Теплоизоляционные материалы, утеплитель – виды, назначение, особенности выбора и применения. » Утеплитель, теплоизоляция , теплоизоляционные материалы в Москве

Теплоизоляционные материалы — это строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции зданий и сооружений, оборудования, труб, трубопроводов, емкостей и т.п. Теплоизоляционные материалы обладают низкой теплопроводностью, вследствие чего, плохо проводят тепло, существенно снижая теплопотери в изолируемых объектах.

На строительном рынке сегодня представлено огромное количество теплоизоляционных материалов различных производителей, что неизбежно ставит потребителя перед непростым выбором наиболее подходящего утеплителя для решения конкретной задачи. В данной статье мы дадим несколько простых советов, которые помогут Вам выбрать именно тот вид утеплителя, который будет оптимально работать в конкретных условиях эксплуатации долго, эффективно и без потери качества, на протяжении всего срока службы.

Первое, что надо иметь в виду — нет ничего универсального и

утеплитель — не исключение. На каждый элемент здания, требуется свой утеплитель, обладающий специфическими техническими и тепло-физическими свойствами.

Виды теплоизоляционных материалов:

— минеральная вата, минвата

а) плиты минераловатные

б) маты минераловатные

в) минераловатные цилиндры

— базальтовая теплоизоляция, базальтовая вата

а) маты базальтовые

б) плиты базальтовые

— стекловата, штапельное стекловолокно

— экструдированный пенополистирол

— полистирол

— вспененный полиэтилен

а) маты НПЭ, ППЭ

б) трубки теплоизоляционные

в) отражающая теплоизоляция

— вспененный каучук

— пенополиуретан

а) плиты ППУ

б) скорлупы ППУ

— сверхтонкая теплоизоляция, жидкая теплоизоляция

 

Каждый вид утеплителя предназначен для решения конкретных задач по теплоизоляции конструкций, работающих в определенных условиях эксплуатации. Рассмотрим некоторые, наиболее распространенные задачи по утеплению различных строительных конструкций:

1. Теплоизоляция фундамента, утепление фундамента

    

   Фундамент — это основа Вашего дома. От того насколько качественно Вы заложили фундамент, защитили его от влаги и промерзания — зависит насколько долго простоит Ваш дом, будут ли в нем, без проблем, жить Ваши дети и внуки или он станет предметом Вашей головной боли, как это часто бывает у незадачливых строителей.

    

   Утеплитель

   для фундамента должен обладать целым рядом свойств: низкая теплопроводность, способность выдерживать большие нагрузки на сжатие, не впитывать влагу, не поражаться грибком и плесенью, выдерживать низкие температуры, без снижения теплозащитных свойств, иметь длительный срок службы. Таким набором свойств обладает только один утеплитель – экструдированный пенополистирол.

   Одним из лучших утеплителей, на основе экструдированного пенополистирола, является утеплитель торговой марки ТЕРМОПЛЭКС. Применение в качестве утеплителя плит ТЕРМОПЛЭКС позволяет решить основные проблемы, возникающие при устройстве подвальных помещений и возведении фундаментов зданий. Они обеспечивают высокоэффективную долговечную теплоизоляцию фундаментов и подвалов, которая отличается тем, что в ней отсутствует теплопроводящие мостики. Плиты

   ТЕРМОПЛЭКС надёжно защищают гидроизоляционный слой и обеспечивают дренаж грунтовых вод, снижая их давление на подземные элементы конструкции здания (цоколь). Плиты монтируются непосредственно на слой гидроизоляции и затем подсыпаются. В механическом креплении плит нет никакой необходимости. Как правило, плиты устанавливаются вертикально внахлёст по периметру здания, начиная с нижнего ряда. Верхние плиты должны выступать над уровнем подсыпанного грунта на высоту 400-500 мм для исключения подъёма грунтовых вод к элементам стены первого этажа. Засыпка дренажных труб производится песчано-гравийным составом на высоту 1000-1200 мм. Поскольку плиты  ТЕРМОПЛЭКС сделаны из экструдированного пенополистирола и не подвержены биоразложению, то никакой опасности при контакте с водой и почвой не возникает

    

2. Утепление стен, теплоизоляция стен

   Утепление наружных стен  является одним из основных мероприятий по теплоизоляции здания, так как, в зависимости от конструкции стен, через них теряется до 45% тепла.

   Чтобы выбрать оптимальный вид утеплителя для стен, нужно определить с какой стороны Вы собираетесь

   утеплять стены – изнутри, или снаружи, а также выбрать систему утепления: вентилируемый фасад, штукатурный фасад ( мокрый фасад) и т.д.

   Для теплоизоляции стен цокольной части дома, мы рекомендуем применять экструдированный пенополистирол, т.к. цоколь работает в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации (повышенная влажность и нагрузки на сжатие).

   Для теплоизоляции стен деревянного дома лучше применять воздухопроницаемые теплоизоляционные материалы – базальтовые плиты, минераловатные плиты, плотностью 35 – 50 кг\м³. Такой выбор обусловлен необходимостью обеспечить хорошую вентиляцию деревянных стен, чтобы избежать их загнивания и поражения грибком, а также обеспечение огнезащиты деревянных конструкций.

   Для систем утепления вентилируемый фасад также предпочтительней выбирать базальтовые плиты илиминераловатные плиты, плотностью 45- 75 кг/м³.

   Сейчас очень распространенным методом утепления фасадов домов является система – теплый фасад, штукатурный фасад, с утеплением кирпичных, бетонных, блочных стен дома утеплителем, с последующей штукатуркой утеплителя по сетке. Для систем штукатурный фасад, мокрый фасад также можно применять минераловатные плиты, но плотность их должна быть не менее 130 -150 кг/м³. Высокая плотность утеплителя необходима для обеспечения надежной фиксации штукатурки на поверхности плит утеплителя. Поскольку минераловатные плиты высокой плотности – это достаточно дорогой утеплитель, то в системах штукатурный фасад с успехом применяется также

   экструдированный пенополистирол.

   Системы вентилируемый фасад – также очень распространенный метод утепления внешних стен. Утепление фасадов проводят следующим образом: утеплитель крепится на несущую конструкцию. При теплоизоляции вентилируемых фасадов в основном применяют минераловатные плиты или стекловолоконные плиты, покрытые стеклохолстом, так как стеклохолст создает ветрозащиту, уменьшая потери тепла из утеплителя. Также стекловолокно хорошо сохраняет форму весь свой срок службы, предупреждает формирование и скопление конденсата. Вслед за утеплителем идет воздушная прослойка и защитный экран, играющий декоративную роль.

   Утеплитель для теплоизоляции стен внутри жилого помещения подойдет только безопасный для здоровья, негорючий и имеющий невысокую плотность. Рекомендуется к применению минеральная вата (базальтовая вата). Еще одним экологичным вариантом внутренней теплоизоляции будет шерстяная вата — самыйнатуральный утеплитель

   , абсорбирующий окиси азота из воздуха и препятствующий возникновению плесени и грибков.

   Сегодня в распоряжении строителей появились современные, сверхэффективные теплоизоляционные материалы –жидко-керамические теплоизоляционные покрытия. Поистине универсальным утеплителем для теплоизоляции стен является сверхтонкая теплоизоляция Корунд. Жидкая теплоизоляция легко наносится, как обычная краска, на любые поверхности кистью, валиком, или установкой безвоздушного распыления. Сверхтонкое теплоизоляционное покрытие, при малой толщине, обеспечивает сверхэффективную теплозащиту помещений.Посудите сами, всего лишь 1 мм теплоизоляционного покрытия Корунд по теплозащите равноценен 50 мм минваты!

   Утепление покрытием Корунд не требует никаких дополнительных работ по теплоизоляции и гидроизоляции, т.к. жидко-керамическое теплоизоляционное покрытие не впитывает влагу и, одновременно, позволяет стенам свободно «дышать».

    

3. Утепление пола, теплоизоляция пола

   Полы играют существенную роль в сохранении тепла внутри зданий. В обычном доме потери тепла через полы без утеплителя могут достигать 20% от общего объёма теплопотерь.

   При выборе теплоизоляции для пола определяющим является то, какой пол Вы хотите утеплить: деревянный пол по лагам, ж/б плита, утепление ж/б перекрытия под стяжку, утепление полов по грунту и т.д.

   Деревянные полы по лагам лучше всего утеплять минераловатными плитами или базальтовыми плитами, плотностью 35-45 кг/м³, путем укладки их между лагами, с опорой на черепные бруски и устройством надлежащей пароизоляции со стороны подполья.

   При утеплении ж/б этажных перекрытий и полов под стяжку, нельзя забывать о возможной конденсации влаги на поверхности полов и в местах сопряжения стен и полов, так как следствием конденсации может стать появление грибковых образований и плесени, оказывающих разрушительное воздействие на строительную конструкцию и неблагоприятное влияние на здоровье людей. Наиболее эффективным способом борьбы с этими нежелательными явлениями является грамотное проектирование и тщательное выполнение теплоизоляции и утепления полов. Материалы, применяемые для этих целей, подвергаются повышенным нагрузкам, поэтому они должны обладать высокой прочностью на сжатие и малой степенью деформации при сжатии.

   Другими важными характеристиками теплоизоляционного материала, позволяющими уменьшить до минимума толщину конструкции пола, являются низкая теплопроводность и способность сохранять исходные теплоизоляционные свойства в течение практически неограниченного периода времени, даже при воздействии влаги и механических нагрузок. Утеплитель, экструдированный пенополистирол обладает всеми вышеперечисленными свойствами. Теплоизоляционные плиты ТЕРМОПЛЭКС, на основе экструдированного пенополистирола, удобны в работе, совмещают простоту и скорость укладки с небольшим количеством отходов, что сводит до минимума общую стоимость теплоизоляционных работ.

   При наличии системы обогрева полов теплоизоляция является абсолютной необходимостью. Роль теплоизоляции в данном случае заключается в уменьшении степени излучения тепловой энергии в нежелательных направлениях. Именно в этом случае, из-за отсутствия рассеивания теплового потока, значительно снижаются расходы на энергоресурсы. (В противном случае обогревается не только Ваш пол, но и потолок соседа или подвального помещения соответственно).

   При устройстве полов с подогревом, теплоизоляционные плиты ТЕРМОПЛЭКС укладывают на панель перекрытия. Непосредственно по ним выполняется конструктив «теплого пола» (согласно рекомендациям поставщиков).

   В случае расположения гидроизоляции под слоем плит ТЕРМОПЛЭКС, гибкие отопительные трубы можно крепить непосредственно к плитам. Для предотвращения попадания в швы между плитами  цементного «молочка», перед заливкой стяжки, швы необходимо герметизировать (проклеить скотчем).

   В случае размещения гидро- или пароизоляционной мембраны над плитами ТЕРМОПЛЭКС, для крепления гибких отопительных труб необходимо использовать дополнительный слой, чтобы обеспечить сплошную гидроизоляцию.  Для усиления теплового эффекта, более быстрого нагрева поверхности пола и экономии энергии на поддержание оптимальной температуры подогрева, вместо полиэтиленовой пленки, поверх плит теплоизоляции можно настелить отражающую фольгу, отражающую теплоизоляцию, что увеличит КПД системы подогрева до 30%.

    

4. Утепление кровли, теплоизоляция кровли

   При выборе теплоизоляции для кровли определяющим является то, какой вид кровли Вы хотите утеплить: скатная кровля (стропильная кровля), плоская кровля, эксплуатируемая кровля и т.д.

   Наилучшим утеплителем для скатной кровли являются минераловатные плиты, или базальтовые плиты, плотностью 35-45 кг/м³. Они легко укладываются между стропилами, обладают низкой теплопроводностью и позволяют подкровельному пространству «дышать». В данном случае, важно обеспечить надежную пароизоляцию и гидроизоляцию утеплителя, т.к. именно ошибки строителей, при устройстве пароизоляции и гидроизоляции кровли, приводят к повышенному образованию конденсата, увлажнению утеплителя и нарушению теплоизоляции кровли.

   Утеплитель для плоской кровли, инверсионной, или эксплуатируемой кровли должен обладать целым набором исключительных характеристик. Эти теплоизоляционные материалы должны решать две задачи — утепление крыши и защита покрытия кровли от температурных колебаний, не позволяя появляться трещинам и разрывам в гидроизоляционном покрытии, при резком колебании внешних температур. Для решения этих задач нужно выбиратьутеплитель, который обладает высокой механической стойкостью и наименьшим весом, при высочайшем уровне сопротивления нагрузкам на сжатие – такими свойствами обладает только экструдированный пенополистирол. Утеплитель, экструдированный пенополистирол не впитывает влагу, выдерживает нагрузки на сжатие до 35 тонн на кВ.м и не меняет своих теплозащитных свойств в течении всего срока службы, а срок службы у него – более 50 лет!

 

Практические советы по выбору теплоизоляции.

Теплоизоляционные материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение расхода энергии на отопление здания. Основной путь снижения энергозатрат на отопление зданий лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов (ТИМ). Эффективность теплоизоляционных материалов характеризуется их техническими характеристиками и теплофизическими свойствами.

Основные технические характеристики теплоизоляционных материалов.

Важнейшими техническими характеристиками теплоизоляционных материалов являются :

теплопроводность — способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. Количественно определяется коэффициентом теплопроводности λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м² при разности температур на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Коэффициент теплопроводности в справочной и нормативной документации имеет размерность Вт/(м·°С).

На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор (пустот) и т.д. Сильное влияние на теплопроводность оказывает также температура материала и, особенно, его влажность.

Методики измерения теплопроводности в различных странах значительно отличаются друг от друга, поэтому при сравнении теплопроводностей различных материалов необходимо указывать, при каких условиях проводились измерения.

Плотность — отношение массы сухого материала к его объему, определенному при заданной нагрузке (кг/м³).

Прочность на сжатие — это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%.

Сжимаемость — способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в порах (пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе или объему сухого материала. Для снижения водопоглощения ведущие производители теплоизоляционных материалов вводят в них гидрофобизирующие добавки.

Сорбционная влажность — равновесная гигроскопическая влажность материала приопределенных условиях в течение заданного времени. С повышением влажности теплоизоляционных материалов повышается их теплопроводность.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТ или ТУ.

Паропроницаемость — способность материала обеспечивать диффузионный перенос водяного пара.

Диффузия пара характеризуется сопротивлением паропроницаемости (кг/м²·ч· Па). Паропроницаемость ТИМ во многом определяет влагоперенос через ограждающую конструкцию в целом. В свою очередь последний является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на термическое сопротивление ограждающей конструкции.

Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.

Воздухопроницаемость — теплоизолирующие свойства тем выше, чем ниже воздухопроницаемость ТИМ. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения специальной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они сами могут применяться в качестве ветрозащиты.

При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных конструкций, подвергающихся напору ветра, следует помнить, что при скорости ветра 1 м/с и выше целесообразно оценить необходимость ветрозащиты.

Огнестойкость — способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других его свойств.

По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяют на горючие и негорючие. Это является одним из важнейших критериев выбора теплоизоляционного материала.

Общие принципы устройства теплоизоляции .

1. Теплоизоляция строительных конструкций должна быть запроектирована так, чтобы выполнять возложенные на нее функции в течение всего жизненного цикла конструкции.

2. В проекте должны быть описаны способы укладки и защиты теплоизоляционных материалов для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный материал должен заполнять весь предусмотренный проектом объем и выдерживать нагрузки, возникающие как при укладке, так и в процессе эксплуатации. При необходимости проект должен содержать описание способов заполнения стыковочных швов.

3. Слой воздухопроницаемого теплоизоляционного материала ( минвата, базальтовая вата, стекловата) с подветренной стороны здания необходимо защищать от ветра. Ветрозащитный слой должен покрывать весь изоляционный материал и быть настолько плотным, чтобы препятствовать проникновению в строительные конструкции или сквозь них воздушных потоков, существенно снижающих изоляционные свойства материала. Особое внимание следует обратить на места соединения наружных стен и стен фундамента, наружных стен и чердачных перекрытий, на углы наружных стен и коробки проемов.

4. В многослойной ограждающей конструкции необходимо соблюдать следующие принципы пароизоляции:

— при расположении воздухопроницамого утеплителя внутри помещения, пароизоляция должна располагаться перед утеплителем (со стороны помещения). Швы и соединения пароизоляционной пленки должны быть загерметизированы .

— при расположении воздухопроницаемого утеплителя с внешней стороны ( фасад), лучше использовать пароизоляционную мембрану, устанавливаемую с внешней стороны теплоизоляции.

5. Ограждающая конструкция должна быть спроектирована так, чтобы создать как можно более благоприятные условия для свободного выхода за её пределы паров неизбежно проникающей в неё влаги. При необходимости защиты теплоизоляционных материалов от ветра или атмосферной влаги целесообразно использовать специальные «дышащие» мембраны, проницаемые , для свободного выхода водяных паров из здания, но защищающие конструкцию стены и утеплитель от проникновению влаги извне.

6. Исследования показали, что многие негативные явления, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях (возникновение плесени, гниль и др.), как правило, связаны с сыростью, вызванной неправильной пароизоляцией и гидроизоляцией конструкций. Залог надёжной работы ограждающей конструкции — учёт на стадии проектировании всего комплекса вопросов теплопереноса .

По всем вопросам приобретения, применения современных теплоизоляционных материалов и утеплителей Вы можете обратиться в Компанию «Изоляционные технологии ТЕРМОПЛЭКС», где опытные менеджеры и технические консультанты помогут подобрать Вам наиболее оптимальный утеплитель для Ваших условий эксплуатации, по характеристикам и по соотношению цена-качество!

Тел. (495)640-68-27; 8 (916) 522-31-52; 8(905)504-68-73

e-mail: [email protected]

www.izohansol.ru

 

скачать dle 10.4фильмы бесплатно

Теплоизоляционные материалы: виды и свойства

Среди разнообразия материалов для утепления жилища выбрать нужный вариант бывает совсем непросто. Каждый из них зачастую разделяется несколько видов с присущими ему уникальными характеристиками. Сравнительный анализ может занять продолжительное время, поэтому представление об общих свойствах того или иного утеплителя поможет если не окончательно определиться с выбором, то хотя бы подскажет, в каком направлении следует двигаться. В статье речь пойдет о строительных теплоизоляционных материалах.

Содержание:

1. Теплоизоляционные материалы виды и свойства

 

Теплоизоляционные материалы виды и свойства

Пенопласт

Один из наиболее популярных теплоизоляционных материалов для стен – это пенопласт. Он относится к категории недорогих утеплителей и прочно занимает в ней лидирующие позиции. Надо сказать, что это полностью оправдано. Его эффективность подтверждена достаточным количеством строений как жилого, так и промышленного назначения.

Итак, среди его положительных характеристик особо выделяется:

• цена. Затраты на производство минимальны. Расход материала (в сравнении с популярной минватой) в полтора раза меньше;
• простота монтажа. Пенопласт не потребует сооружения обрешеток и направляющих. На стену он монтируется посредством приклеивания;
• универсальность. Правильно подобранный вид утеплителя позволит создать надежный теплозащитный барьер пола, фасада, стен, перекрытий между этажами, кровли, потолка.

