재료가 단열성이 있는지 어떻게 판단하나요?
열전도도—재료 단열 성능의 핵심
열전도도(일반적으로 k, λ 또는 κ로 표시)는 재료가 열을 전달하거나 전도하는 고유한 능력을 나타냅니다. 대류와 복사를 제외한 세 번째 열전달 방식입니다. 열전도 과정은 적절한 속도 방정식을 사용하여 정량화할 수 있습니다. 이 열전도 방식의 속도 방정식은 푸리에의 열전도 법칙을 기반으로 합니다.
열전도도는 분자의 지속적인 충돌을 통해 생성되며, 고체 자체의 전반적인 움직임을 유발하지 않습니다. 열은 온도 구배를 따라, 즉 고온과 높은 분자 에너지를 가진 영역에서 저온과 낮은 분자 에너지를 가진 영역으로 이동합니다. 이러한 이동은 열 평형에 도달할 때까지 계속됩니다. 열 전달률은 온도 구배의 크기와 재료의 열적 특성에 따라 달라집니다.
단위 시간 내에 단위 두께(1m)당 단위 면적(1m²)을 통과하는 열량으로 정의되며, 단위는 W/m·K이다. [ W: 와트, m: 미터, K: 켈빈 ]
특정 재료의 열전도도는 여러 요인에 따라 크게 달라집니다. 이러한 요인에는 온도 구배, 재료의 특성, 그리고 열이 이동하는 경로의 길이가 포함됩니다.
비정질 구조이고 밀도가 낮은 재료는 열전도도가 낮습니다. 재료의 수분 함량과 온도가 낮으면 열전도도도 낮아집니다.
재료의 열전도도는 재료의 사용 방식을 결정합니다. 예를 들어, 열전도도가 낮은 재료는 주택 및 산업용
단열재로 매우 적합한 반면, 열전도도가 높은 재료는 주방용품 및 냉각 장비에 매우 적합합니다. 일반적으로 열전도도가 200 W/(m·K)를 초과하는 재료를 열전도도가 높은 재료라고 하며, 열전도도가 0.12 W/m·K 이하인 재료를 단열재라고 합니다.
열전도도는 재료 간 관계에서 핵심 요소입니다. 열전도도를 이해하면 삶의 다양한 측면에서 재료를 활용하여 최상의 성능을 달성할 수 있습니다. 효과적인 열전도율 시험 및 측정은 이러한 작업에 매우 중요합니다.
일반적인 재료의 열전도도는 다음과 같습니다.
재료 | 열전도도(W/m·K) |
ABS-플라스틱 | 0.25 |
아세탈 | 0.3 |
아크릴 | 0.06 |
알키드 | 0.85 |
알루미나, 순수 | 30~40 |
알루미늄, 순수 | 237 |
알루미늄, 주조 | 100~180 |
아스팔트 | 0.75 |
벽돌, 건축용 벽돌 | 0.69 |
벽돌, 규조토 | 0.24 |
벽돌, 내화점토 | 1.04 |
골판지, 셀로텍스 | 0.048 |
골판지, 골판지 | 0.064 |
규산칼슘 보드 | 0.05~0.07 |
시멘트, 모르타르 | 1.16 |
시멘트, 포틀랜드 | 0.29 |
세라믹 섬유 | 0.09~0.2 |
콘크리트, 세람사이트 | 0.77 |
콘크리트, 발포 | 0.21 |
콘크리트, 석재 1-2-4 혼합물 | 1.37 |
구리, 순수 | 401 |
코르크보드, 10lb/ft 3 | 0.043 |
다이아몬드 | 2300 |
규조토 | 0.061 |
에폭시 | 0.2~2.2 |
에폭시 유리 | 0.3~0.5 |
EPS | 0.033~0.036 |
유리 | 0.12 |
유리, 발포 | 0.044~0.058 |
유리, 실리카 | 1.38 |
유리솜 | 0.032~0.040 |
페놀 수지 폼 | 0.023~0.025 |
벽토 | 0.48 |
플렉시글라스 | 0.19 |
폴리에틸렌 폼 | 0.047 |
폴리우레탄 폼 | 0.025 |
암면 | 0.04 |
고무, 부틸 | 0.26 |
고무, 딱딱함 | 0.19 |
고무, 실리콘 | 0.19 |
고무 폼 | 0.034 |
실리카 에어로젤 | 0.016 |
실리콘, 99.9% | 150 |
돌, 화강암 | 2.8 |
돌, 석회암 | 1.3 |
돌, 대리석 | 2.5 |
돌, 사암 | 1.83 |
목재 | 0.17 |
나무 부스러기 | 0.059 |
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