Виды пористости и соотношения между ними в различных видах пористых структур ТИМ

Существуют три основных вида пористой структуры: ячеистая, волокнистая и зерновая.

1)Общая пористость материала с ячеистой структурой образуется из ячеистой пористости (макропористости) и пористости межпоровых перегородок (микропористости). На долю ячеистой пористости приходится примерно 90% от общего ее объема. Рассмотрим, каков же максимальный общий объем ячеистой пористости возможен в реальных материалах.

Объем ячеистой пористости определяется пространственным расположением пор (их упаковкой), распределением пор по разме­рам, максимальным и средним размером пор, их формой, толщи­ной межпоровых перегородок. Наибольшие значения пористости при сферической форме пор достигаются в условиях геометрически правильной их укладки (упаковки), к которой относятся кубичекая и гексагональная.

Рис. 51 Характер плотной упаковки сфериче­ских пор одного диаметра: А — кубическая упаковка: Б — гексагональная упаковка; В — гексагональная упаковка при наличии несущего каркаса

В этом случае минимальная средняя плотность полимерных ма­териалов составит 330 кг/м3, а минеральных — 735 кг/м3, т. е. она значительно выше допустимой для теплоизоляционных и акустиче­ских изделий.

Таким образом, для теплоизоляционных материалов оптималь­ной ячеистой структурой следует считать равномерно распределен­ную в виде полидисперсных по размеру, замкнутых, деформирован­ных в правильные многогранники пор с глянцевой поверхностью припорового слоя, разделенных тонкими плотными, одинаковыми по сечению межпоровыми перегородками

2)Пористость волокнистых материалов складываются из межволокнистой пористости и пористости самих волокон. Подавляющее количество волокнистых ТИМ производится из волокон, пористость которых практически равна нулю. Сечение волокон по всей длине должно быть одинакова, круглая и гладкая.

Таким образом, оптимальный волокнистой структурой явл. структура с минимальным содержанием тв. фазы в виде длиных волокон малого диаметра, обеспечивающая упругость и неслеживаемость волокнистого каркаса при заданных нагрузках. Рациональная длина волокон определяется технологией изделий, а диаметр - прочностными и упругими свойствами волокна. Волокна должны быть круглого сечения с плотной гладкой поверхностью, без резкого перепада диаметра по всей их длине.

3)Пористость зернистых ТИМ и изделий складывается из межзерновойП_мз и внутризерновойП_вз пористости П_з= П_мз+ П_вз

Различают нестаб. и стаб. зернистую структуру. Нестационарная или Нестаб.-это тепловые засыпки. Между зёрнами связь осущ. за счёт сил трения. Стаб.-контакт между зернами осущ. за счёт связующего.

Оптимальная нестационарная зернистая структура характеризуется высокопористыми мелкими зернами монофракционного состава. Форма зёрен и характер их поверхности в этом случае не имеют первостепенного значения.

Оптимальная стабильная зернистая структура формируется из высокопористых зерен увеличенного размера и монофракционного состава со сферической формой и уплотненным поверхностным слоем.