Он эффективно справляется с защитой от холода жильцов каркасных домов, закладывается внутрь полых кирпичных стен.

Показатели в зависимости от классификации удобнее всего рассмотреть в таблице. Разделение основано на таком показателе, как плотность.

Характеристики	Марки пенопласта				Примечания
	ПСБ С 50	ПСБ С 35	ПСБ С 25	ПСБ С 15
Плотность (кг/м³)	35	25	15	8	Повышенной плотностью обладают виды ПС – 4, ПС – 1
Стойкость на излом (МПа)	0,30	0,25	0,018	0,06
Стойкость к сжатию (МПа)	0,16	0,16	0,08	0,04
Способность впитывать влагу (%)	1	2	3	4	При полном погружении на срок 24 часа
Теплопроводность (Вт/мк)	0,041	0,037	0,039	0,043
Время самозатухания (сек.) / класс горючести	3     Г 3	1     Г 3	1     Г 3	4     Г 3	При условии отсутствия прямого контакта с открытым пламенем Нормально горючие
Коэффициент паропроницаемости (мг)	0,05	0,05	0,05	0,05

Все описанные виды допустимо эксплуатировать при температуре от – 60 до + 80°C.

Материал класса ПС производится с применением прессования, что придает ему повышенную плотность (от 100 до 600 кг/м³). Он с успехом применяется как утеплитель цементных полов и там, где на основание предполагаются значительные нагрузки. Остальные технические характеристики в целом совпадают с вышеприведенными данными по другим видам пенопласта.

Конечно, по некоторым цифрам и коэффициентам у пенопласта имеются расхождения, например, с более современным вспененным полистиролом или пенофолом, но разница настолько незначительна, что будет абсолютно не ощутима жильцам дома.

Поэтому сильными сторонами пенопласта по праву считаются:

• небольшой коэффициент теплопроводнрости, позволяющий сохранять тепло в строениях из любого вида материала от кирпича до газосиликатных блоков;

• структура ячеек у пенопласта – закрытая, поэтому он крайне плохо впитывает в себя жидкость. Для утеплителя это крайне важный показатель, ведь при наборе воды он теряет свои теплосберегающие свойства. Подвалы, цокольные этажи, имеющие прямой контакт (или угрозу такового) с грунтовыми водами с успехом утепляются при помощи пенопласта;
• шумоизоляция идет как приятное дополнение к функции уменьшения теплопотерь. Воздух, скрытый в запечатанных ячейках материала успешно гасит даже самые интенсивные звуковые волны, передаваемые в пространстве. Для того чтобы создать барьер для ударного шума, одним пенопластом обойтись не получится;
• стойкость  к воздействию спиртов, щелочных и солевых растворов, водоэмульсионных красок у этого материала «развита» на высоком уровне. Помимо этого его не выбирают в качестве достойной среды обитания грибки и плесень. Стоит отметить, что грызуны наоборот, очень любят пенопласт и часто предпочитают в нем поселиться. Борьба с ними любыми доступными средствами не позволит непрошеным соседям портить утеплитель;
• экологическая безопасность. Никаких вредных веществ пенопласт из себя не выделяет. Современный стандарт этого утеплителя – полное соответствие санитарным нормам;
• в качестве дополнительной защиты от горения, на стадии производства к основным ингредиентам добавляют антипирены, призванные увеличивать огнеупорность пенопласта. А если прямой контакт с огнем отсутствует, то он сам затухает за небольшой промежуток времени. Но, справедливости ради, стоит отметить, что он все-таки считается горючим материалом;
• потери вышеперечисленных свойств не случится, даже если будет кратковременный контакт с источником тепла до 110°, а вот длительное воздействие более 80° C повлечет деформацию и утрату характеристик.

Описанные температурные режимы относятся к разряду аномалий, и не встречаются с регулярной частотой, так что делать их основным мотивом для отказа от использования пенопласта нецелесообразно.

Плиты пеноплекс

Вспененный полистирол, пенополистирол, экструзионный полистирол – все это название одного и того же материала, продающегося в строительных магазинах как утеплитель пеноплекс.  Он приходится «родственником» привычному для всех пенопласту, считаясь при этом материалом, стоящим на ступеньку выше.

Основное отличие начинается уже на стадии производства, где применяются экструзионные установки. Как результат, мелкоячеистая структура материала обладает большей прочностью, чем его «собрат» пенопласт. Его отличают также прекрасные гидрофобные показатели. В аленьких ячейках надежно запечатан воздух, не позволяющий теплому воздуху покидать помещение, а холодному, наоборот, проникать внутрь.

Основные свойства теплоизоляционного материала:

• прочность. Она достигается за счет уникальной однородной структуры. При больших нагрузках плита не деформируется, качественно распределяя вес, но при этом легко разрезается строительным ножом на куски нужного размера;
• экологичность материала доказана многократными исследованиями, он стоек к образованию грибка и плесени, его не любят грызуны. Некоторые виды органических растворителей способны размягчить пеноплекс и нарушить форму и структуру плиты. Поэтому при работе с этим утеплителем рекомендуется избегать контакта с подобными жидкостями;
• низкая паропроницаемость предполагает четкое соблюдение технологии монтажа и рекомендации по применению, чтобы не создавать парникового эффекта в помещении;

• срок эксплуатации у плит пеноплекса составляет минимум 50 лет. Это гарантированный отрезок времени, на протяжении которого материал будет обладать своими изначальными характеристиками;
• коэффициент теплопроводности – главный показатель, по которому вспененный полистирол считается хорошим утеплителем. Низкие значения данного показателя говорят о том, что дом будет надежно защищен от потерь тепла.
• Типы теплоизоляционного материала пеноплекс и направления их использования достаточно разнообразны (в скобках приведены использовавшиеся раньше и современные названия материала).
• Утепление фасадов (ПЕНОПЛЕКС 31 или «Стена»). Он изготавливается с добавлением антипиренов. Хорошо применим для цоколей, внутренних и внешних стен, перегородок, фасадов. Его плотность 25-32 кг/м ³, прочность на сжатие – 0,20 МПа.
• Фундамент (ПЕНОПЛЕКС 35 без добавок для огнестойкости или «фундамент). Помимо вытекающего из названия варианта применения, этот вид широко используется при обустройстве подвалов, отмосток и цоколей. Плотность выражается в показателях 29-33 кг/м ³, а прочность на сжатие 0,27 МПа.
• Крыши. (ПЕНОПЛЕКС 35 или «Кровля»). Скатная или плоская кровля любого типа может быть утеплена с помощью этого вида пенополистирола. Он достаточно плотный (28 – 33 кг/м ³), чтобы создать эксплуатируемую крышу.
• Загородные коттеджи, сауны, дома. (ПЕНОПЛЕКС 31 С или «Комфорт»). Универсальный утеплитель. Дома, кровля, стены и цоколи в небольших частных строениях – вот сфера его применения. Показатели плотности – 25-35 кг/м³, прочность – 0,20 МПа.

Вспененный полистирол занимает достойные позиции по популярности благодаря хорошим эксплуатационным показателям.

Теплоизоляционный материал стекловата

Известный не одному поколению строителей утеплитель сегодня претерпел некоторые видоизменения. Но, по сути, остался тем же материалом из расплавленной стекломассы. Песок и вторсырье стеклянного происхождения при температуре свыше 1400 °C  вытягиваются в тонкие волокна, которые формируются в небольшие пучки (при участии связующих компонентов), а затем нагреваются и прессуются в изделие, напоминающее войлок. К потребителю стекловата попадает в матах или рулонах и предназначается для утепления как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Она относится к категории минеральных материалов и по-прежнему выпускается в больших объемах, а это свидетельствует о востребованности и наличии значительного числа положительных характеристик, с которыми стоит познакомиться чуть ближе.

• Хрупкость относится скорее к значительным недостаткам. Чтобы стекловата не разлеталась на составные части при работе, маты и полотна прошивают. Но от мелких разлетающихся во все стороны частиц никое армирование не спасет. Поэтому экипировка у работающего со стекловатой человека должна быть серьезной: хорошо закрывающая тело одежда, маска-респиратор, очки и перчатки.
• Теплопроводность у материала низкая, но по сравнению с другими материалами аналогичного назначения, она считается высокой.
• Стоимость стекловаты оставляет ее конкурентоспособной. За счет доступности она востребована, тем более что потери тепла она действительно снижает.
• Удобство транспортировки и применения. Весят рулоны и маты с материалом мало и упаковки достаточно компактны, чтобы привезти весь объем для утепления дома одним разом. Настилать ее тоже несложно. Единственный нюанс – при утеплении вертикальных оснований она может выпадать из каркаса, потому что достаточно гибкая и малоупругая. Проблема решается сооружением направляющих с меньшим расстоянием, чем ширина мата. Резать по размеру материал легко.
• Безопасность. Определенные неудобства и вред здоровью стекловата способна причинить только на этапе монтажа. Но при правильной организации труда неприятностей не случится. А после того, как материал заложен в основание и закрыт гипсокартоном, листами ДСП или другими отделочными материалами, никакого вреда человеку он не принесет.
• Отсутствие грызунов. В силу специфики материала мыши и крысы не облюбуют этот утеплитель для создания в нем уютных нор.
• Стекловата относится к негорючим материалам.
• Звукоизоляция при ее применении тоже обеспечивается.

Таким образом, пользоваться стекловатой удобнее всего для утепления пола и перекрытий. Можно проявить сноровку и при отделке стен. Главным недостатком остается вредная пыль, неизбежная при нарезке и раскатке, но для некоторых потребителей небольшая стоимость с лихвой перекрывает этот минус.

Шлаковата

Продолжая разговор о минеральных утеплителях, стоит упомянуть и о шлаковате. Производят ее из доменного шлака. Так как это своего рода отход производства (при выплавке чугуна в доменных печах остается стекловидная масса), то затраты на ее изготовление невелики, а следовательно и цена на готовый утеплитель является вполне доступной.

Шлаковата способна хорошо блокировать тепло в помещениях, но недостатков и ограничений по использованию у нее достаточно, чтобы свести на нет небольшую стоимость и хорошую теплоизоляцию.

• Итак, шлаковата боится влаги. Применять ее в ванных комнатах или на фасадах неоправданно. При этом она способна окислять различные металлические детали и конструкции, с которыми вступает в непосредственный и длительный контакт.
• В довершение ко всему этому, она колется и требует применения специальной защиты во время работы. На ее фоне стекловата выглядит гораздо привлекательнее, поэтому шлаковата в современном строительстве применяется крайне редко.

Минеральный теплоизоляционный материал

Базальтовая, каменная, минеральная вата, роквул – под этими названиями чаще всего скрывается один и тот же материал.

• Его волокна по размеру не уступают шлаковате, но они не доставляют дискомфорта при монтаже. Безопасность в применении – это одно из первых отличительных свойств этого утеплителя из разряда минеральных.

• Коэффициент теплопроводности этого материала исчисляется от 0,077 до 0,12 Вт/метр-кельвин. Базальтовую вату называют самой лучшей по всем параметрам. Она не содержит дополнительных вредных для здоровья примесей, может выдерживать длительное воздействие крайне высоких и низких температур, удобна в применении.
• И обычная каменная и базальтовая вата не поддаются горению. Волокна будут только плавиться, спекаться между собой, но не допустят дальнейшего распространения огня.
• Утеплять каменной ватой можно любые здания, как при постройке с нуля, так и уже достаточно долго находящиеся в эксплуатации. Базальтовый утеплитель не нарушает микроциркуляцию воздуха, а значит, может применяться в тех строениях, где приточная вентиляция не функционирует должным образом.
• Определенные неудобства для некоторых строителей могут возникнуть с необходимостью возведения фальшстены. Без нее выполнить укладку утеплителя не получится. Но на самом деле технология строительства очень проста, пространства «съедается» не так уж и много.
• Материал экологически чистый, хорошо подходит и для утепления деревянных домов. Намокать ему категорически запрещается, поэтому гидроизоляционный слой должен быть выполнен по всем требованиям.
• Рекомендуемая толщина теплоизоляционного материала для средней полосы составляет 15-20 см, в южных регионах достаточно 10 см слоя.

• Каменная вата хорошо поглощает звук. Это достигается за счет того, что ее волокна располагаются хаотично, а между ними в большом количестве скапливается воздух. Такая структура прекрасно гасит звуки.
• Описываемый утеплитель химически пассивен. Даже если он будет плотно соприкасаться с металлической поверхностью, то следов коррозии на ней не появится. Гниение и заражение грибками или плесенью каменной вате тоже не свойственно. Грызунов и других вредителей материал не привлекает.
• Единственным действительно отрицательным моментом ее применения служит достаточно большая стоимость.

Характеристики теплоизоляционных материалов

Эковата

Эковата – это утеплитель, произведенный из макулатуры и различных остатков от изготовления бумаги и картона. Помимо этих компонентов добавляются в состав антисептики и довольно мощный антипирен. Он крайне необходим, ведь судя по тому, что 80% от материала составляет легковоспламеняющаяся целлюлоза, уровень горючести у такого теплоизоляционного изделия достаточно высок.

Эковата не лишена недостатков.

• Один из них – это ее естественное уменьшение в объеме. Она способна оседать, теряя до 20% от первоначального уровня закладки. Чтобы этого не допустить, эковату используют с избытком. Создание «запаса» восполнит уменьшающийся во время эксплуатации объем.
• Утеплитель довольно хорошо вбирает в себя влагу. Это напрямую влияет на способность сохранять тепло. Материалу  нужна  возможность отдавать влагу во внешнюю среду, поэтому теплоизоляционный слой должен быть вентилируемым.
• Для того чтобы осуществить монтаж, потребуется специальное оборудование. Оно представляет собой устройство, которое с равномерной плотностью закачивает утеплитель, исключая его дальнейшую усадку. В связи с этим потребуется помощь наемных специалистов с опытом работы именно с этим видом утеплителя. Влажный способ нанесения, который предполагает такие сложности, открывает еще и перспективу перерыва в строительных работах, пока будет сохнуть эковата (от двух до трех суток).

Существует, конечно, методика сухого утепления, но более качественный результат все-таки у вышеописанного варианта монтажа. Если горизонтальные поверхности можно утеплить, не применяя специального оборудования, то создавая слой теплоизоляции на стенах, без него будет сложно обойтись. Появляется риск неравномерной усадки материала и создание неутепленных полостей.

• Особенности самого материала не предполагают его самостоятельного (бескаркасного) использования, когда утепление осуществляется при помощи стяжки. В отличие от плит пенополистирола, эковата не обладает для этого достаточной прочностью.
• Потребуется соблюдать значительные меры предосторожности при ее монтаже:
  • проводить работы вдали от открытого огня;
  • исключить соприкосновение материала с любым источником тепла, который может привести к тлению. То есть при утеплении поверхности рядом с каминной трубой или дымоходом, их потребуется отделить от утеплителя базальтовыми матами с покрытием из фольги или заграждениями из асбестоцемента.

Казалось бы, на фоне таких сложностей, можно сразу отказаться от применения эковаты, но ее положительные стороны для кого-то могут стать мощным стимулом к ее использованию.

• Материал (даже при учете прибавки на усадку) довольно экономичен.
• Такой утеплитель экологичен и безопасен для здоровья. Исключение может составлять материал, где в качестве антипирена применялась борная кислота или сульфаты аммония. В этом случае эковату будет отличать резкий и неприятный запах.
• Она является бесшовным утеплителем, не имеющим мостиков холода. А это значит, что теплопотери в зимний период сократятся до минимума.
• Материал стоит недорого, позволяя при этом получить хорошую теплоизоляцию.

В качестве звукоизолирующего материала эковата может посоревноваться со многими описанными выше материалами.

Пенополиуретан (ППУ)

Полиэфир с добавлением воды, эмульгаторов и активных реагентов, при воздействии катализатора, образуют вещество со всеми признаками и показателями хорошего теплоизолирующего материала.

Пенополиуретан обладает следующими характеристиками:

• низкий коэффициент теплопроводности: 0,019 – 0,028 ВТ/метр-кельвин;
• наносится методом распыления, создавая сплошное покрытие без мостиков холода;
• легкий вес застывшей пены не оказывает давления на конструкцию;
• простота применения без каких-либо крепежей дает возможность провести утепление поверхности с любой конфигурацией;
• долгий срок службы, включающий в себя стойкость к морозам и жаре, любым атмосферным осадкам, гниению;
• безопасность для человека и окружающей среды;
• не разрушает металлические элементы конструкции, а напротив, создает для них антикоррозийную защиту.

Стены, пол и потолок – его применение доступно везде. ППУ будет держаться на стекле, дереве, бетоне, кирпиче, металле и даже на окрашенной поверхности. Единственное, от чего стоит защищать пенополиуретан – это от воздействия прямых лучей света.

Виды теплоизоляционных материалов

Рефлекторные теплоизоляционные материалы

Есть группа теплосберегающих материалов, работающих по принципу отражателей. Они функционируют довольно просто: сначала поглощают, а затем отдают назад полученное тепло.

• Поверхность таких утеплителей в состоянии отразить более 97% дошедшего до их поверхности тепла. Это доступно за чет одного или пары слоев полированного алюминия.
• Он не содержит примесей, а наносится на слой вспененного полиэтилена для удобства применения.

• Тонкий на вид материал способен удивлять своими возможностями. Один или двухсантиметровый слой отражающего утеплителя создает эффект, сравнимый с использованием волокнистого изолятора тепла от 10 до 27 см толщиной. Среди наиболее популярных материалов в этой категории можно назвать Экофол, Пенофол, Пориплекс, Армофол.
• Помимо тепло- и звукоизоляции такие утеплители создают пароизоляционную защиту (и часто применяются в этом качестве).

Вывод достаточно прост: идеального утеплителя не существует. В зависимости от средств, преследуемых целей и личных предпочтений (включая удобство в работе), каждый сможет выбрать для себя оптимальный материал для создания теплого и по-настоящему уютного дома. Но надо помнить, что при использовании на кровле каждого из вышеописанного утеплителя, требуется обязательная гидроизоляция теплоизоляционного материала.

Теплоизоляционные материалы | Строительный портал

Решили сделать свое жилище энергоэффективным, чтобы тратить меньше средств на его отопление, или просто утеплить стены, чтобы сделать проживание в нем более комфортным, но при этом не знаете, на каком материале остановить свой выбор? Ведь хочется, чтобы он был качественным, не пропускал воду, не слишком утяжелял конструкцию, был паропроницаемым, не боялся грибка и плесени и при этом – желательно не слишком дорогим, не оказывал негативных влияний на жизнедеятельность человека, а лучше – был натуральным. Представленные на современном рынке теплоизоляционные материалы поражают своим разнообразием, среди которого нелегко сделать правильный выбор. В рамках данной статьи мы определимся, на какие характеристики следует обратить внимание, какие достоинства и недостатки имеют те или иные виды материалов и из чего они сделаны.

