其次是水白云母和石英，还有少数以三水铝石为主要成分。粘土中SiO2含量为43%～55%，Fe2O3为1%～3.5%，Al2O3为20%～25%，TiO2为0.8%～1.2%。
粘土具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性适度，收缩适宜，耐火度高等工艺性能，因而，粘土是成为瓷器的基础。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三类，据矿物的结构与组成的不同，陶瓷工业所用粘土中的主要粘土矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）等三种，另外还有较少见的水铝石，粘土的出现使其成为陶瓷坯体烧结时的主体，形成瓷器中莫来石晶体的主要来源。
测试条件 | ||
样品 | 粘土 | 沙质粘土 |
厚度(mm) | 2.02 | 2.02 |
直径(mm) | 10.8 | 10.8 |
质量(mg) | 324.82 | |
密度(g/cm³) | 2.032 | 1.755 |
测试参数 | 灯电压：304V；脉冲：长×100%；放大增益：10×5002 | |
教学模型 | Cowan模型 + 脉冲修正 | |
测试方式
样品均采用圆形蓝宝石容器，将泥土密实填入其中，加盖压平，拧紧后进行测试。
样品的厚度、直径分别为容器内部的直径、厚度，尺寸分别通过游标卡尺和螺旋测微器测得，质量在十万分之一天平上称得。密度由公式m=ρV计算得出。
测试结果
注：比热值由差示扫描量热仪DSC测试得到。
讨论
热扩散系数
沙质粘土与粘土相比，沙质粘土的热扩散值相对更高，原因推测为：沙质粘土中沙子的含量相对较高，沙子的主要成分是二氧化硅，其热扩散性能更好。
比热值
沙质粘土与粘土相比，粘土的比热值相对更高，原因推测为：粘土的水份含量相对偏高，水的比热值较大，从而影响了粘土整体的比热，而水的比热同时也远远高于沙子二氧化硅的比热，所以，最终粘土的比热要高一些。
导热系数
由LFA导热性能测试原理可知：导热系数＝热扩散系数×比热×密度，最终的结果是样品上述参数相乘之后的综合结果。
作者：
焦联联
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