ความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นปรากฏและความหนาแน่นรวมของวัสดุฉนวนกันความร้อนคืออะไร?

ความหนาแน่นที่ปรากฏหมายถึงอัตราส่วนของมวลของวัสดุต่อปริมาตรที่ปรากฏ ปริมาตรที่ปรากฏคือปริมาตรจริงบวกกับปริมาตรรูพรุนที่ปิด หมายถึงอัตราส่วนของพื้นที่ที่วัสดุครอบครองภายใต้การกระทำของแรงภายนอกต่อมวลของวัสดุ ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m³) สามารถสะท้อนความพรุน ความแข็ง ความยืดหยุ่น และคุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุ สำหรับวัสดุที่มีรูปร่างปกติ สามารถวัดปริมาตรได้โดยตรง สำหรับวัสดุที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ สามารถปิดผนึกรูพรุนด้วยการปิดผนึกด้วยขี้ผึ้ง จากนั้นจึงวัดปริมาตรโดยการระบายน้ำ ความหนาแน่นที่ปรากฏมักจะวัดในสถานะธรรมชาติของวัสดุ นั่นคือ สถานะแห้งที่เก็บไว้ในอากาศเป็นเวลานาน สำหรับวัสดุฉนวนโฟมยางและพลาสติก อัตราส่วนของฟองอากาศเซลล์ปิดต่อส่วนประกอบยางและพลาสติกจะแตกต่างกันไป และมีช่วงความหนาแน่นที่มีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุด

ความพรุนสูงสามารถเป็นฉนวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ความหนาแน่นต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการเสียรูปและแตกร้าวได้ง่าย ในขณะเดียวกัน ความแข็งแรงของการบีบอัดจะเพิ่มขึ้นตามความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้น ทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะมีเสถียรภาพในระยะยาว ในแง่ของการนำความร้อน ยิ่งความหนาแน่นน้อย การนำความร้อนก็จะยิ่งต่ำลง และฉนวนกันความร้อนก็จะดีขึ้น แต่หากความหนาแน่นสูงเกินไป การถ่ายเทความร้อนภายในจะเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนก็จะลดลง ดังนั้น เมื่อเลือกวัสดุฉนวนกันความร้อน จำเป็นต้องพิจารณาความหนาแน่นที่ปรากฏอย่างครอบคลุม เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติต่างๆ มีความสมดุลเพื่อตอบสนองความต้องการในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน
ความหนาแน่นรวมหมายถึงความหนาแน่นของวัสดุเอง นั่นคืออัตราส่วนของพื้นที่ที่วัตถุครอบครองต่อมวลของวัตถุนั้น ในวัสดุฉนวนกันความร้อน มักหมายถึงอัตราส่วนของอากาศภายในรูพรุนและมวลจริงต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งแสดงเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m³) เช่นเดียวกับความหนาแน่นที่ปรากฏ ความหนาแน่นรวมยังเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนกันความร้อน ซึ่งโดยปกติแล้วจะสะท้อนถึงน้ำหนัก การดูดซับน้ำ ฉนวนกันความร้อน และลักษณะอื่นๆ ของวัสดุ

ดังนั้น แม้ว่าความหนาแน่นที่ปรากฏและความหนาแน่นรวมจะสะท้อนถึงความหนาแน่นและความพรุนของวัสดุฉนวนกันความร้อนก็ตาม แต่ก็ยังมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดบางประการ:
1. ความหมายที่แตกต่างกัน
ความหนาแน่นที่ปรากฏของวัสดุฉนวนกันความร้อนนั้นส่วนใหญ่จะประเมินคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความพรุนและความยืดหยุ่น และสามารถสะท้อนความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างอากาศและมวลจริงภายในวัสดุได้
ความหนาแน่นรวมหมายถึงความหนาแน่นของวัสดุฉนวนเองและไม่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติใดๆ ของโครงสร้างภายใน
2. วิธีการคำนวณที่แตกต่างกัน
โดยทั่วไปความหนาแน่นที่ปรากฏของวัสดุฉนวนจะคำนวณโดยการวัดมวลและปริมาตรของตัวอย่าง ในขณะที่ความหนาแน่นจำนวนมากจะคำนวณโดยการวัดน้ำหนักของตัวอย่างวัสดุที่มีปริมาตรที่ทราบ
3. อาจมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น
เนื่องจากการคำนวณความหนาแน่นที่ปรากฏของวัสดุฉนวนนั้นขึ้นอยู่กับปริมาตรที่ตัวอย่างถูกบีบอัดครอบครอง จึงไม่สามารถแสดงโครงสร้างโดยรวมของวัสดุได้ดี ในขณะเดียวกัน เมื่อมีโพรงหรือสิ่งแปลกปลอมอยู่ภายในวัสดุ การคำนวณความหนาแน่นที่ปรากฏก็อาจมีข้อผิดพลาดได้เช่นกัน ความหนาแน่นรวมไม่มีปัญหาเหล่านี้และสามารถสะท้อนความหนาแน่นและน้ำหนักของวัสดุฉนวนได้อย่างแม่นยำ

วิธีการวัด
วิธีการเคลื่อนย้าย: สำหรับวัสดุที่มีรูปร่างปกติ สามารถวัดปริมาตรได้โดยตรง สำหรับวัสดุที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ สามารถปิดรูพรุนได้ด้วยวิธีการปิดผนึกด้วยขี้ผึ้ง จากนั้นจึงวัดปริมาตรได้ด้วยวิธีการเคลื่อนย้าย
วิธีพิกโนมิเตอร์: สำหรับวัสดุบางประเภท เช่น วัสดุคาร์บอน สามารถใช้วิธีพิกโนมิเตอร์ได้ โดยใช้โทลูอีนหรือ n-บิวทานอลเป็นสารละลายมาตรฐานในการวัด หรืออาจใช้วิธีการแทนที่ตัวกลางก๊าซเพื่อเติมฮีเลียมลงในไมโครพรอจนแทบจะไม่สามารถดูดซับได้อีกต่อไป

พื้นที่การใช้งาน
ความหนาแน่นที่ปรากฏมีการใช้งานในวงกว้างในวิทยาศาสตร์วัสดุ ตัวอย่างเช่น ในผลิตภัณฑ์ฉนวนโฟมยางแบบยืดหยุ่นและพลาสติก วัตถุประสงค์หลักของการทดสอบความหนาแน่นที่ปรากฏคือเพื่อประเมินประสิทธิภาพความหนาแน่นและเพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนกันความร้อนและคุณสมบัติเชิงกลเป็นไปตามมาตรฐาน นอกจากนี้ ความหนาแน่นที่ปรากฏยังใช้เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุและประสิทธิภาพของวัสดุในการใช้งานทางวิศวกรรมอีกด้วย
หากความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและส่วนประกอบยางและพลาสติกเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของวัสดุและปัจจัยการดูดซับความชื้นอาจเพิ่มขึ้น แต่การนำความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนจะลดลง Kingflex พบจุดสมดุลรวมที่เหมาะสมที่สุดในความสัมพันธ์ที่จำกัดซึ่งกันและกันระหว่างการนำความร้อนที่ต่ำกว่า ปัจจัยการดูดซับความชื้นที่สูงขึ้น ความหนาแน่นที่ปรากฏที่เหมาะสมที่สุด และความแข็งแรงในการฉีกขาด นั่นคือ ความหนาแน่นที่เหมาะสมที่สุด