Содержание

1. Характеристики теплоизоляционных материалов
2. Теплоизоляционные материалы для стен
3. Сравнение теплоизоляционных материалов

Для начала давайте выясним, для чего нужны такие материалы и что они собой представляют.

Основной функцией теплоизоляционного материала является предотвращение потери тепла из изолируемого помещения, например, в холодное время года, и проникновению тепла внутрь – жарким летом. Передача тепла обусловлена движением молекул, которое невозможно остановить полностью, но можно снизить. Так, в неподвижном сухом воздухе молекулы движутся медленнее всего. Именно это свойство и было взято в основу производства теплоизоляционных материалов, представляющих собой воздух, упакованный различными способами: в порах, ячейках, капсулах.

 

Характеристики теплоизоляционных материалов

 

Выбирая тот или иной изоляционный материал, следует обратить внимание на несколько основополагающих характеристик.

Коэффициент теплопроводности (лямбда – λ) – главный показатель для теплоизоляционных материалов. Он показывает количество теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м и площадь 1 м2 , за один час при условии, что разница температур на противоположных поверхностях составляет 10 °С. Например, коэффициент теплопроводности сухого воздуха составляет 0,023 Вт/(м*С). На величину теплопроводности влияют другие характеристики материала: пористость, влажность, температура, химический состав и другие.

Пористость – процент воздушных пор в общем объеме изделия. Может составлять 50% и более. В некоторых ячеистых пластмассах доходит до 90 – 98 %. Поры могут быть открытыми, закрытыми, мелкими или крупными. Очень важным является их равномерное распределение внутри материала.

Влажность – количество влаги, содержащейся в материале. Данный параметр влияет на теплопроводность. Так как вода очень хорошо проводит тепло, материал, насыщенный водой – мокрый, не будет выполнять свои функции.

Водопоглощение – способность материала впитывать воду при прямом контакте с ней. Очень важный момент для наружной изоляции, которая может находиться под осадками, для внутренней изоляции в помещениях с повышенным уровнем влажности. Если материал будет впитывать воду, его свойства будут падать.

Паропроницаемость – количество водяного пара, проходящее через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м2, за 1 час при условии, что температура одинакова с обеих сторон материала, а разность парциального давления пара равна 1 Па. Данный параметр влияет на необходимость обустройства дополнительной пароизоляции.

Плотность материала влияет на его массу. По ней можно высчитать, насколько будет утяжелена конструкция, если использовать тот или иной материал определенной толщины.

Биостойкость определяет, возможно ли развитие грибков, плесени и другой патогенной флоры на поверхности или внутри структуры материала.

Теплоемкость материала важна в регионах с частой сменой температур. Она показывает количество тепла, которое может аккумулировать теплоизоляция.

Существуют и другие характеристики: огнестойкость, прочность, морозостойкость, прочность на изгиб и показатели пожарной безопасности. При выборе материала на них также стоит обратить внимание, а также на еще один показатель, не имеющий прямого отношения к конкретному теплоизоляционному материалу:

Коэффициент U – способность конструкции пропускать тепло. Будь то стены, потолок или пол, в зависимости от материалов, из которых они выполнены, могут пропускать тепло в разном количестве и с разной скоростью. Данный коэффициент является комбинированной величиной, в расчет которой входят все использованные послойно материалы и воздушные промежутки между ними. От значения коэффициента U конкретного здания или конструкции будет зависеть, какой теплоизоляционный материал можно использовать, и какая требуется толщина этого материала.

 

Теплоизоляционные материалы для стен

 

На сегодняшний день производство теплоизоляционных материалов налажено, как из неорганического сырья, так и органического. Рассмотрим их отдельно по причине их различного влияния на окружающую среду и человека, а также условий утилизации.

 

Теплоизоляционные материалы из неорганического сырья

Минеральная вата является, пожалуй, самым распространенным материалом на данный момент. Производится из минерального сырья: доломитов, базальтов и других ископаемых. Полученные в результате расплавления минералов волокна скрепляются связующим веществом, в качестве которого часто выступает фенолформальдегидная смола. Легкость производства обусловила низкую цену на данный материал.

Преимущества минеральной ваты:

• Хорошие теплоизолирующие свойства.
• Практически не впитывает влагу.
• Морозостойкая.
• Может служить дополнительной звукоизоляцией.
• Не горит.
• Долговечная.
• Не меняет своих характеристик.
• Не подвержена гниению.
• «Дышит».

Недостатки:

• Недостаточно прочная.
• Требует пароизоляции.
• Требует гидроизоляции.
• Фенолформальдегид – токсичное вещество.
• Требует специальной утилизации.

Форма выпуска: рыхлая вата, маты, цилиндры, плиты с разной плотностью (легкие, мягкие, полужесткие, жесткие).

Каменная вата производится из горной породы диабаза путем расплавления и превращения жидкой массы в волокна. Такой материал на 99 % состоит из воздуха и только на 1 % из горной породы. Используется для утепления стен и других конструкций повсеместно.

Преимущества каменной ваты:

• Обеспечивает звукоизоляцию.
• Не горит.
• Не подвержена гниению.
• Препятствует распространению огня. Плавится при температуре 1000 °С.

Недостатки:

• Энергоемкий процесс производства.
• Требует специальной утилизации.

Пеностекло (ячеистое стекло) производится из стеклянного порошка путем его спекания с газообразователями. Воздух занимает 80 – 95 % материала.

Преимущества пеностекла:

• Прочное. Можно вбивать гвозди.
• Водостойкое.
• Морозостойкое.
• Не горит.
• Не подвержено гниению.
• Долговечное.

Недостатки:

• Не «дышит» (требуется дополнительная вентиляция).
• Дорогое.

Перлит – вулканическая порода. При нагревании увеличивается в несколько раз, из-за чего процесс производства напоминает создание попкорна. Используется для теплоизоляции с середины прошлого века.

Преимущества перлита:

• Экологически чистый материал.
• Не горит.
• Не поглощает влагу.
• Не оседает.
• Устойчив к гниению и влиянию патогенной флоры
• Прост в использовании (можно засыпать или задувать в пустоты).
• Утилизируется компостированием (улучшает качества почвы).

Недостатки:

• Может высыпаться из пустот во время прокладки в стенах труб или кабелей.

 

К теплоизоляционным материалам из неорганического сырья также относятся различные теплоизоляционные бетоны: газобетон, ячеистый бетон, пенобетон. А также бетоны с заполнителями: керамзитобетон, перлитобетон, полистиролбетон.

 

Полимерная теплоизоляция

Экструдированный пенополистирол имеет цельную, прочную микроструктуру. Ячейки закрыты, непроницаемы и заполнены воздухом. Ни вода, ни воздух не могут проникать из ячейки в ячейку.

Преимущества экструдированного пенополистирола:

• Хорошие показатели теплопроводности.
• Инертен по отношению к большинству веществ.
• Не впитывает влагу.
• Прочнее пенопласта.

Недостатки:

• Горючий (в процессе горения выделяет токсичные вещества).
• Не «дышит».

Полистирольные пенопласты представляют собой маленькие шарики, скрепленные между собой. Могут производиться как прессовым, так и беспрессовым способом.

Преимущества полистирольных пенопластов:

• Недорогие.
• Прочные.
• Хорошо теплоизолируют.
• Удобны в монтаже.

Недостатки:

• Под действием солнечных лучей желтеют и распадаются.
• Не «дышат».
• Горят.
• При проникновении влаги разрушается структура.

Пенополиуретан представляет собой жидкий теплоизолирующий материал. При смешении ингредиентов с воздухом образуется мелкодисперсный аэрозоль, который можно напылять на поверхность с любой геометрией.

Преимущества пенополиуретана:

• Потрясающая эластичность материала.
• Устойчив к грибкам и плесени.
• Можно утеплять неровные поверхности.
• Легкий монтаж, не занимающий много времени.
• Не имеет стыков.

Недостатки:

• Горит, выделяя токсичные вещества.
• Не «дышит».
• Для монтажа требуется специальная установка.

 

Теплоизоляционные материалы из органического сырья

Бумага используется для утепления с середины прошлого столетия. Такие материалы представляют собой гранулы, полученные из газет и другой макулатуры. Для задувания этих гранул в пустоты в стенах необходима помощь специалистов.

Преимущества теплоизоляционных материалов на основе бумаги:

• Не горят (обрабатываются нейтральными солями).
• Отталкивают воду.
• Хорошо заполняют полости.
• Легкие в использовании.
• Не приносят вреда окружающей среде.
• Утилизируются обычным компостированием.
• Устойчивы к грибкам.
• Не требуют дополнительной пароизоляции.

Недостатки:

• Ограниченная сфера применения из-за специфической формы изделия – гранул.

Лен используется в качестве утеплителя довольно редко, в основном теми, кто заботится об окружающей среде и своем здоровье. Причина неповсеместного распространения материалов из льна – высокая цена. Хотя со временем прогнозируют ее снижение.

Преимущества льняных утеплителей:

• Превосходные изоляционные качества.
• Не требуют дополнительной пароизоляции.
• Утилизируются сжиганием или компостированием.
• Абсолютно натуральные.
• Устойчивы к грибкам и микроорганизмам.

Недостатки:

• Трудно режутся.
• Необходима дополнительная противопожарная защита.

Древесное волокно (целлюлозная вата) на данный момент считается одним из самых известных органических теплоизоляционных материалов. Представляет собой древесный материал, измельченный до состояния ваты. Производится как в сыпучем виде, так и в плитах. Используется для задувания в полости стен.

Преимущества целлюлозной ваты:

• Повышенные теплоизоляционные свойства.
• Служит звукоизоляцией.
• Проста и удобна в применении.
• Компостируется.

Недостатки:

• Подвержена гниению и грибку.
• Не может быть использована для изоляции полых стен старых зданий.
• Для повышения огнеупорных качеств добавлен полифосфат аммония.

Пробковая теплоизоляция производится из коры пробкового дуба без использования синтетических веществ. Пробка является еще одним абсолютно натуральным утеплителем, как и лен.

Преимущества пробки:

• Не гниет.
• Не поддается усадке.
• Прочная на сжатие и изгиб.
• Легкая.
•  Долговечная.
• Инертна к большинству веществ.
• Не горит (но тлеет).
• Во время тления не выделяет вредных веществ.

Недостатки:

• Обработана противогорючими пропитками.

 

Сравнение теплоизоляционных материалов

 

Перед тем как выбирать материал для утепления, желательно проконсультироваться со специалистами. Исходя из материала стен, их толщины и условий эксплуатации (климата), они посоветуют, какие материалы могут подойти в конкретном случае и какова должна быть их толщина. Если Вы не услышали в списке предложенных вариантов тот материал, которые хотели бы использовать, уточните этот нюанс. Возможно, данный материал просто выпал из внимания специалиста, а может он категорически не подходит для данной конструкции.

Выделить однозначно лучший теплоизоляционный материал невозможно. Все они в той или иной степени хороши для конкретных целей. Выбор зависит в первую очередь от теплоизоляционных свойств и от личных предпочтений и финансовых возможностей.

Например, обустраивая абсолютно экологичный дом из дерева, будет абсурдным использовать для утепления пенополистрол или пенопласт. Имеет смысл обратить внимание на натуральные материалы: лен, бумагу, целлюлозу и пробку.

В строительстве современных многоэтажных домов повсеместно используется пенопласт и другие полимерные материалы, так как их цена невелика, они просты в монтаже и имеют хорошие показатели теплопроводности. Но о влиянии таких материалов на жизнедеятельность человека в основном никто не задумывается. Застройщикам достаточно того, что производитель заверил в безопасности продукта.

В представленной таблице использования теплоизоляционных материалов:

Серым цветом обозначен правильный выбор;

Желтым цветом обозначены варианты, которые следует осуществлять с учетом пожарной безопасности;

Красный цвет — нельзя использовать.

Как видно из таблицы, любой из представленных в статье материалов хорош на своем месте: некоторые лучше использовать для утепления стен, другие – полов, третьи – чердаков и крыш. Даже для устройства теплоизоляции внутри здания или снаружи подойдут разные материалы.

Обзор классификаций теплоизоляционных материалов

Теплоизоляция необходима для снижения энергетических потерь. Она применяются при возведении жилых и промышленных зданий, прокладывании трубопроводов и технических сооружений. Эту группу строительных материалов объединяет значительная пористость, низкая теплопередача и средняя плотность. Такая структура позволяет уменьшить эффективную толщину изолируемых конструкций и получить существенную экономию общей сметы возведения здания.

Ячеистая структура утеплителей легко поглощает звуковые волны, поэтому изоляция от шума является дополнительным плюсом установки таких материалов.

Принципы использования теплоизоляции

Размещение утеплителя должно проектироваться так, чтобы во время эксплуатации здания он не терял свои изолирующие свойства. В проектной документации прилагаются описания монтажа и защиты теплоизоляционных материалов.

Чтобы избежать конденсации влаги в многослойной конструкции, необходимо устанавливать паробарьер из диффузной мембраны около стены. Места соединения пароизоляционного полотна обязательно герметизируют фольгированным скотчем. Утеплители, на которые оказывается повышенная ветровая нагрузка, нуждаются в монтаже специального плотного защитного слоя.

Из-за поднятия уровня влажности внутри многослойной конструкции снижается качество теплоизоляции и возникает плесень и гниль. Уменьшить негативного воздействия сырости позволит гидроизоляция и использование паропроницаемых мембран.

Параметры классификации теплоизоляторов

Огромный ассортимент утеплителей позволяет подобрать материал под любые требования проектировщиков. Определится с оптимальным вариантом, позволит классификация теплоизоляционных материалов. Она выполняется по множеству признаков:

Структура утеплителя:

1. Волокнистые — минеральные изделия на основе стекла, шлака и горных пород, передача тепла осуществляется между волокнами. Чем меньше диметр волокон, тем качественней теплоизоляция.
2. Пористые (ячеистые) — материалы имеют в составе замкнутые ячейки, наполненные воздухом. К ним относятся: пенобетон, пенополистирол, пеностекло и т. д.
3. Зернистые — гранулы различного размера или шарики, которые засыпаются как самостоятельный утеплитель или добавляются в раствор. Например, перлит, пробковый гранулат, вермикулит, керамзит.

Форма и внешний вид:

• Штучные — производятся в виде отдельных единиц: кирпич, плиты, блоки, полимерная скорлупа для трубопроводов, сегменты и цилиндры.
• Рулонные и шнуровые — полотна различной длины и ширины, а также маты и шнуры из асбеста и минеральной ваты.
• Рыхлые и сыпучие — материалы, используемые как засыпка — эковата, перлитовый песок, насыпная каменная вата, керамзит. Органические засыпки (опилки, стружки) склонны к осадке и гниению, поэтому применяются редко.

Вид сырья, служащего основой для изготовления.

Производятся из сырья растительного происхождения: отходы деревообработки, лен, шерсть, конопля. Большую популярность получили древесноволокнистые плиты, используемы для утепления и облицовки стен и потолка в помещениях, защищенных от влаги. Полимерные составы — пенопласты, пеноизол, пенополиуретан, вспененный полиэтилен. Арболитовые плиты — один из видов такой теплоизоляции, для его изготовления берется портландцемент, растительные наполнители и химические добавки.

Материалы устойчивые к огню и химическому воздействию, обычно отличаются высокой прочностью. К ним относятся минераловатные изделия, ячеистый бетон, вспученный перлит, стекловолокно. Материалы, изготавливаемые из композиции органики и неорганики, не выделяют в особую группу. В зависимости от преобладающей составляющей их относят к органическим или неорганическим утеплителям.

Устойчивость к сжатию или жесткость:

• Мягкие (М) — материал сжимается при нагрузке больше, чем на 30%. (маты и рулоны каменной и стеклянной ваты).
• Полужесткие (П) — пределы деформации в границах 6-30% (плиты минеральной ваты с синтетическими связующими).
• Жесткие (Ж) — утеплитель изменяет форму не более, чем на 6% объема. (минераловатные плиты).
• Повышенной жесткости (ПЖ) — сжатие теплоизолятора составляет 10% при нагрузке, увеличенной вдвое до 0,04 МПа.
• Твердые (Т) — деформация материала до 10% под нагрузкой 0,1 МПа.

Плотность теплоизолятора:

• Особо низкая (ОНП) — показатели составляют 15, 25, 35, 50, 75, 100, это материалы имеющие пористую структуру и незначительный вес (пенопласт, перлит, тонкое стекловолокно).
• Низкая (НП) — утеплители 100, 125, 150,175 (плиты минеральной ваты).
• Средняя (СП) — 200, 225, 250, 300, 350 (минеральные плиты на битумной основе, перлитоцементные и совелитовые изделия).
• Плотные (ПЛ) — материалы с высокими показателями 400, 450, 500, 600 кг/м3 (ячеистый бетон, диатомитовые и пенодиатомитовые утеплители).

Огнестойкость — значимая характеристика для строительных материалов. Основное деление: горючие и негорючие. Для первой категории выделяется несколько критериев:

• Воспламеняемость — четыре категории В1-В4.
• Горючесть: слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4).

Теплопроводность — этот критерий один из первостепенных показателей теплоизоляционных свойств материала:

• класс А — коэффициент проводимости тепла не превышает 0,06 Вт/м*К;
• класс Б — средний показатель теплопроводности <0,115 Вт/м*К;
• класс В — материалы с повышенной теплопроводностью <0,175 Вт/м*К.

Диатомитовый утеплитель

Ключевые свойства теплоизоляционных изделий

Теплопроводность — основная характеристика, которая определяет, насколько интенсивно материал проводит тепло. Она зависит от плотности, размера, и в большей степени от влажности утеплителя.

Паропроницаемость — способность вещества пропускать водяные пары. Высокий показатель позволяет избежать накопления влаги внутри теплоизолирующего слоя.

Морозостойкость — определяет количество циклов замораживания без утраты свойств.

Водопоглощение — характеризует возможности утеплителя впитывать и удерживать влагу внутри. Он определяется при непосредственном соприкосновении с водой. Материалы с низким водопоглощением более эффективны и могут монтироваться на любых участках.

Воздухопроницаемость — через мягкие и полужесткие материалы свободно циркулирует воздух, а жесткие плиты сами могут использоваться как ветрозащита.

Экологичность — характеризует безопасность материала для жизни и здоровья людей. Этот показательнее должен ухудшаться на протяжении всего срока эксплуатации. При выборе утеплителя для внутреннего монтажа на этот критерий следует обратить особое внимание.

Отсутствие деформации — материал не должен менять размеры и подвергаться усадке.

Гигроскопичность — фактор, ухудшающий изолирующие характеристики утеплителя. Для уменьшения сорбционной влажности утеплители покрываются гидрофобными пропитками.

Органические материалы: распространенные виды и их особенности

Классификация теплоизоляционных материалов выделяет органические и неорганические утеплители. Основная форма производства изделий на основе растительного сырья — плиты. Это облегчает и ускоряет монтаж теплоизоляции, расширяет сферу ее применения. Использование отходов древесины рентабельно и позволяет утилизировать их без загрязнения природы. Чтобы увеличить стойкость органических веществ к влаге и горению в их состав добавляют антисептические препараты и антипирены.

ДВП. Для производства древесноволокнистых плит берутся остатки древесины и другие растительные волокна. Технология изготовления включает горячее прессование и сушку плит. Готовые изделия используются для отделки и теплоизоляции стен, создания перегородок, потолка и пола.

ДСП. Основу древесностружечных плит составляют опилки и синтетические смолы, служащие связующим веществом. Материал прессуется до твердого состояния. Он имеет одинаковую стоимость и назначение с плитами ДВП.

Арболитовый материал — смесь цемента и органических заполнителей. Утеплитель не горит и не поражается плесенью, его используют при возведении стен и перегородок.

Арболитовые блоки

Фибролит — утеплитель производится в форме плит из древесной шерсти (тонких волокон) и портландцемента. Материал формируется под действием давления и обработки паром. Плиты легко обрабатываются, но портятся от влаги и неустойчивы к грибку, поэтому требуется защита слоем штукатурки. Утеплитель получил распространение при устройстве пола и монтаже межэтажных перекрытий, а также он незаменим для звукоизоляции внутренних перегородок.

Пробковые плиты — натуральный ячеистый материал с большим количеством воздуха. Утеплитель легкий, упругий и прочный, инертен к химическому воздействию. Может монтировать как изоляция стен и пола.

Эковата — целлюлозный материал с добавкой борной кислоты в качестве антисептика. Утеплитель не горит, не гниет, не выделяет опасных веществ. Рыхлая эковата отличный вариант для теплоизоляции стен, пола по лагам и чердачных перекрытий.

Неорганические материалы для теплоизоляции

Самым популярным неорганическим утеплителем является минеральная вата. Для ее изготовления используются тонкие стеклянные волокна, расплавы вулканических пород и шлаков. Компании предлагают утеплитель в большом разнообразии форм: рулоны, плиты различной жесткости, прошитые матов и сыпучие волокна. Материал не горюч, устойчив к химии, не боится биологического воздействия. Может эксплуатироваться в условиях нагревания до высокой температуры порядка 1000ºC. Основное назначение — теплоизоляция чердачных помещений, кровли, потолка и стен.

Пеностекло — плиты из стеклянного порошка и пенообразователей. Обладает множеством преимуществ над другими утеплителями:

• высокая сопротивляемость теплопередаче
• минимальное водопоглощение;
• морозостойкость;
• прочность и долговечность;
• устойчивость к деформации.

Высокая стоимость не мешает применению для утепления стен, пола и крыши в спортивных комплексах, гражданских зданиях и промышленных объектах.

Асбест — волокнистое вещество, из которого изготавливают бумагу, картон, порошок и шнур. Эти материалы совершенно не горят, поэтому используются для теплоизоляции и защиты конструкций от пламени.

Вспученный перлит — песок с воздушными порами, добавляется для повышения теплоизоляционных свойств в бетон и штукатурку.

Пеностекло

На чем основана отражательная теплоизоляция?

Для повышения влагостойкости и теплоизоляционных свойств материалы покрывают слоем алюминиевой фольги. Он может наноситься на одну или две стороны материала. Чаще всего металлизируют полиэтиленовую пену или минеральную вату. Такие утеплители экологически безопасны, не имеют токсичных выделений и отражают значительную часть инфракрасного излучения обратно в помещение.

Применение фольгированной изоляции эффективно в банях и саунах, при монтаже системы теплого пола, для радиаторов и трубопроводов. Отражающее полотно монтируется для утепления стен, потолков, мансардных помещений.

Простое сравнение характеристик различных видов утеплителей будет некорректным, необходимо подбирать теплоизоляционный материал по назначению. Установка паро- и гидроизолирующих полотен и нанесение защитного металлизированного слоя позволяет существенно продлить срок эксплуатации утеплителей даже в агрессивной среде.

Техническая информация — свойства теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы, как правило, имеют характерные свойства, благодаря которым они способны прослужить долгое время даже при жесткой эксплуатации. А качественная изоляция позволяет использовать чиллер с меньшим коэффициентом теплового обмена, что снижает нагрузку на компрессор.

Какие бывают свойства теплоизоляционных материалов

1. Базовой характеристикой, которая должна быть присуща теплоизоляционному материалу, является низкая теплопроводность. А это, как говорилось выше, позволяет использовать чиллер с меньшим коэффициентом теплового обмена, что снижает нагрузку на компрессор.

Коэффициент теплопроводности (теплопроводность) определяют как количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте равном единице.

Коэффициент теплопроводности λ получают в Вт/(м*К). Способы и методы проведения испытаний тепловой проводимости материалов в различных странах существенно разнятся, поэтому в обязательном порядке следует предоставлять данные об условиях испытаний, при которых проводились измерения, например, о температуре, это позволит провести более тщательное сравнение теплопроводности различных материалов.

Величина теплопроводности пористых материалов (теплоизоляционные материалы) зависит от вида, размера и расположения пор, плотности материала, молекулярной структуры и химического состава твердых частей основы, вида и давления газа, заполняющего поры, коэффициента излучения поверхности, ограничивающей поры. Но самыми важными показателями материала являются его температура и влажность, они оказывают самое большое влияние на коэффициент теплопроводности.

Из этих двух показателей наибольшее влияние при эксплуатационных условиях оказывает влажность, хотя с увеличением температуры теплопроводность материалов тоже значительно растет.

Коэффициент теплопроводности базовых конструкций должен лежать в пределах 0,03-0,05 Вт/(м*К)

2. Другое свойство это средняя плотность – ее величина вычисляется отношением массы вещества к занимаемому им объему. Она определяется как соотношений кг/м3.

У теплоизоляционных материалов средняя плотность гораздо ниже плотности большинства строительных материалов, это обусловлено большой пористостью теплоизоляционных материалов. В настоящее время в строительстве применяются теплоизоляционные материалы, плотность которых составляет от 17 до 400 кг/м3, в зависимости от их назначения.

Теплоизоляционные свойства тем лучше, чем меньше средняя плотность сухого материала при температурном режиме, свойственном ограждающим конструкциям зданий.

Уменьшение средней плотности материала приводит к увеличению его пористости. От равномерности распределения пор внутри материала зависят его базовые свойства, которые и определяют пригодность материала для использования в строительных конструкциях: морозостойкость, сорбционная влажность, прочность, водопоглощение, теплопроводность. У материалов с равномерно расположенными небольшими замкнутыми порами наблюдаются самые лучшие теплоизоляционные свойства.

3. Еще одним свойством является влажность – накопление жидкости в материале. Теплопроводность теплоизоляционных и строительных материалов значительно растет с увеличением влажности.

Некоторое количество влаги всегда наблюдается в материалах с капиллярно-пористой структурой, находящихся в естественной воздушной среде. Происхождение этой влаги определяется тем, что присутствующие в воздухе с определенной влажностью молекулы водяного пара, попадая под влияние молекулярных сил более сухого материала, конденсируются на поверхности в виде тонкой водяной пленки.

После того как сорбированная влага достигла состояния равновесия на поверхности материала с давлением водяного пара в воздухе, постепенно происходит впитывание влаги во внутреннюю структуру материала.

Когда материал находится в воздушной среде с постоянными температурой и относительной влажностью, то в нем преобладает равновесное состояние (неизменное количество влаги), эта влага называется сорбционной.

4. Немаловажным свойством является водопоглощение – это возможность впитывать и удерживать в порах влагу при прямом контакте с водой материала. Водопоглощение теплоизоляционных материалов определяется количеством воды, поглощаемым материалом с нормальной влажностью при проведении им определенного времени в воде, относительно удельной массы сухого материала.

Чем больше поглощает материал влагу, тем больше теплопроводность материала. Это происходит потому, что вода занимает внутри материала какую-то часть объема пор и ячеек, замещая собой воздух.

Такое существенное увеличение теплопроводности теплоизоляционного материала вызывается тем, что теплопроводность воды λ=0,58 Вт/(м*К ) приблизительно в 25 раз выше теплопроводности «стоячего» воздуха.

Когда температура окружающей среды падает ниже нуля градусов Цельсия вода в порах материала замерзает, а это служит еще большим увеличением теплопроводности материала, потому что теплопроводность льда λ=2,2 Вт/(м*К ) практически стократно превышает теплопроводность «стоячего» воздуха.

Гидрофобизация позволяет значительно уменьшить водопоглощение стекловолокнистых и минераловатных теплоизоляционных материалов, как правило, путем введения кремнийорганических добавок.

Если материал практически не увлажняется при взаимодействии с водой, то это говорит о том, что он обладает свойством гидрофобности.

К сожалению, отечественные производители теплоизоляционных материалов поставляют на наш рынок в основном негидрофобизированную продукцию, в отличие от зарубежных, продукция которых, как правило, гидрофобизированная.

5. Другое свойство теплоизоляционных материалов это морозостойкость – способность выдерживать в насыщенном состоянии многоразовое изменение температур от стадии замораживания до стадии оттаивания попеременно без видимых признаков нарушения структуры.

Морозоустойчивость не нормируется ни ТУ, ни ГОСТ, но, тем не менее, этот показатель очень сильно влияет на долговечность возводимой конструкции.

6. Прочность является механическим свойством теплоизоляционных материалов, ее рассчитывают на сопротивление трещинообразованию, растяжение, изгиб, сжатие.

Прочность определяется как способность материалов оказывать сопротивление разрушительным действиям внешних сил, которые вызывают внутренние напряжения в материале и деформацию. Это свойство теплоизоляционных материалов имеет зависимость от структуры, прочности остова (твердой составляющей) и пористости материала. Если материал обладает структурой с крупными неравномерными порами, то он менее прочен, чем материал с мелкими порами.

7. Долговечность конструкции зависит и от химической стойкости покрытия теплоизоляционного материала (данный фактор следует особенно тщательно учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных сооружений). К тому же необходимо учесть и биологическую стойкость.

8. Также немаловажными свойствами теплоизоляционных материалов, используемых для покрытия, являются способность к дымообразованию, возможность выделения токсичных газов при горении, горючесть. Выбор теплоизоляционного материала зависит от предъявляемых требований СНиП на кровли, пожарную безопасность и др.

---

Вы также можете ознакомиться с другими страницами раздела:

Теплоизоляционные изделия — Огнеупорные материалы

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, а также в промышленном оборудовании и тепловых сетях. Добиться этого можно путем применения высокоэффективных теплоизоляционных изделий. Перечень задач, для решения которых используются теплоизоляционные изделия, весьма широк. Это утепление фасадов, кровель, полов, перекрытий и подвалов зданий, различных видов коммуникаций и трубопроводов.

Теплоизоляционными называют строительные изделия, которые обладают малой теплопроводностью и предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций жилых, производственных и сельскохозяйственных зданий, поверхностей производственного оборудования и агрегатов (промышленных печей, турбин, трубопроводов, камер холодильников). Теплоизоляционные изделия характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).

Эффективность и сфера использования теплоизоляционных изделий в конкретных строительных конструкциях определяются их техническими характеристиками, включающими следующие основные параметры: теплопроводность, плотность, сжимаемость, водопоглощение, паропроницаемость, огнеупорность, морозостойкость, биостойкость и отсутствие токсичных выделений при эксплуатации.

Основная техническая характеристика теплоизоляционных материалов — это теплопроводность, т.е. способность материала передавать тепло. Для количественного определения этой характеристики используется коэффициент теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему за 1 час через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противоположных поверхностях 1°С. Теплопроводность выражается в Вт/(м К) или Вт/(м градус Цельсия). При этом величина теплопроводности теплоизоляционных материалов зависит от плотности материала, вида, размера, расположения пор и т.д. Также сильное влияние на теплопроводность оказывает температура и влажность материала. Теплопроводность резко возрастает при увлажнении теплоизоляционных материалов, так как теплопроводность воды равна 0,58 Вт/(м °С), т. е. примерно в 25 раз выше, чем у воздуха. При замерзании увлажненного теплоизоляционного материала происходит дальнейшее увеличение его теплопроводности, поскольку теплопроводность льда составляет 2,32 Вт/(м °С), т. е. в 100 раз больше, чем воздуха в тонких порах. Очевидно, что весьма важно предохранять теплозащиту в конструкциях и на оборудовании от увлажнения, тем более при возможном последующем замерзании влаги. У ряда материалов — особенно волокнистых — теплопроводность с увеличением средней плотности вначале резко уменьшается, а затем возрастает примерно пропорционально увеличению средней плотности материала. Это можно объяснить тем, что при очень малой средней плотности и большом количестве крупных пор теплопроводность с конвекцией растет. С ростом плотности увеличивается доля передачи тепла кондукцией.

Таким образом, можно констатировать, что теплопроводность является важнейшей технической характеристикой теплоизоляционных изделий. От нее зависит напрямую термическое сопротивление ограждения R(терм), кв.мК/Вт

Самым характерным признаком теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, поскольку воздух в порах имеет меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество в конденсированном состоянии (твердом или жидком). Пористость теплоизоляционных материалов составляет до 90% и даже до 98%, а супертонкое стекловолокно имеет пористость до 99,5%. Между тем такие конструкционные материалы, как тяжелый цементный бетон, имеет пористость до 9…15%, гранит, мрамор —0,2…0,8%, керамический кирпич —25… 35%, сталь —0, древесина —до 70%. Поскольку пористость непосредственно влияет на величину средней плотности, обычно теплоизоляционные материалы различают не по пористости, а по средней плотности.

Огнеупорность  является весьма важным свойством теплоизоляционных изделий, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Характеризуют огнеупорность материалов технической и экономической предельными температурами применения. Под технической температурой понимают ту температуру, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств. Экономическая предельная температура применения определяется не только температуростойкостью материала, но и другими его показателями — теплопроводностью, стоимостью, условиями монтажа и т. д. Некоторые материалы с повышенной  теплопроводностью нерационально, например, использовать для высокотемпературной изоляции, несмотря на их высокую техническую предельную температуру применения.

Сжимаемость – способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Материалы по сжимаемости мягкие М: деформация свыше 30%, полужесткие ПЖ: деформация 6-30%, жесткие Ж:  деформация не более 6%. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала при сжатии под действием удельной 0,002 МПа нагрузки. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения отдельной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они могут применяться также в качестве ветрозащиты.

Водопоглощение значительно ухудшает теплоизоляционные свойства и понижает прочность и долговечность. Материалы с закрытыми порами, например, пеностекло, имеют низкое водопоглощение (менее 1%). Для уменьшения водопоглощения, например, при изготовлении минераловатных изделий зачастую вводят гидрофобные добавки, которые позволяют уменьшить сорбционную влажность в процессе эксплуатации.

Газо- и паропроницаемость учитывают при применении теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях. Теплоизоляция не должна препятствовать воздухообмену жилых помещений с окружающей средой через наружные стены зданий. В случае повышенной влажности производственных помещений теплоизоляцию защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, укладываемой с «теплой» стороны. Теплоизоляционные материалы с сообщающимися открытыми порами пропускают значительное количество водяного пара, почти столько же, сколько воздуха. Благодаря малому сопротивлению паропроницаемости они почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждения. Во избежание конденсации водяного пара, теплая сторона должна обладать большей паронепроницаемостью, чем холодная сторона, а также воздухонепроницаемостью.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы: Г1 (слабогорючие), Г2 (умеренногорючие), Г3 (нормальногорючие), Г4 (сильногорючие).

Теплоизоляционные изделия классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

По виду основного сырья теплоизоляционные изделия подразделяются на:

• органические — получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты), сельскохозяйственных отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и т. д., а также пластмассы (пенополиэтилен, пенополистирол, пеноглас, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.). Характерная особенность большинства органических теплоизоляционных изделий — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 100 °C, а также при дополнительной конструктивной защите негорючими материалами (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой, облицовки с ГКЛ и т. п.)
• неорганические — изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.
• смешанные — используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые (минераловатные, стекло — волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные изделия делят на особо легкие (особо низкой   плотности) плотностью 15…75 кг/м3, легкие (низкой   плотности) — 100…175,   средней   плотности — 200…350   и плотные —400…600 кг/м3.

По жесткости теплоизоляционные изделия подразделяют на мягкие полужесткие, жесткие, повышенной жесткости и твердые. Для индустриализации строительных работ все большее применение находят жесткие крупноразмерные теплоизоляционные изделия. Мерой жесткости является величина их сжимаемости или относительной деформации сжатия. При удельной нагрузке 0,02 МПа жесткие материалы имеют относительное сжатие до 6%, полужесткие — 6…30 и  мягкие — более 30%. В  материалах  повышенной жесткости и твердых при удельной нагрузке соответственно 0,04 и 0,1 МПа относительное сжатие не должно превышать 10%.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А — низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С), Б — средней теплопроводности — от 006 до 0,115 Вт/(м-°С), В — повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).

По назначению теплоизоляционные изделия бывают теплоизоляционно- строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно — монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

По форме и внешнему виду различают  штучные и сыпучие теплоизоляционные материалы. К штучным материалам относят различного вида и формы изделия. Они могут быть плоскими — кирпичи, маты, блоки, плиты; фасонными — цилиндры, сегменты, скорлупы; и  шнуровыми — шнуры, жгуты.  Применение  штучных материалов повышает качество теплоизоляции и уменьшает трудозатраты. К сыпучим относятся порошкообразные, волокнистые и зернистые рыхлые материалы. Их применяют для засыпки пустот в каркасных стенах, в междуэтажных перекрытиях. Но со временем они слеживаются, уплотняются и их теплоизоляционные  свойства понижаются. Некоторые порошки, затворенные водой, идут для приготовления мастичной изоляции (совелит, магнезит «ньювель», асбозурит), применяемой в основном для заделки швов между теплоизоляционными изделиями.

Органические теплоизоляционные изделия.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.

Теплоизоляционные материалы из органического сырья могут быть жесткими и гибкими. К жестким относят древесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким — строительный войлок и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой водо — и биостойкостью.

Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также из различных сельскохозяйственных отходов (солома, камыш, костра, стебли кукурузы и др.). Древесноволокнистые плиты выпускают длиной 1200-2700, шириной 1200-1700 и толщиной 8-25 мм. По плотности их делят на изоляционные (150-250 кг/м3) и изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3). Теплопроводность изоляционных плит 0,047-0,07, а изоляционно-отделочных-0,07-0,08 Вт/(м-°С). Древесностружечные плиты выпускают одно- и многослойными. Например, у трехслойной плиты пористый средний слой состоит из относительно крупных стружек, а поверхностные слои выполняют из одинаковых по толщине плоских тонких стружек. Для теплоизоляционных целей служат легкие плиты плотностью 250…500 кг/м3 и теплопроводностью 0,046… …0,093 Вт/(м°С). Полутяжелые и тяжелые плиты плотностью соответственно 500…800 и 800…1000 кг/м3 и прочностью при изгибе 5…35 МПа применяют как отделочный и конструкционный материал.

Древесноволокнистые плиты обладают высокими звукоизоляционными свойствами. Наряду с изоляционными применяют плиты изоляционно-отделочные, имеющие лицевую поверхность, окрашенную пли подготовленную к окраске.

Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий HI класса, при постройке малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяйственном строительстве. Это теплоизоляционный материал, спрессованный из стеблей камыша в виде плит, которые затем скрепляются стальной оцинкованной проволокой. В зависимости от расположения стеблей камыша различают плиты с поперечным (вдоль короткой стороны плиты) и продольным расположением стеблей. По объемной массе плиты различают трех марок: 175, 200 и 250 с пределом прочности на изгиб — не менее 0,18-0,5 МПа, коэффициентом теплопроводности — 0,06-0,09 МПа, влажностью — не более 18% по массе. Камышитовые плиты производят длиной 2400-2800, шириной 550-1500 и толщиной 30-100мм.

Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов. Сырьем для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Плиты изготовляют размером 1000x500x30 мм путем прессования в металлических формах торфяной массы с добавками (или без них) и с последующей сушкой при температуре 120- 150° С. Торфяные изоляционные плиты по объемной массе делят на М 70 и 220 кг/м3 с пределом прочности па изгиб — 0,3 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии 0,06 Вт/м-°С, влажностью не более 15%.

Торфяные теплоизоляционные изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий 3‑го класса и поверхностей промышленного оборудования с рабочей температурой от -60 до +100 °С.

Цемёнтно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструктивный материал, полученный из затвердевшей смеси портландцемента, воды и древесной шерсти. Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркаса. По внешнему виду тонкие древесные стружки длиной до 500, шириной 4-7, толщиной 0,25-0,5 мм приготовляют из неделовой древесины хвойных пород на специальных древесношерстяпых станках. По объемной массе цементно-фибролитовые плиты делят на М 300, 350, 400 и 500 с пределом прочности при изгибе соответственно не менее 0,4 0,5, 0,7 и 1,2 МПа, коэффициентом теплопроводности-0,09-0,15Вт/м-°С, водопоглощением — не более 20%. Длина плит 2000-2400, ширина 500-550, толщина 50, 75, 100 мм.

Фибролитовые плиты на портландцементе применяют в качестве теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и акустического материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий.

Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия (плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холодильного оборудования трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей от минус 150 до плюс 70 °С, для изоляции корпуса кораблей. Изготовляют их путем прессования измельченной пробковой крошки, которую получают как отход при производстве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева, растущего в Дальневосточном крае, в Амурской области и на Сахалине. Пробка вследствие высокой пористости и наличия смолистых веществ является одним из наилучших теплоизоляционных материалов. Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия по объемной массе в сухом состоянии делят на М 150-350 с пределом прочности при изгибе соответственно 0,15-0,25 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии при температуре 25° С-0,05-0,09 Вт/м-°С.

К положительным свойствам плит следует отнести также то, что они не горят, с трудом тлеют, не подвержены заражению домовым грибком и не разрушаются грызунами. Пробковые материалы упаковывают в клетки объемом 0,25- 0,5 м3 и хранят в сухом закрытом помещении, а перевозят в крытых вагонах.

Теплоизоляционные изделия на основе полимеров в виде газонаполненных пластмасс и изделий, а также минераловатных и стекловатных изделий производят на полимерном связующем.

Поризация полимеров основана на применении специальных веществ, интенсивно выделяющих газы и вспучивающих размягченный при нагревании полимер. Такие вспучивающиеся вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными.

Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70° С. Изделия из пористых пластмасс на суспензионном полистироле по объемной массе в сухом состоянии делят на М 25 и 35 с пределом прочности на изгиб не менее 0,1-0,2 МПа, коэффициентом теплопроводности — 0,04 Вт/м °С, влажностью — не более 2% по массе. Такие же изделия па эмульсионном полистироле по объемной массе имеют М 50-200 предел прочности на изгиб соответственно — не менее 1,0-7,5 МПа, коэффициент теплопроводности -не более 0,04-0,05, влажность не более 1% по массе. Плиты из пористых пластмасс изготовляют длиной 500-1000, шириной 400-700, толщиной 25-80 мм.

В зависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопласты и поропласты.

Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием несообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом.

Поропласты — пористые пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес для современного индустриального строительства представляют пенополистпрол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан и мипора.

Изоляционные и изоляционно — отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен).

Неорганические теплоизоляционные изделия.

К неорганическим теплоизоляционным изделиям относят штучные, рулонные, шнуровые, рыхлые материалы и изделия с волокнистой и ячеистой структурой, предназначенные для утепления, главным образом, ограждающих конструкций и сооружений: минеральная вата, стеклянное волокно, пеностекло, вспученный перлит и вермикулит, асбестосодержащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны и др.

Минеральная вата волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из силикатных расплавов. Сырьем для ее производства служат горные породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы металлургической промышленности (доменные и топливные шлаки) и промышленности строительных материалов (бой глиняного и силикатного кирпича). В зависимости от плотности минеральная вата подразделяется на марки 75, 100, 125 и 150. Минеральная вата хрупка, и при ее укладке образуется много пыли, поэтому вату гранулируют т.е. о превращают в рыхлые комочки — гранулы. Их используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий. Сама минеральная вата является как бы полуфабрикатом, из которого выполняют разнообразные теплоизоляционные минераловатные изделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты и др.

Отличительными чертами изделий из минеральной ваты являются высокая тепло- и звукоизолирующая способность, устойчивость к температурным деформациям, химическая и биологическая стойкость, экологичность и легкость выполнения монтажа. Но наиболее ценным свойством минеральной ваты, отличающим ее от других теплоизоляционных материалов, является негорючесть.

По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов (НГ). Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. Также изделия из минеральной ваты могут быть использованы в условиях очень высоких температур. Минеральные волокна способны выдерживать температуру выше 1000°С. Даже после разрушения связующего компонента при температуре 250°С, волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, сохраняя прочность и создавая защиту от огня.

Применяют минеральную вату для теплоизоляции как холодных (до -200 °С), так и для горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще всего в виде изделий — войлока, матов, попужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Минеральную вату используют также в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и покрытий, для этого ее гранулируют (превращают в рыхлые комочки).

На основе минерального сырья производят минераловатные маты, полужесткие и жесткие плиты, а также скорлупы, сегменты, цилиндры и другие изделия. Маты прошивные минераловатные изготовляют длиной 2000, шириной 900-1300 и толщиной 60 мм. По объемной массе в сухом состоянии выпускают маты М 150, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии -не более 0,046 Вт/м-°С. Теплоизоляционные маты на основе минерального волокна предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов тепловых сетей. Отечественная промышленность производит несколько видов минераловатных матов. Маты минераловатные прошивные применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 400° С.

Стеклянная вата — материал, состоящий из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служит сырьевая шахта для варки стекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и сульфат натрия) или стекольный бой.

В зависимости от назначения вырабатывают текстильное и теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Средний диаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а теплоизоляционного 10-30 мкм.

Стеклянное волокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты и отличается большими химической стойкостью и прочностью. Плотность стеклянной ваты 75-125 кг/м3, теплопроводность 0,04-0,052 Вт/(м/°С), предельная температура применения стеклянной ваты 450 °С.

В настоящее время наша промышленность производит шесть видов изделий из стеклянного волокна. Это в основном плиты и маты.

Теплоизоляционные изделия из стекловолокна применяются в системах наружного утепления «мокрого» типа, в навесных вентилируемых фасадах, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции, в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции. Для изделий из стекловаты предельная температура применения — около 450°С.

Пеностекло — теплоизоляционный материал ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченного стеклянного боя с газообразоватслем (молотым известняком).

Пеностекло обладает рядом ценных свойств, выгодно отличающих его от многих других теплоизоляционных материалов: пористость пеностекла 80-95 %, размер пор 0,1-3 мм, плотность 200-600 кг/м3, теплопроводность 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °С), предел прочности при сжатии пеностекла 2-6 МПа. Кроме того, пеностекло характеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом. Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70-140 мм используют в строительстве для утепления стен, перекрытий, кровель и других частей зданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов — для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей, где температура не превышает 300 °С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным материалом для аудиторий, кинотеатров и концертных залов.

К материалам и изделиям из асбестового волокна без добавок или с добавкой связующих веществ относят асбестовые бумагу, шнур, ткань, плиты и др. Асбест может быть также частью композиций, из которых изготовляют разнообразные теплоизоляционные материалы (совелит и др). В рассматриваемых материалах и изделиях использованы ценные свойства асбеста: температуростойкость, высокая прочность, волокнистость и др.

Гладкую асбестовую бумагу применяют в качестве теплоизоляционных прокладок при изоляции трубопроводов. Гофрированную бумагу используют для производства ячеистого асбестового картона,  асбестовый картон — для теплоизоляции трубопроводов с температурой эксплуатации до 500 °С, а также для покрытия деревянных и других легковоспламеняющихся предметов и изделий с целью повышения огнестойкости. В виде плит асбестовый картон применяется для теплоизоляции плоских поверхностей, в виде полуцилиндрических покрышек — для изоляции трубопроводов, асбестовый шнур — для теплоизоляции промышленного оборудования и теплопроводов. При отсутствии в составе шнура органического волокна его можно применять при температуре до 500 °С, при наличии волокна — не более 200 °С,  Асбесто-магнезиальный порошок применяют для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре до 350 °С. Порошок используют не только в виде засыпной теплоизоляции, но и для приготовления мастик, плит, сегментов.

Алюминиевая фольга (альфоль) — новый теплоизоляционный материал, представляющий собой ленту гофрированной бумаги с наклеенной на гребне гофров алюминиевой фольгой. Данный вид теплоизоляционного материала в отличие от любого пористого материала сочетает низкую теплопроводность воздуха, заключенного между листами алюминиевой фольги, с высокой отража- тельной способностью самой поверхности алюминиевой фольги. Алюминиевую фольгу для целей теплоизоляции выпускают в рулонах шириной до 100, толщиной 0,005- 0,03 мм.

Практика использования алюминиевой фольги в теплоизоляции показала, что оптимальная толщина воздушной прослойки между слоями фольги должна быть 8-10 мм, а количество слоев должно быть не менее трех. Плотность такой слоевой конструкции из алюминиевой (фольги 6-9 кг/м3, теплопроводность — 0,03 — 0,08 Вт/(м* С ).

Алюминиевую фольгу употребляют в качестве отражательной изоляции в теплоизоляционных слоистых конструкциях зданий и сооружений, а также для теплоизоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре 300 °С.

Большое распространение в отечественном строительстве также получили теплоизоляционные бетоны — газонаполненные (пенобетон, ячеистый бетон, газобетон) и на основе легких заполнителей (керамзитобетон, перлитобетон, полистиролбетон и т. п.). Этому способствует простота технологии, позволяющая производить пенобетон прямо на стройплощадке, а также доступность сырьевых материалов и относительно невысокая стоимость. Однако, несмотря на то, что пенобетоны вследствие высокой огнестойкости могут быть использованы для огнезащитных барьеров и подобных конструкций, их теплоизоляционные свойства, по сравнению с перечисленными выше материалами, значительно ниже.

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет повысить степень индустриализации работ, поскольку они обеспечивают возможность изготовления крупноразмерных сборных конструкций и деталей, снизить массу конструкций, уменьшить потребность в других строительных материалах (бетон, кирпич, древесина и др.), сократить расход топлива на отопление зданий, уменьшить потери тепла в промышленных агрегатах. Теплоизоляционные материалы обеспечивают надлежащий комфорт в жилых помещениях, улучшают условия труда на производстве, снижают случаи травматизма.

Хороший эффект дает использование теплоизоляционных материалов для изоляции тепловых агрегатов, технологической аппаратуры и трубопроводов, что позволяет снизить расход топлива за счет уменьшения теплопотерь.

Очень важным считается использование теплоизоляционных материалов в различных холодильных установках для снижения потерь холода (стоимость получения единицы холода примерно в 20 раз выше получения единицы тепла).

Многие теплоизоляционные изделия вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Приобрести теплоизоляционные строительные изделия Вы можете на нашем сайте.

В компании представлен широкий ассортимент теплоизоляционных изделий различных марок по выгодным ценам.

Применение гибких теплоизоляционных материалов и быстросъемных теплоизоляционных конструкций на его основе — Нефтехимия и газохимия

Традиционно тепловая изоляция высокотемпературного оборудования и паропроводов производится минеральной ватой. Однако следует отметить, что подавляющее большинство минераловатных изделий изготавливаются с применением фенолформальдегидных органических соединений, выполняющих функции связующего.

Традиционно тепловая изоляция высокотемпературного оборудования и паропроводов производится минеральной ватой. Однако следует отметить, что подавляющее большинство минераловатных изделий изготавливаются с применением фенолформальдегидных органических соединений, выполняющих функции связующего.

На температурах выше 150o С происходит выгорание связующего, а с увеличением температуры охрупчивание и выгорание тончайших нитей (фибр), из которых собственно и состоит минеральная вата. В результате минераловатные изделия теряют геометрическую форму, что приводит к потере их теплотехнических свойств, и как следствие к тепловым потерям. При этом следует учитывать, что кроме прямых потерь, выраженных в гигакалориях тепла, ушедших в атмосферу, могут быть и гораздо более ощутимые косвенные, к примеру, потеря качества готового продукта вследствие нарушения температурного режима технологического процесса.

Использование высокоплотных марок минеральной ваты на минеральном связующем увеличивает срок службы утеплителя, однако не решает проблему выгорания фибр и ее разрушения под действием влаги.

На рисунке 1 видно обычное для наших предприятий явление — потерявшая свои свойства минеральная вата на технологическом оборудовании. Промышленные предприятия постоянно сталкиваются с необходимостью замены потерявшей теплотехнические и физические свойства минераловатной изоляции. Периодичность проведения замены определяется сроком потерь минеральной ватой ее свойств, и в среднем составляет 2-5 лет.

Следует отметить, что зачастую существует необходимость получения регулярного доступа к запорно — регулирующей арматуре, фланцевым соединениям и иному оборудования с целью проведения регламентных или иных работ. При этом тепловая изоляция с оборудования демонтируется с последующей заменой на новую, что занимает определенное время и приводит к дополнительным затратам, либо не изолируется вовсе, что чревато дополнительными теплопотерями и не выполнением требований норм промышленной безопасности.

На многих предприятиях, при проведении монтажных работ специалистам ООО «Проминком» выражались пожелания о возможности применения эффективной тепловой изоляции с длительным сроком эксплуатации в качестве альтернативы минеральной вате, а также о возможности применения съемных теплоизоляционных конструкций, обеспечивающих быстрый доступ к запорной арматуре, фланцевым соединениям клапанам и другим агрегатам.

Решение было найдено — им стал гибкий теплоизоляционный материал Pyrogel® XT производства компании Aspen Aerogels Inc., недавно появившийся на Российском рынке.

Pyrogel® XT — гибкий теплоизоляционный материал промышленного назначения, предназначенный для применения в условиях высоких рабочих температур изолируемого оборудования. Изготавливается на основе аэрогеля аморфного диоксида кремния, интегрированного в нетканые стекловолокнистые холсты.

Форма выпуска — рулоны шириной 1,5 м. толщиной 5 и 10 мм.

Материал легко монтируемый, безопасный для окружающей среды, долговечный и удобный в эксплуатации. Применяется для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов любой конфигурации и размеров.

Уникальным свойством Pyrogel® ХТ является теплопроводность, его коэффициент теплопроводности в 2-3 раза меньше по сравнению с любым традиционно применяемым материалом, соответственно и эффективность во столько же раз выше. Обусловлено это свойствами аэрогеля, или как его еще называют «твердого воздуха».

Аэрогели — гелеобразные вещества, в которых жидкость замещается на воздух. В результате получаются твердые тела на 98-99% состоящие из воздуха, заключенного в мельчайшие поры. Размер пор сравним с размером молекулы воздуха, благодаря чему кондуктивная теплопроводность материала значительно снижается. Однако в чистом виде применение аэрогеля затруднено из-за его хрупкости.

Pyrogel® XT относится к категории негорючих материалов, при нагревании не выделяет токсичных веществ и дыма, не содержит органических связывающих, выгорающих при высоких температурах, а также не способствует распространению огня и может обеспечивать защиту оборудования от воздействия открытого огня в течение расчётного времени.

Материал гидрофобный, и может эксплуатироваться под открытым небом без защитно — покровного слоя (рисунок 4), не трескается, не разрушается и не провисает, а также не снижает своих теплотехнических характеристик в процессе эксплуатации.

Геометрические размеры теплоизоляционной конструкции с применением Pyrogel® XT в 2-3 раза меньше по сравнению с аналогичными по тепловой эффективности конструкциями с применением традиционных теплоизоляционных материалов (рисунок 5), что позволяет эффективно применять его в труднодоступных местах и при необходимости ограничения толщины теплоизоляционного слоя, сократить строительный объём технологических помещений за счёт более эффективного использования пространства.

Гарантированный производителем срок службы материала составляет 20 лет, что значительно сокращает затраты на проведение ремонтов тепловой изоляции.

Свойства Pyrogel® XT позволяют применять его практически во всех отраслях промышленности. По совокупности физических и теплотехнических свойств его применение возможно даже в тех случаях, когда иные теплоизоляционные системы не в состоянии обеспечить необходимые параметры эксплуатации изолируемых объектов по критериям энергоэффективности, эксплуатационной надёжности, промышленной и пожарной безопасности.

Гидрофобность Pyrogel® XT обусловлена тем, что в структуре волокон присутствует мельчайшие частицы аэрогеля в виде порошка, который имеет плотность около 1 кг/м3, поэтому вода попадая на поверхность изолированного трубопровода собирается в капли подобно тому как это происходит на перьях водоплавающих птиц.

Примером применения Pyrogel® XT при изоляции промышленного оборудования являются паропроводы. Технологические условия эксплуатации паропроводов требуют постоянного контроля и обслуживания фланцевых соединений, запорной арматуры, регулирующей и измерительной аппаратуры.

Для изоляции этих элементов были разработаны быстросъемные теплоизоляционные чехлы. Легкость обслуживания различных технологических узлов достигнута благодаря гибкости и одновременно с этим прочности Pyrogel® XT, а небольшие габариты этих конструкций определила низкая теплопроводность Pyrogel® XT. Изготовление быстросъемных чехлов производится из негорючих материалов: кремнеземной ткани, Pyrogel® XT и специальных ремней. Применение быстросъемных чехлов позволило обеспечить быстрый доступ к запорной арматуре, фланцевым соединениям и другим агрегатам.

Проведенный специалистами Проминком анализ эффективности применения Pyrogel® XT при изоляции паропроводов подтвердил его высокую эффективность по сравнению с традиционно применяемыми материалами.

Заполнители зазоров / материалы для термоинтерфейса

Решения для теплового интерфейса

Являясь лидером отрасли в области высокопроизводительных материалов и технологий для термоинтерфейса, Laird разрабатывает и производит изделия для термоинтерфейса, включая заполнители зазоров и замазки, листы для термоинтерфейса, материалы с фазовым переходом, термопаста и теплопроводящие изоляционные материалы. отвечающие требованиям любого приложения.

Загрузите нашу брошюру по решениям для тепловых интерфейсов.

Новичок в термоинтерфейсных материалах? Прочтите наш вводный технический документ.

В 2019 году мы запустили полностью автоматизированные возможности нанесения термопрокладок, термопастей и других расходных материалов. Вы можете завершить ручные задачи с помощью автоматизации.

Посмотрите это короткое видео, в котором демонстрируются наши решения по автоматизации TIM, и это видео, в котором представлено наше решение TIM Pick.

Изучите решения

• Высокопроизводительные продукты

Для применений, в которых механические допуски и общая конструкция оптимизированы с точки зрения тепловых характеристик.Высокоэффективные продукты, включая фазовый переход и термопасту, обладают самым низким термическим сопротивлением и высочайшей надежностью.

• Незаменимые материалы для термоинтерфейса

Материалы, похожие на замазку, используются для передачи тепла в приложениях с большими зазорами, обеспечивая минимально возможное напряжение компонентов во время сборки при сохранении долговременной надежности. Может быть легко автоматизирован для приложений большого объема.

Листовые материалы для термоинтерфейса, которые можно использовать для соединения горячих компонентов с корпусом или радиатором в сборе, чтобы увеличить общую теплопередачу через систему.

Мы предлагаем решения по автоматизации для всех видов материалов для термоинтерфейса: расходные материалы для заполнения зазоров, печатные материалы для термоинтерфейса с тонкими зазорами (TIM Print), материалы для термоинтерфейса с толстыми зазорами (TIM Pick) с «роботизированным управлением движением».

Для тепловых применений, где электрическая изоляция является критическим фактором при проектировании, наряду с надежностью, сопротивлением прорезанию и теплопроводностью.

Система для проектирования управления температурой непосредственно в печатных платах.Устранение дорогостоящих вторичных компонентов управления температурой и резкое уменьшение размера системы.

Ваше руководство по материалам для термоинтерфейса

Материалы для термоинтерфейса (TIM) считаются важной частью любой эффективной системы терморегулирования. Их задача — передавать тепло между двумя или более твердыми поверхностями.

Сегодня материалы для термоинтерфейса включают множество продуктов, в том числе материалы с фазовым переходом, заполнители зазоров и термопасту. Существуют также менее податливые материалы, такие как теплопроводящее оборудование, клейкие пленки и терморезиновые прокладки.

Лучшее понимание опций поможет вам выбрать правильный материал для вашего приложения. Крайне важно, чтобы вы полностью понимали факторы, влияющие на то, какой материал подходит для ваших нужд. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этом здесь.

Типы материалов термоинтерфейса: ароматизаторы и категории

Сегодня используется несколько материалов для термоинтерфейса. Здесь описаны наиболее распространенные.

Клейкие ленты

Теплопроводящие клейкие ленты обладают тем преимуществом, что они являются частью системы терморегулирования и обеспечивают механическую стабильность конструкции.Клейкие ленты обычно используются для приклеивания светодиодных ламп и корпусов полупроводников к поверхностям теплоотвода.

В отличие от некоторых других материалов, обсуждаемых ниже, ленты требуют только давления, чтобы полностью раскрыть свой потенциал. Вы также можете заменить механическое крепежное оборудование, такое как пружины и винты, что снизит ваши затраты и время установки.

Пасты, замазки, гели и смазки

Термопасты, шпатлевки, гели и смазки выпускаются в жидком состоянии при комнатной температуре.Обычно они имеют консистенцию, напоминающую зубную пасту или мягкое масло.

Хотя некоторые продукты предназначены для затвердевания или отверждения до резиноподобной консистенции после нанесения, некоторые остаются жидкими на протяжении всего срока службы.

Смазка

обычно продается как неотверждаемый продукт и наносится тонкими слоями, чтобы улучшить теплопередачу между поверхностями, которые обычно являются гладкими и плоскими. Шпаклевка — это материал, который применяется для увеличения толщины. Он используется для заполнения промежутков между неровными или необычными поверхностями или поверхностями, которые не соприкасаются друг с другом.

Эти продукты не проводят электричество. Однако некоторые из них могут быть проводящими и могут вызвать проблемы, если узлы моста в цепи не должны быть подключены.

К сожалению, в зависимости от приложения может возникнуть несколько проблем. В большинстве случаев лучшим вариантом является использование подушечек, лент, клея или рулонных материалов, поскольку они устраняют многие из наиболее распространенных проблем.

Материалы с фазовым переходом

Материалы с фазовым переходом или ПКМ будут переходить из твердого состояния в вязкую жидкость при более низких температурах.Обычно это значение находится в диапазоне от 131 до 149 градусов по Фаренгейту.

Это изменение фазы должным образом позволяет обрабатывать материалы как твердые при комнатной температуре и сохранять смачиваемость и комфортность жидкостей при повышенных рабочих температурах.

Они относятся к продуктам с консистентной смазкой, но PCM предлагают еще несколько привлекательных преимуществ. В процессе ручной сборки они не такие беспорядочные, они обычно не страдают от высыхания и могут быть предварительно применены для сборки в будущем.

Все это возможно при обеспечении тепловых характеристик, аналогичных характеристикам консистентных продуктов, упомянутых выше. Хотя это правда, PCM менее устойчивы к неправильному применению и стоят дороже.

PCM можно найти в нескольких формах. К ним относятся рулоны или листы, предварительно вырезанные из одной и той же формы для соответствия определенным упаковкам устройств, жидкие диспенсеры и дезодорирующие палочки для нанесения втирания. Раздаваемые жидкости предназначены для затвердевания или высыхания до состояния с переходом твердой фазы после первоначального нанесения.

Продукция в форме и листе будет сочетать выбранный PCM с другими материалами для обеспечения желаемых свойств, включая улучшенную структурную целостность для простоты использования или даже надежную электрическую изоляцию. Эти изделия классифицируются как «термопрокладки» или что-то в этом роде.

Заливочные компаунды и жидкие клеи

Термические клеи на самом деле представляют собой специализированный тип клея, который предназначен для передачи тепла при удерживании предметов вместе.Вы можете приобрести их в виде чувствительных к давлению лент или листов, а также в виде отвердителей.

Герметик для заливки в основном предназначен для обеспечения защитной герметизации. Это происходит при передаче тепла от внутренних частей системы к внешней оболочке. Их можно приобрести в жидком виде.

Продукты, которые продаются в виде жидкостей, после отверждения могут обладать несколькими адгезионными и механическими свойствами. Некоторые из них едва прилипают к поверхности при нанесении, и их можно легко удалить.Другие обеспечивают умеренную адгезию, а некоторые даже обеспечивают постоянную адгезию.

Некоторые из них будут иметь эластичную и мягкую текстуру после полного высыхания и их легко повредить или порвать, как у твердого сыра. Другие будут лечить почти в непреклонном состоянии.

Расширенные материалы

Новый тип термического материала основан на угле, называемом пиролитическим графитом. Они обладают необычным свойством анизотропии. Свойства вещества меняются в зависимости от направления сквозь материал при измерении.

Благодаря толщине этих листов можно проводить тепло так же хорошо, как и любой из других перечисленных TIM. Основной материал очень гибкий и обеспечивает умеренный уровень электропроводности.

Благодаря уникальным характеристикам этих материалов на основе графита, они могут перемещать тепло в узких пределах современных потребительских устройств. Они также работают в приложениях, где требуется качественное решение для управления температурным режимом.

Размеры: заполнитель зазора или интерфейс

Понимание размеров вашего приложения имеет решающее значение для выбора правильных материалов для терморегулирования.Термический интерфейс — это пространство между радиатором и компонентом, а теплопроводящая среда, используемая здесь, — это TMI.

Обычно пространство невелико (обычно в микронном масштабе). Приложение для заполнения зазоров больше связано с расстоянием между компонентом и металлическим корпусом, в котором находится блок электроники. Обычно это измеряется в миллиметрах.

В этой ситуации теплопроводящий материал помогает свести к минимуму возможность возникновения горячих точек в устройстве, а корпус работает как теплоотвод.

Разница между несколькими миллиметрами и несколькими микронами имеет решающее значение для характеристик выбранного вами термоматериала. Например, если вы поместите TIM в приложение для заполнения зазоров, он, вероятно, будет более нестабильным в более толстом слое из-за вибраций или термоциклирования, вызывающих смещение.

Кроме того, если для термоинтерфейса используется материал, заполняющий зазоры, вероятно, будет сложно получить ровную тонкую пленку. Это создает более высокое тепловое сопротивление на границе раздела.Это также приведет к минимальной эффективности теплопередачи.

Несоединение или склеивание: тампон или паста

Существует несколько вариантов теплопроводных материалов. Выбор между ними определяется дизайном приложения и производственным дизайном, а также важными факторами производительности, которые должны быть достигнуты.

Например, выбор между несвязывающими или склеивающими материалами зависит от того, должен ли радиатор удерживаться на месте материалом интерфейса.В таком случае лучшим вариантом будет связующий состав.

С другой стороны, может потребоваться фиксированный состав (это означает, что он не будет двигаться). В этой ситуации может потребоваться выбрать термопрокладку. Это дает дополнительное преимущество в виде предварительной обрезки по размеру для обеспечения плавного нанесения.

Однако вы должны понимать, что оба этих варианта обеспечат более толстый интерфейсный слой и более высокое тепловое сопротивление. Компромисс исходит из требований к характеристикам выбранных соединений, а также понимания условий применения.

Повышение эффективности теплопередачи за счет широкого диапазона температур

При отводе тепла часто происходят тепловые изменения, поскольку большинство устройств выключаются и включаются. При использовании они обычно имеют разные требования к питанию.

Кроме того, изменения температуры окружающей среды могут привести к экстремальным изменениям в устройстве. Хороший пример этого — автомобильные приложения. Они должны работать после отключения питания в условиях, которые ниже или выше стандартной температуры окружающей среды.

Это означает, что выбранная среда для рассеивания тепла может работать в температурных пределах, определенных для устройства. Это необходимо делать с сохранением производительности в изменяющихся условиях.

Распространенная проблема — «откачка». Это происходит, когда напряжения, вызванные изменениями в интерфейсных подложках, заставляют незатвердевающий интерфейсный материал начать движение.

Способность модуля TIM противостоять этим нагрузкам поможет улучшить характеристики устройства в течение срока его службы.Однако это зависит от межфазного расстояния, а также от количества и типа применяемого TIM.

Когда тепловые эффекты являются важным фактором, стоит рассмотреть возможность использования материалов с фазовым переходом. К ним относятся не связывающие, неотвержденные материалы, которые при температуре фазового перехода превращаются в более мягкий материал.

Свойства материалов позволяют им соответствовать контурам поверхности раздела и обеспечивать более низкое тепловое сопротивление, чем отвержденный продукт, при этом сводя к минимуму эффекты откачивания, которые обычно наблюдаются с неотвержденными продуктами.

Требуется ли защита в условиях окружающей среды?

Наряду с температурными изменениями, вы должны учитывать и другие факторы окружающей среды. Заполнитель зазора или термоинтерфейсный материал также может быть устойчивым к другим условиям окружающей среды, таким как агрессивные газы, солевой туман, высокая влажность и т. Д.

Также важно учитывать на этапе проектирования, независимо от того, могут ли эти внешние факторы повлиять на характеристики используемого термопаста.

Поскольку слои ТИМ обычно очень тонкие и находятся между двумя подложками, маловероятно, что он полностью подвергнется воздействию этих условий. Однако при использовании материала для заполнения зазоров более вероятно, что на него повлияют неблагоприятные условия окружающей среды. Это означает, что лучше всего будет перейти от заполнителя зазора к составу, обеспечивающему полную защиту, например, к теплопроводящей герметизирующей смоле.

Нанесение материала термоинтерфейса

Используемая техника нанесения зависит от продукта.Для неотверждаемых и неотверждаемых продуктов метод нанесения может представлять собой автоматическое дозирование или трафаретную печать. Основное отличие — время работы отверждаемого материала.

Например, если продукт быстро сохнет на ощупь, он может не подходить для трафаретной печати. Это связано с тем, что затвердевший продукт может блокировать экран.

Обычно небольшое количество материала следует наносить для заполнения зазоров и термоинтерфейса, чтобы обеспечить максимальный уровень теплопередачи.Для термоинтерфейса слой должен обеспечивать равномерное покрытие по всей поверхности раздела.

Когда используется заполнитель зазора, материал необходимо наносить, следя за тем, чтобы весь воздух был удален. Это связано с тем, что воздух плохо проводит тепло и может привести к появлению дополнительных горячих точек.

Если вы выберете герметизирующую смолу, вам, вероятно, придется покрыть всю печатную плату. Количество смолы, которое вам необходимо нанести, должно обеспечивать баланс между желаемым уровнем защиты и уменьшением увеличения объема или веса в результате нанесения смолы.

С учетом совместимости выбранного материала

Вопрос совместимости материалов часто упускается из виду. Это потому, что это не считается серьезной проблемой во многих приложениях современной электроники, где он используется.

Однако в некоторых ситуациях это может быть проблемой. Например, некоторые датчики влажности и газа могут быть повреждены, если они подвергаются воздействию паров силикона. Это означает, что вы должны выбрать TIM на основе силикона.

Кроме того, пластиковая оптика и светодиоды в силиконовом корпусе могут быть повреждены при воздействии на них определенных органических паров. Вот почему рекомендуется проверить совместимость материалов с термоклеями, которые вы собираетесь использовать.

Понимание материала термоинтерфейса: теперь вы знаете

Когда дело доходит до материала термоинтерфейса, нужно многое знать. Понимание вариантов и определение факторов, которые следует учитывать, помогут вам сделать правильный выбор для вашего приложения.

В большинстве случаев лучше всего будет выбрать более бесшовное покрытие из подушечек, лент и клея. Это уменьшает беспорядок, проблемы с нанесением и другие проблемы, возникающие с гелями, замазками и смазками.

Помните, однако, что могут возникнуть проблемы. Лучше всего работать с профессиональным поставщиком услуг, чтобы обеспечить желаемый результат для вашего приложения. Каждый материал термоинтерфейса уникален, и понимание этого — первый шаг к поиску правильного варианта.

Если вам нужны эти материалы или помочь решить, что подходит для вашего приложения, свяжитесь с нами или запросите расценки. Мы здесь, чтобы помочь с вашими потребностями в TIM, независимо от того, что вы создаете.

Материалы термоинтерфейса | Electronics Cooling

APEC — это ведущая конференция для практикующих профессионалов в области силовой электроники, на которой рассматривается широкий круг тем, связанных с использованием, проектированием, производством и маркетингом всех видов оборудования силовой электроники.Присоединяйтесь к нам 9-12 июня 2021 года в Фениксе, штат Аризона.

Home

Конференция по прикладной силовой электронике (APEC) посвящена практическим и прикладным аспектам бизнеса силовой электроники. Это не просто конференция дизайнеров; У APEC есть кое-что интересное для всех, кто занимается силовой электроникой:

• OEM-производители оборудования, которые используют блоки питания и преобразователи постоянного тока в своем оборудовании
• Разработчики источников питания, преобразователей постоянного тока в постоянный, моторных приводов, источников бесперебойного питания, инверторов, и любые другие силовые электронные схемы, оборудование и системы
• Производители и поставщики компонентов и узлов, используемых в силовой электронике
• Инженеры по производству, качеству и тестированию, связанные с оборудованием силовой электроники
• Маркетинг, продажи и все, кто участвует в бизнесе силовой электроники
• Инженеры по соответствию проверяют и квалифицируют силовое электронное оборудование или оборудование, в котором используется силовая электроника

ОБРАЩЕНИЕ С ДОКУМЕНТАМИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СЕССИИ

APEC 2021 продолжает давнюю традицию решения вопросов, представляющих непосредственный и долгосрочный интерес для практикующих специалистов. инженер-энергетик.Превосходный технический контент предоставляется по одной из самых низких регистрационных затрат на любой конференции IEEE.

СКАЧАТЬ ИНСТРУКЦИИ

ОТПРАВИТЬ ДОКУМЕНТ

ЗАПИСАТЬСЯ НА РЕЦЕНЗЕНТ

---

3

3

8 июня 2020 г .: открывается сайт для подачи дайджестов

28 августа 2020 г .: Крайний срок подачи дайджестов

28 октября 2020 г .: Уведомление о принятии или отклонении статьи

20 ноября 2020 г .: Окончательные статьи и регистрация авторов должны быть выполнены

Тип материалов термоинтерфейса

Вернуться в блог Boyd

Термоинтерфейсный материал имеет решающее значение для любого решения по терморегулированию.Также важно знать характеристики различных типов материалов термоинтерфейса, чтобы вы могли сделать правильный выбор для вашего приложения. В зависимости от вашего приложения вы можете использовать один тип TIM вместо другого, чтобы повысить производительность. Одни жесткие, другие гибкие. Некоторые TIM являются твердыми, а другие могут меняться между фазами. Для улучшения теплопередачи между поверхностями доступен широкий спектр типов материалов для термоинтерфейса, но очень важно выбрать правильный тип.

Итак, давайте рассмотрим их!

Список типов материалов термоинтерфейса:

Термопаста

Для любого, кто создал свой собственный компьютер, термопаста, вероятно, является первым из типов материалов для термоинтерфейса, которые приходят на ум. Как нетрудно догадаться, термопаста — это смазка, специально разработанная для обеспечения высокой теплопроводности. Большинство термопаста имеют силиконовую основу с крошечными частицами теплопроводящего наполнителя, которые увеличивают общую проводимость смеси.На рынке есть смазки без силикона для приложений, чувствительных к силикону. Области применения, связанные со смачиваемостью и адгезией поверхностей, которые могут контактировать с термопастой, выиграют от использования компаунда, не содержащего силикона.

Широко доступное и стандартное приложение

Термопасту легко приобрести, что делает ее популярной для проектов DIY или небольших серийных прототипов или серийного производства. Для приложений, требующих единообразия от одного продукта к другому, относительно просто создать шаблон для проверки на термопасте.Это упрощает и сокращает расходы на смазку для конкретного применения. Другие материалы с термоинтерфейсом требуют высечки для изготовления нестандартных форм, что обычно дороже, чем сито для консистентной смазки.

Низкое сопротивление интерфейса, идеально подходит для плоских поверхностей

Поскольку консистентная смазка является псевдотипом жидкости, приложение давления к термопасте между двумя поверхностями заставляет смазку сдвигаться и тонко растекаться между этими поверхностями. Это дает нам преимущество в управлении температурным режимом.Чем тоньше материал между поверхностями, между которыми вы пытаетесь передать тепло, тем меньшее сопротивление ваш интерфейсный материал будет оказывать на теплопередачу. Это делает термопасту идеальной для плоских и гладких поверхностей. Более грубые или более детализированные поверхности с разной высотой имеют небольшие карманы, в которых смазка не может полностью заполниться, поэтому были разработаны другие материалы для термоинтерфейса, такие как заполнители зазоров.

под давлением

Термопаста требует подпружиненного монтажного усилия.По мере нагревания термопаста она может немного растекаться и разжижаться. Чтобы убедиться, что обе поверхности постоянно контактируют и сжимают смазку, лучше всего использовать пружинящее усилие для крепления смазанных поверхностей.

Смазки, какой беспорядок

В испытательной лаборатории мы шутим о невероятной способности термопаста проникать куда угодно и куда угодно. Посмотри на это неправильно, и это попадет тебе на рубашку. Как и любую другую смазку, термопасту сложно очистить и сохранить в надлежащем состоянии.В меньших количествах смазка хранится в тюбиках и шприцах, что позволяет лучше контролировать нанесение. Большее количество термопасты поставляется в больших емкостях с большими крышками, и нанесение смазки из открытой ванны может привести к беспорядку.

Для некоторых применений эта способность термопасты, казалось бы, перемещаться сама по себе исключает ее как потенциальный TIM. Если ее безопасно нанести и спрятать от любых участков, требующих регулярного обслуживания, термопаста может стать подходящим вариантом для вашего применения.В противном случае ищите менее жидкие вещества для подходящего материала термоинтерфейса.

Смазка одноразового использования

Несмотря на то, что термопаста отличается гибкостью и простотой применения, она имеет недостаток — ее нельзя использовать повторно. После того, как смазка сжимается и становится жидкой, нет надежного способа собрать смазку до первоначальной толщины, которую вы нанесли, без создания воздушных карманов, которые сводят на нет весь смысл материала термоинтерфейса.Вот почему производители, такие как Aavid, предлагают термические решения с термопастой, предварительно нанесенной на радиаторы, чтобы обеспечить постоянное количество смазки вместе с смазочным покрытием, чтобы защитить смазку до тех пор, пока она не будет готова к установке.

После продолжительного использования термопаста имеет тенденцию к выделению газов и высыханию более летучих химикатов в смеси. Химические вещества, которые выделяются в атмосферу, уменьшают вязкость и упрощают процесс нанесения, так что это не проблема для продукта спустя годы.Когда дело доходит до переделки, это проблема. Смазка остается рассыпчатой ​​и не подлежит повторному нанесению. Единственный способ добиться тех же характеристик, что и раньше, — повторно нанести свежую термопасту.

Заполнители зазоров

Заполнители зазоров — еще один популярный тип интерфейсного материала. Заполнители зазоров представляют собой эластомерные листы, обычно сделанные из силикона, которые содержат специальный термонаполнитель для увеличения общей теплопроводности материала. Эти материалы поставляются с широким спектром опций, поэтому довольно легко найти подходящий заполнитель зазоров для конкретного применения.Заполнители зазоров обычно вырезаются до стандартных размеров устройства или индивидуальной формы для конкретных приложений.

Широкий выбор материалов для заполнения зазоров

Заполнители зазоров, вероятно, являются самым разнообразным основным типом материалов для термоинтерфейса. Все наполнители зазоров имеют смешанный базовый эластомер и термический наполнитель, в состав которых входят материалы, не содержащие силикона и силикона. Это лишь часть возможностей, доступных при выборе заполнителя зазоров. В пределах одной и той же смеси эластомера и наполнителя есть листы различной толщины, липкие или адгезионные варианты для каждой стороны листа, армирующие материалы, такие как стекловолокно, и варианты носителей для защиты материала перед нанесением.Некоторые материалы могут электрически изолировать горячие устройства. Другие заполнители зазоров обладают способностью поглощать электромагнитные помехи (EMI). Между всеми этими вариантами у вас может быть сотня вариантов с одним типом материала. Этот набор опций делает заполнители зазоров популярным выбором, когда речь идет о материалах для термоинтерфейса.

Совместимость с допуском наложения и множественные устройства с заполнителями зазоров

Поскольку заполнители зазоров сделаны из эластомерного основного материала, они обладают упругими свойствами.Это означает, что он может сжиматься и может оказывать давление, пропорциональное его отклонению, на поверхности, прижимающиеся к нему. Но вместо осевой пружины это упругая поверхность, которую можно сжимать в разной степени по всей своей поверхности. Вот почему заполнители зазоров так эффективны при установке стеков допусков и нескольких устройств. Заполнители зазоров будут иметь разную высоту, поэтому, если есть конкретное устройство, где допуски складываются и имеют небольшую разницу, заполнитель зазора все еще может эффективно подключать устройство к радиатору.И это не обязательно должно быть только одно устройство, это может быть несколько устройств, которые необходимо подключить к одному радиатору. С заполнителями зазоров это возможно.

Материал термоинтерфейса многоразового использования

Заполнители зазоров обладают некоторой возможностью повторного использования. Поскольку они эластомерные, эти термоинтерфейсные материалы обладают способностью возвращаться на место. Когда мы слишком сильно нажимаем, мы создаем пластическую деформацию в заполнителе зазора, когда он не может полностью восстановить свою первоначальную толщину.Так что, если мы останемся в этом диапазоне, мы снова сможем использовать заполнители зазоров. Если у заполнителя зазора есть клейкая сторона, он может плохо отслаиваться, что также ограничивает его возможность повторного использования. Клейкие или липкие поверхности также обладают сверхъестественной способностью обнаруживать любые плавающие вокруг частицы, поэтому поверхность может испачкаться, если демонтаж и повторная установка заполнителя зазоров не будет происходить в чистой и контролируемой среде.

Изоляционное оборудование

Термоинтерфейсный материал в виде оборудования обычно используется из-за его высокой теплопроводности и электроизоляционных свойств.Некоторые метизы также используются в качестве втулок или опорных поверхностей. Изоляционное оборудование для термоинтерфейса известно своей механической стабильностью и более высокой термостойкостью по сравнению с другими TIM.

Изоляционные крепежные материалы

Обычно используется теплопроводящая керамика, такая как оксид алюминия, нитрид алюминия и оксид бериллия, поскольку они доступны по цене и относительно просты в изготовлении дискретных компонентов оборудования. Слюда, природный минерал, имеет пластинчатую структуру с отличной проводимостью через плоскость листов.Поскольку слюда широко доступна и проста в обработке, она также является популярным материалом, когда речь идет о электроизоляционных, но теплопроводных аппаратных компонентах. Аппаратные средства также могут быть изготовлены из пластмасс, таких как нейлон, ацеталь с наполнителем из ПТФЭ или диаллилфталат. Пластмассы, которые используются для изоляции оборудования, требуют высокой диэлектрической прочности, а также хорошей термической и химической стабильности.

Отсутствие гибкости для модификации и настройки

Аппаратные средства должны быть изготовлены в той форме, в которой они будут использоваться, особенно керамические аппаратные средства TIM.Большая часть оборудования зависит от устройства или создается с учетом очень конкретных размеров.

Керамике необходимо придать форму устройства, в котором она будет использоваться, и предусмотреть надлежащие выводы и монтажные отверстия перед обжигом. В противном случае потребуется последующая обработка. Обработка керамики может быть трудной и потенциально опасной. Керамика хрупкая и требует деликатного обращения при механической обработке, а в случае оксида бериллия необходимо соблюдать особые меры предосторожности для защиты от вдыхания любых твердых частиц.Мелкие частицы оксида бериллия токсичны при вдыхании в легкие. Таким образом, гораздо проще придать керамике нужную форму с самого начала, а не после.

Пластмассы немного более снисходительны, чем керамика, когда дело касается механической обработки. Поскольку большинство этих деталей отлито под давлением или экструдировано и отрезано по длине, постобработка обычно не требуется. Но у вас может быть приложение, которому нужно немного другое. В этих случаях, как правило, проще изготавливать пластмассовые изоляционные детали в требуемой окончательной форме, поскольку механическая обработка пластмассы может иметь свои собственные сложности.Большинство процессов обработки нагревают пластик и вызывают нежелательную деформацию и коробление. Некоторые пластмассы могут загореться. Другие могут быть слишком хрупкими и ломкими. В общем, лучше всего получить нужную форму пластиковому изоляционному оборудованию прямо при его покупке.

хорошо ладит с другими

Поскольку большая часть оборудования имеет очень низкую эластичность или сжимаемость, они используются вместе с другими материалами для термоинтерфейса. В случаях, когда поверхность не очень гладкая, можно использовать более податливый материал с изолирующими элементами, чтобы удалить воздушные зазоры между поверхностями.Термопаста, которая может не иметь уровня электрической изоляции, требуемого для конкретного применения, будет размещена с обеих сторон оборудования, чтобы минимизировать любые воздушные зазоры. Это обеспечивает как высокую теплопроводность, так и высокую электрическую изоляцию между поверхностями. В некоторых случаях материал, такой как прокладка для зазоров или заполнитель зазоров, следует использовать с оборудованием, особенно если приложение может иметь проблемы с ударами и вибрацией. В таких ситуациях изоляционные материалы для термоинтерфейса оборудования лучше всего использовать с другим типом материалов для термоинтерфейса.

Многоразовое оборудование

Аппаратное обеспечение

, если оно не сломано, можно использовать повторно, как и любое другое оборудование. Просто аккуратно удалите из одного приложения и установите оборудование в новую сборку. Хотя, если вы используете оборудование в сочетании с другим термоинтерфейсным материалом, таким как смазка, смазку необходимо удалить и заменить для нового применения оборудования.

Термопрокладки и пленки

Термопрокладки и пленки — это тонкие материалы, используемые для отвода тепла от одной поверхности к другой.Эти интерфейсные материалы также идеально подходят для отвода тепла вдали от горячих точек. Все термопрокладки и пленки, кроме нескольких, являются гибкими материалами. Как и заполнители зазоров, термопрокладки, пленки и фольга обычно разрезаются на стандартные размеры устройств или индивидуальные формы для конкретных применений.

Подушечки обычно изготавливаются из материала на основе силикона с более высокой твердостью, чем заполнители зазоров. Как и заполнители зазоров, силиконовые прокладки также легированы более проводящими материалами, такими как оксид алюминия или нитрид бора. Кроме того, термопрокладки армированы стекловолокном или другим материалом для повышения сопротивления материала разрыву.Это делает термопрокладки надежной и совместимой заменой оборудования термоинтерфейса.

Термопленки обычно изготавливаются из полиимида, прозрачного термореактивного полимера, обладающего отличными электрическими изоляционными свойствами. Вы также услышите, что он называется его торговой маркой Kapton. Пленки могут быть сделаны из других материалов, например из графита, о котором мы поговорим чуть позже.

Электрическая изоляция

Не все термопрокладки и пленки считаются электроизоляционными.Для электроизоляционных материалов они становятся более популярным вариантом, чем изоляционное оборудование, из-за их гибкости, легкого веса и чрезвычайно тонких свойств. Это особенно выгодно для бытовой электроники, которая продолжает вкладывать больше энергии и компонентов в более тонкие устройства. Если у вас есть приложения с высокой мощностью и вам требуется определенный уровень гибкости или соответствия вашему термоинтерфейсному материалу, предпочтительным выбором будут термопрокладки или термопленки.

Колодки и пленки графитовые

Графитовые пленки являются исключением из общих правил термопрокладки или пленки.Графитовые прокладки состоят из стопки листов графена, расположенных друг над другом, поэтому тепло и электричество легко перемещаются между атомами углерода, связанными вместе внутри листа. Листы графена не связываются прочно друг с другом, поскольку углеродные связи уже созданы в плоскостях графена, а не между ними. Хотя графитовые пленки превосходны, когда дело доходит до распространения тепла по его плоскости, графитовые пленки относительно хрупкие и хрупкие по сравнению с другими пленками и прокладками. Они также не являются электрически изолирующими, поскольку электроны могут легко проходить через структуру графита.

При этом графитовые интерфейсные материалы могут эффективно заменять термопасты или смазки. Хотя мы немного поговорим о материалах с фазовым переходом, графитовые материалы являются полезным материалом, когда ваше приложение не достигает температур плавления материалов с фазовым переходом. Графитовые материалы обладают высокой термостойкостью, поэтому их можно использовать при температурах выше 200 ° C. При экстремальных температурах, превышающих 200 ° C, следует рассмотреть возможность помещения графитовых пленок в вакуумную среду.Это предотвратит окисление углерода в графитовых пленках. графитовые пленки с превосходным затуханием для защиты от электромагнитных помех в диапазоне до ГГц.

Эти пленки нельзя использовать повторно, так как давление может заставить графит прилипать к каждой из поверхностей, с которыми он контактирует. Когда поверхности, соединенные графитовой прокладкой, удаляются друг от друга, графитовая прокладка прилипает к поверхностям, но отслаивается вдоль отдельных слоев графена прокладки.

Возможность повторного использования термопрокладок и пленок

Поскольку некоторые прокладки содержат силикон, они похожи на материалы термоинтерфейса для заполнения зазоров, где, если вы сожмете их выше определенной точки, они останутся слегка сжатыми.К счастью, большинство термопрокладок имеют высокую твердость и требуют большого усилия для деформации формы и толщины прокладки. Это делает термопрокладки идеальным материалом для термоинтерфейса многоразового использования.

Пленки больше похожи на оборудование, когда мы рассматриваем возможность повторного использования. Как правило, если термопленка исправна и не помята, ее можно использовать повторно, как и термическое оборудование. Если пленка помята, на ней могут образоваться нежелательные воздушные карманы.

Термолента

Термолента

— это распространенный интерфейсный материал.Термоленты приклеиваются с одной или обеих сторон, поэтому могут либо приклеиваться только к одной поверхности, либо соединять две поверхности вместе. Обычно это делается с помощью клея, чувствительного к давлению, который необходимо сжать между поверхностями, чтобы получить механическое соединение, которое может обеспечить термолента. Самая большая разница между термолентами и обычными, повседневными двусторонними лентами заключается в том, что они специально созданы с использованием наполнителей и полимеров с высокой теплопроводностью.

Есть термоленты, которые представляют собой просто клей.Их помещают на подкладку или носитель, чтобы держать их в листе или рулоне, прежде чем они попадут в свое приложение. С этими безосновными термолентами будет сложно работать и правильно наложить, если их не разрезать и не обращаться с ними должным образом. Если какая-либо часть термоленты начинает к чему-то прилипать, удалить ленту, не растягивая клей, может быть сложно. Вот почему большая часть термолент имеет основной материал. Эти носители обычно представляют собой теплопроводную пленку с нанесенным клеем на одну или обе стороны.

Не беспокойтесь об этом винте для потери веса

Термолента может снизить потребность в монтажном оборудовании для небольших устройств и радиаторов, которые обычно устанавливаются вместе. Это особенно полезно, если вы обнаружите, что небольшое устройство на вашей плате требует некоторого управления температурой после того, как вы спроектировали и раскрутили плату. У вас может не быть места для установки оборудования, но у вас все еще есть возможность прикрепить радиатор к вашему устройству с помощью термоленты.

Вес мира

Возможно, вы захотите пересмотреть термоленту для вашего приложения, если у вас есть тяжелое приложение или радиатор, который вы пытаетесь наклеить на поверхность.Вес более крупных радиаторов может превзойти механическую прочность термоленты. Высокий уровень вибрации или ударов также может превысить склеивающую способность термоленты. Хотя термоленты обладают определенным уровнем механической прочности и хороши в крайнем случае, они, как правило, не лучший выбор термоинтерфейса для грубых применений. Используйте термоленту для небольших приложений.

Я застрял на тебе

Термоленты

нельзя использовать повторно, если они выполняют свою работу.Они хотят придерживаться того, чего вы их придерживаете, и не отпускать их. Существуют уловки, такие как нагревание клея, а затем попытки разобрать поверхности, чтобы разобрать узел с помощью термоленты. Или для некоторых клеев требуется какой-то растворитель или чистящее средство, чтобы удалить любые остатки с поверхностей, что ухудшает адгезионную способность ленты. Отслаивание термоленты от поверхности, на которую они наложены, обычно делает их неровными и неэффективными в качестве материала для термоинтерфейса для будущих применений.Необходимо очистить поверхности и наклеить новую ленту. Но термоленту довольно легко наносить, поэтому она не обязательно исключает использование термоленты для приложений, требующих переделки или обслуживания.

Материал фазового перехода

Материал с фазовым переходом представляет собой интересный тип материала для термоинтерфейса. Он состоит из воскообразного вещества с определенной температурой плавления, обычно между 50-65 ° C. Пока материал переходит из твердого состояния в жидкое, температура материала постоянно остается на уровне его температуры плавления, так как он поглощает тепло.Это обеспечивает отличный контроль температуры между поверхностями. Как только материал с фазовым переходом поглощает свою скрытую теплоту плавления, энергию, необходимую для полного расплавления твердого тела, материал с фазовым переходом начинает повышать температуру, находясь в жидком состоянии.

Многие материалы с фазовым переходом наносятся на основной материал с высокой теплопроводностью, который также используется в установке. Некоторые используют термопленку или алюминиевую фольгу, чтобы удерживать материал до и во время его установки.Другие материалы с фазовым переходом имеют пленки с обеих сторон, поэтому при установке воскообразного материала пленки с обеих сторон удаляются, оставляя только материал с фазовым переходом между поверхностями.

Проникновение во все уголки и закоулки

Когда материал с фазовым переходом нагревается выше определенной температуры, он плавится и перетекает в любые существующие укромные уголки и щели между поверхностями, между которыми находится. Материалы термоинтерфейса с фазовым переходом удаляют даже мельчайшие воздушные карманы и обеспечивают действительно низкое сопротивление раздела между поверхностями.Таким образом, после первого плавления фазового перехода вы можете рассчитывать на стабильно низкое тепловое сопротивление между поверхностями, между которыми вы передаете тепло.

Мы справимся с этим грубым патчем

Поскольку материалы с фазовым переходом превращаются в жидкости, они могут попасть в некоторые ограниченные пространства, недоступные для других материалов с термоинтерфейсом. Это также означает, что он может легко обрабатывать грубые поверхности. Поверхности с дефектами, шероховатостями или любые поверхности, отличные от идеальных, могут выиграть от использования материала с фазовым переходом для передачи тепла.Однако заполнители зазоров по-прежнему являются лучшим выбором для огромных различий в высоте. Потребуется добавить большое количество материала с фазовым переходом, чтобы занять тот же объем, что и заполнители зазоров.

Must Love Springs

Подобно термопастам, материалы с фазовым переходом истончаются после первого нанесения между поверхностями. По мере того, как воск плавится и заполняет все доступные пустоты, этот материал теперь представляет собой дефекты поверхности и больше не увеличивает толщину материала. Вот почему материалы с фазовым переходом следует использовать с подпружиненными методами крепления.Сила пружины будет сжимать материал с фазовым переходом, пока он находится в жидком состоянии. Сила помогает разжижить материал, что также снижает сопротивление поверхности раздела. Все это помогает улучшить теплопередачу между поверхностями.

Простая очистка при замене материала фазового перехода

Как и термопаста, материал с фазовым переходом нельзя использовать повторно, но его также нельзя счищать, как смазку. В отличие от пластичных смазок, материалы с фазовым переходом при остывании принимают более твердую форму, что облегчает их соскабливание с поверхностей.Обычные чистящие жидкости, такие как изопропиловый спирт, также могут быть использованы для очистки парафиноподобного материала с фазовым переходом без необходимости какой-либо иной обработки поверхностей.

Термоэпоксидная смола

Термоэпоксидная смола — самый прочный материал для термоинтерфейса. Что отличает термостойкую смолу от других эпоксидных смол, так это теплопроводящие наполнители, смешанные со смолами. В некоторых эпоксидных смолах используются теплопроводящие керамические частицы, а в других — мелкие металлические частицы. Как и другие эпоксидные смолы, есть одна часть и две части смолы, которые можно смешивать и наносить для соединения поверхностей.Тип используемой эпоксидной смолы обычно зависит от соединяемых материалов.

Прочность многих материалов

Эпоксидная смола делает то, чего не делают большинство других материалов для термоинтерфейса; Термические эпоксидные смолы создают прочную механическую связь между поверхностями, между которыми происходит отверждение. Это позволяет термической эпоксидной смоле использовать как материал для термоинтерфейса, так и способ крепления. В некоторых случаях это может помочь уменьшить количество монтажного оборудования, используемого в продукте или приложении.Вот почему мы можем изготавливать радиаторы из эпоксидной смолы, которые мы называем радиаторами с эпоксидной связью.

Возможные ограничения доставки

Термоэпоксидная смола не подлежит повторному использованию. Как и любая другая эпоксидная смола, после того, как вы установите термостойкую смолу, полимерные связи, которые образуются и прикрепляются к поверхностям, не будут легко разрушаться. Вот почему вам следует подумать о том, сколько доработок вам может потребоваться на вашем продукте, прежде чем вы решите, что термическая эпоксидная смола вам подходит. Если вам нужно провести техническое обслуживание устройства с эпоксидными поверхностями, вам будет сложно обойти радиатор, а еще сложнее будет его удалить.

Хотя на рынке есть растворители, которые могут удалить определенные отвержденные смолы, это специализированные продукты, которых обычно не бывает в лаборатории или мастерской. Иногда вам просто нужно принести свою эпоксидную связку на шоу и просто отпилить или отшлифовать то, что вы вместе покрыли эпоксидной смолой. Это, конечно, нежелательно, если на одной стороне эпоксидной связи находится тонкая печатная плата.

У вас есть немного места для маневра, чтобы переориентировать и смонтировать склеенные эпоксидной смолой поверхности до того, как эпоксидная смола застынет.Это время зависит от температуры, влажности и времени отверждения эпоксидной смолы, которую вы используете. Обычно легче очистить неотвержденную эпоксидную смолу, если вам нужно что-то переделать, поэтому вам нужно быть уверенным в том, что вы делаете, прежде чем даже смешивать эпоксидную смолу, и быть уверенным к тому времени, когда эпоксидная смола начнет застывать.

Прочность многих материалов

Смолы и отвердители, входящие в состав термической эпоксидной смолы, могут содержать довольно летучие химические вещества. Вот почему могут быть некоторые ограничения на транспортировку неотвержденной эпоксидной смолы.Возможно, неотвержденную эпоксидную смолу необходимо будет доставить наземным транспортом, поскольку воздушные перевозки могут нести риск, с которым авиагрузовые компании не хотят справляться.

Заключение термического интерфейса

Уф! Это много информации о материалах термоинтерфейса. Так что не расстраивайтесь из-за всех вариантов и нюансов каждого материала. Группа инженеров Aavid хорошо разбирается в выборе и применении материалов для термоинтерфейса.

Материалы для термоинтерфейса | Продукция Indium Corporation

Жидкий металл

Некоторые сплавы Indalloy ^® с очень низкой температурой плавления являются жидкими при комнатной температуре.Эти сплавы на основе галлия находят все более широкое применение в различных областях применения в качестве замены токсичной ртути, которая имеет высокое давление паров при комнатной температуре. Эти сплавы имеют пониженную токсичность и более низкое давление пара, чем ртуть.

Отличная теплопроводность и электрическая проводимость

Сплавные системы, которые являются жидкими при комнатной температуре, имеют высокую степень теплопроводности, намного превосходящую обычные неметаллические жидкости. Это приводит к использованию этих материалов для удельной теплопроводности и / или рассеивания тепла.Другими преимуществами этих систем жидких сплавов являются присущие им высокие плотности и электропроводность.

m2TIM

^™

m2TIM ^™ — это уникальный гибридный подход, сочетающий жидкий металл с твердой металлической преформой для обеспечения надежной теплопроводности и устранения необходимости в паяемой поверхности. Этот гибридный подход обеспечивает отличное смачивание поверхности и низкое межфазное сопротивление, а также устраняет риск откачки жидкого сплава.

Исключительная смачиваемость металлических и неметаллических поверхностей

Эти сплавы будут смачивать большинство металлических поверхностей после того, как оксиды будут в достаточной степени удалены с поверхности подложки. Однако галлий очень реактивен с некоторыми металлами даже при комнатной температуре. При высоких температурах галлий растворяет большинство металлов, хотя некоторые из них, включая Na, K, Au, Mg, Pb, Ni и, что интересно, Hg, лишь слабо растворяются при умеренных температурах. ¹

Галлий и сплавы галлия, такие как индий, обладают способностью смачивать многие неметаллические поверхности, такие как стекло и кварц. Осторожное втирание сплава галлия в поверхность может способствовать смачиванию.

Примечание: эти сплавы образуют тонкую на вид тусклую оксидную пленку, которая легко диспергируется при легком перемешивании. Поверхности, не содержащие оксидов, яркие и блестящие.

Приложения

Типичные области применения этих материалов: термостаты, переключатели, барометры, системы теплопередачи, а также конструкции для термического охлаждения и нагрева.Уникально то, что они могут использоваться для передачи тепла и / или электричества между неметаллическими и металлическими поверхностями.

Упаковка

Сплавы упаковываются в полиэтиленовые бутылки и отправляются в соответствии с действующими федеральными правилами.

Хранение / Срок годности

Невскрытые бутылки имеют гарантированный срок годности один год. По мере удаления сплава из бутылки рекомендуется заменить объем сухим аргоном.Это минимизирует возможность окисления на поверхности сплава. Если сплав хранился при температуре ниже точки плавления и затвердел, его следует повторно расплавить и тщательно встряхнуть или перемешать перед использованием. Следует проявлять осторожность при повторном нагревании сплава в исходной упаковке. Температура не должна превышать 65,6 ° C.

Прокрутите вправо, чтобы просмотреть всю доступную информацию.

Indalloy ® Номер	Ликвидус	Солидус	Композиция	Плотность г / см3
46L	7.6 ° С	6,5 ° С	61.0Ga / 25.0In / 13.0Sn / 1.0Zn	6,37
51	10,7 ° С	10,7 ° С	62,5Ga / 21,5 дюйма / 16,0Sn	6,50
60	15,7 ° С	15.7 ° С	75,5 Ga / 24,5 дюйма	6,35
77	25,0 ° С	15,7 ° С	95Ga / 5In	6,15
14	29,78 ° С	29,78 ° С	100Ga	5.90

Список литературы

1. К. Уэйд, А.Дж. Банистер, «Химия АЛЮМИНИЯ, ГАЛЛИЯ, ИНДИА и ТАЛИЯ», Пергамские тексты по неорганической химии, Vol. 12, 1975.

Материал термоинтерфейса | Современные тепловые решения

(Эта статья была опубликована в электронном журнале Qpedia Thermal e-Magazine, онлайн-публикации, посвященной управлению температурой электроники.Чтобы получить текущий выпуск или просмотреть архивы, посетите http://www.qats.com/Qpedia-Thermal-eMagazine.)

Qpedia продолжает обзор технологий, разработанных для систем охлаждения электроники. Мы представляем избранные патенты, которые были выданы разработчикам по всему миру для решения проблем охлаждения. Прочитав эту серию, вы будете больше осведомлены как об исторических разработках, так и о последних достижениях как в дизайне продуктов, так и в области их применения.

В данном обзоре технологий основное внимание будет уделено последним разработкам в материалах с термоинтерфейсом.(Wiklmedia Commons)

Мы уделяем особое внимание запатентованным технологиям, чтобы показать широту развития секторов продукции для управления тепловым режимом. Обратите внимание, что в этих областях существует множество патентов. Ограниченные объемом статьи, мы представляем небольшое количество, чтобы предложить представление всей области. Вам предлагается провести собственное патентное расследование.

Кроме того, если вы получили патент и хотели бы, чтобы он был включен в эти обзоры, пришлите нам свой номер патента или заявку на патент.

В этом выпуске основное внимание уделяется материалам для термоинтерфейса.

В этой области техники имеется много патентов США, и некоторые из представленных здесь являются недавними. Эти патенты демонстрируют некоторые характерные особенности, на которые обращают внимание разные изобретатели.

Материал термоинтерфейса с углеродными нанотрубками
US 7253442 B2 — Хуа Хуанг, Чанг-Хун Лю и Шоу-Шань Фань

Материал термоинтерфейса включает макромолекулярный материал и множество углеродных нанотрубок, встроенных в макромолекулярный материал равномерно.Материал термоинтерфейса включает в себя первая поверхность и противоположная вторая поверхность. Каждая углеродная нанотрубка открыта на оба конца и простирается от первой поверхности до второй поверхности материал термоинтерфейса. Способ изготовления термического интерфейсный материал включает следующие этапы: (а) формирование массива углерода нанотрубки на подложке; (б) погружение углеродных нанотрубок в жидкость макромолекулярный материал; (c) отверждение жидкого макромолекулярного материала; и (d) разрезание затвердевшего жидкого макромолекулярного материала для получения материал термоинтерфейса с закрепленными в нем углеродными нанотрубками.

Объектом настоящего изобретения является чтобы обеспечить материал термоинтерфейса уменьшенной толщины, небольшой сопротивление термоинтерфейса, хорошая гибкость и отличная теплопроводность. К для достижения вышеупомянутой цели настоящее изобретение обеспечивает тепловую интерфейсный материал, содержащий макромолекулярный материал и множество углерода нанотрубки, равномерно внедренные в макромолекулярный материал. Тепловой интерфейсный материал также включает первую поверхность и противоположную вторую поверхность.Каждая углеродная нанотрубка открыта с двух концов и выходит из первая поверхность ко второй поверхности материала термоинтерфейса.

В отличие от обычного материала термоинтерфейса, углеродные нанотрубки материала термоинтерфейса по настоящему изобретению расположены в макромолекулярном материале равномерно и направленно. Таким образом, каждая углеродная нанотрубка материала теплового интерфейса может обеспечивать путь теплопроводности в направлении, перпендикулярном основной теплопоглощающей поверхности материала теплового интерфейса.Это гарантирует, что материал термоинтерфейса имеет высокий коэффициент теплопроводности. Кроме того, толщину материала термоинтерфейса по настоящему изобретению можно контролировать, разрезая макромолекулярный материал. Это дополнительно увеличивает эффективность теплопроводности материала термоинтерфейса и уменьшает объем и вес материала термоинтерфейса.

Кроме того, каждая углеродная нанотрубка открыта с двух концов и проходит от первой поверхности до второй поверхности материала термоинтерфейса.Это гарантирует, что углеродные нанотрубки могут напрямую контактировать с электронным устройством и радиатором. Таким образом, сопротивление теплового интерфейса между углеродными нанотрубками и электронным устройством уменьшается, а сопротивление теплового интерфейса между углеродными нанотрубками и теплоотводом уменьшается. Следовательно, эффективность теплопроводности материала термоинтерфейса дополнительно повышается.

Переносной совместимый волокнистый термоинтерфейс
US 6676796 — Майкл Пинтер, Нэнси Дин, Уильям Уиллет, Эми Геттингс и Чарльз Смит

В одном аспекте изобретения имеется обеспечивается волокнистый интерфейсный материал, зажатый между двумя слоями съемный бумажный или съемный вкладыш.Интерфейс состоит из флоков, например электроблокировка, механическое флокирование, пневматическое флокирование и т. д., термическое проводящие волокна, внедренные в адгезивное или липкое вещество по существу в вертикальная ориентация с частями волокон, выходящими из клея. Герметик предназначен для заполнения промежутков между частями волокон, которые выступают из клея, оставляя свободную структуру волокон на концах волокон.

Другой аспект изобретения — способ изготовления волокнистой поверхности раздела.В этом методе предусмотрены теплопроводящие волокна желаемой длины, которые при необходимости очищаются. На снимаемую прокладку наносят клей или липкое вещество, и волокна склеиваются с этой снимаемой прокладкой, чтобы внедрить волокна в клей или липкое вещество, при этом часть волокон выходит из клея.

Клей затвердевает, и пространство между волокнами заполняется отверждаемым герметиком. Второй кусок съемной прокладки помещается поверх концов волокон.Затем волокна в клее с разделительной пленкой поверх волокон клея с герметиком в промежутках между волокнами сжимаются до высоты, меньшей, чем длина нормальных волокон, и зажимаются на сжатой высоте.

После этого герметик отверждается при сжатии, чтобы получить структуру со свободным концом волокна с выступающими из герметика концами волокна.

Тепловой интерфейс жидкого металла для интегральной схемы
US 7348665 B2 — Иоан Сочук и Грегори Крайслер

Одно из возможных решений для удовлетворения потребностей в отводе тепла микропроцессоров и других устройств обработки — использовать активное охлаждение система — e.g., жидкостная система охлаждения, которая, по крайней мере частично, полагается на конвективная теплопередача, инициированная движением рабочего тела — скорее чем (или в сочетании с) радиаторами и другим пассивным теплоотводом составные части. Здесь раскрыты варианты осуществления системы охлаждения для устройство интегральной схемы (ИС), а также варианты реализации способа охлаждения Устройство ИС — в котором система охлаждения включает в себя тепловой интерфейс жидкого металла. который расположен между матрицей и элементом теплопередачи, например, теплообменником. расширитель или радиатор.Варианты реализации способа получения жидкого металла тепловые интерфейсы также раскрыты.

Патент на термоинтерфейс жидкого металла для кристалл интегральной схемы. Термический интерфейс жидкого металла можно утилизировать между матрицей и другим элементом теплопередачи, например, теплораспределителем или радиатор. Термический интерфейс жидкого металла включает жидкий металл в жидкости. сообщение с поверхностью матрицы, и жидкий металл, движущийся по матрице Поверхность передает тепло от матрицы к элементу теплопередачи.Поверхность элемент теплопередачи также может сообщаться по текучей среде с жидкостью металл.

Как показано на фиг. 2, система 200 охлаждения соединена с кристаллом ИС 10. Во время работы кристалла ИС 10 кристалл может выделять тепло, и система 200 охлаждения способна рассеивать по меньшей мере часть этого тепла, например, достигается за счет отвода тепла от кристалла 10 ИС в окружающую среду. Кристалл ИС 10 может содержать любой тип устройства интегральной схемы, такой как микропроцессор, сетевой процессор, специализированная интегральная схема (ASIC) или другое устройство обработки.

Гетерогенный термический интерфейс для охлаждения
US 7219713 B2 — Джеффри Гелорм, Супратик Гуха, Нэнси Лабианка, Ив Мартин и Теодор Ван Кессель

Настоящее изобретение представляет собой термоинтерфейс для муфты. источник тепла к радиатору. Один вариант осуществления изобретения включает сетку и жидкость, например теплопроводная жидкость, помещенная в сетку. В сетка и теплопроводная жидкость адаптированы к контакту с тепловым источник и радиатор, если они расположены между ними.В одном варианте осуществления сетка может содержать металл или органический материал, совместимый с жидкостью. В В одном варианте жидкость может содержать жидкий металл. Например, жидкость может включать сплав галлия, индия и олова. При желании можно использовать прокладку для герметизируйте сетку и жидкость между источником тепла и радиатором. В одной В варианте исполнения источник тепла представляет собой интегральную микросхему.

В другом аспекте изобретения способ охлаждения предусмотрен источник тепла с радиатором.В одном варианте осуществления способ включает обеспечение термоинтерфейса с сеткой и жидкостью, расположенной в сетка. Тепловой интерфейс расположен между источником тепла и радиатор, так что сетка и жидкость контактируют с теплом источник на первой стороне термоинтерфейса и в контакте с теплом раковина на второй стороне термоинтерфейса.

В другом аспекте изобретения предоставляется способ изготовления термоинтерфейса для содействия теплопередаче тепла от источника тепла к радиатору.В одном варианте осуществления способ включает создание сетки. Жидкость размещается в сетке в количестве, достаточном для ее заполнения. Жидкость содержит жидкий металл. Необязательно, жидкий металл впоследствии может быть заморожен на месте.

Для получения дополнительной информации о консультационных услугах по управлению температурным режимом Advanced Thermal Solutions, Inc. (ATS) посетите веб-сайт https://www.qats.com/consulting или свяжитесь с ATS по телефону 781.769.2800 или ats- hq @ qats.ком . Чтобы зарегистрироваться в Qpedia и получить доступ к ее архивам, посетите https://www.qats.com/Qpedia-Thermal-eMagazine .

Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью (Журнальная статья)

Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью .США: Н. п., 2019. Интернет. DOI: 10.1007 / s11664-019-07244-0.

Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1007/s11664-019-07244-0

Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Ту. «Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с нестационарной плоскостью». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1007/s11664-019-07244-0. https://www.osti.gov/servlets/purl/1570138.

@article {osti_1570138,
title = {Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью},
author = {Ван, Синь и Имс, Дэвид В.и Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р.},
abstractNote = {Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом (TIM) была исследована с использованием метода переходных плоских источников (TPS). В термоэлектрических генераторах, предназначенных для рекуперации отработанного тепла транспортных средств, необходимы материалы с высокой теплопроводностью для стыка холодной стороны между гибкой схемой из полиамида и алюминиевым пластинчатым теплообменником. Традиционный метод теплового потока, описанный в стандарте ASTM D5470, часто используется для определения сопротивления теплового контакта границы раздела с тонким слоем материала раздела.Значения кажущейся теплопроводности, предоставленные производителями материалов, используются для расчета теплопередачи через границу раздела. Тем не менее, оценочные параметры, основанные на теплопроводности TIM, часто не согласуются с фактической теплопередачей через границу раздела. Теплопроводность серии из 10 коммерческих TIM была оценена путем нанесения небольшого количества на встроенный датчик TPS. Датчик с радиусом 2 мм мог работать в стандартном режиме измерения сыпучих материалов и обеспечивать согласованные измерения теплопроводности материалов границы раздела.Показано, что метод TPS эффективен при ранжировании доступных материалов интерфейса по теплопроводности и гарантирует, что материал с постоянными характеристиками может быть выбран для применений в термоэлектрических генераторах.},
doi = {10.1007 / s11664-019-07244-0},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1570138}, journal = {Журнал электронных материалов},
issn = {0361-5235},
число = 7,
объем = 48,
place = {United States},
год = {2019},
месяц = ​​{5}
}

.

No related posts.