חומרי בידוד: מאפיינים ודוגמאות - טֶכנוֹלוֹגִיָה - 2025

חומרי בידוד הם אלה לצמצם, להתנגד או למנוע לחלוטין את המעבר של כל סוג של אנרגיה בצורת חום או חשמל. הם משמשים להגנה על יצורים חיים, אוכל וחפצים אחרים מפני היסודות והתנאים שלהם; כמו ציפוי פלסטיקה של כבלים וקירות או תקרות של בתים.

על מנת לבצע את תפקידם היטב, חומרים אלה צריכים בעיקר להיות בעלי מוליכות תרמית נמוכה המאפשרת להם להפחית את העברת החום. עליהם להיות בעלי עמידות גבוהה לטמפרטורות גבוהות מאוד המונעות את התכה שלהם.

חדירות אוויר היא גם מאפיין חשוב מאוד של מבודדים תרמיים. הם חייבים להיות חומרים שבהם האוויר יכול לזרום דרך נקבוביותיו. מבודדים תרמיים טובים בעלי חדירות גבוהה לאוויר, מכיוון שמדובר בחומר מבודד עצמו.

חדירות זו אסור לאפשר מעבר של אדים או לחות, כדי להימנע או למזער את העיבוי של נוזלים או קורוזיה של החומרים. לבידוד התרמי הטוב ביותר יש חדירות נמוכה מאוד לאדים ולחות.

חומר הבידוד חייב להיות עמיד בפני מים, ממסים וכימיקלים; עליו להיות עמיד ולא לאבד את היעילות שלו תוך זמן קצר. זה חייב להיות קל להתקנה, לא דליק, לא לספוג ריחות ולא למשוך פטריות או שרצים.

דוגמאות לבידוד תרמי

1 - פיברגלס

זהו אחד המשמשים ביותר עבור מקדם הילוכים תרמי נמוך ועמידות גבוהה. זה פועל גם לבידוד מזרמי חשמל וקול. זה נוצר על ידי אריגת חוטים עדינים מפולימרים זכוכית ליצירת מקלות, סדינים או לוחות.

2- צמר סלעים

ניתן לייצר אותו מסלעי בזלת או משאריות פני השטח של מתכת מותכת. הוא משמש כעמידותו הגבוהה בפני שריפה, אך רצוי לשלב אותו עם חומרים אחרים כדי לקבל הגנה מפני חום יעיל יותר.

3 - תאית

זהו אחד מחומרי הבידוד האקולוגיים ביותר בשוק. זה עשוי ממחזור של מוצרי נייר שונים.

זהו חומר שיכול לדחוס מספיק, מה שמקטין את נוכחות החמצן בין החלקיקים שלו. מאפיין זה הופך אותו למצוין למזער נזקי שריפה.

4- קלקר

זהו חומר תרמופלסטי קליל ועמיד במים, טוב מאוד כמבודד טמפרטורה וקול.

הוא משמש לייצור בלוקים או לוחות קצף מפוליאתילן יצוק. זה דליק, ולכן רצוי לכסות אותו בחומרים חסינים אש אחרים.

5 - פוליאוריטן

זוהי קצף מבודד המכיל גז בתאיו, בעל מוליכות נמוכה מאוד ועמידות תרמית רבה. זה יכול לשמש בצורה של נוזל ריסוס קצף, בלוקים קצף קשיח, או מעוצב ליריעות או לוחות.

6- פרלייט

זהו סוג של סלע וולקני אינרטי המורכב בעיקר מסיליקה ואלומיניום אך עם כמה זיהומים שגורמים לו לספוג לחות.

הוא משמש בגרגירים קטנים למילוי חללים וחורים הדוקים. זהו מבודד תרמי טוב אך הוא עובד רק אם הוא יבש. השימוש בו הצטמצם יותר ויותר בגלל איכותו הרעילה.

7- פקק

זהו ככל הנראה חומר הבידוד העתיק ביותר בשוק והמבודד הנפוץ ביותר בתעשיית הקירור. הוא עמיד מאוד לדחיסה וקשה לצריבה. ניתן להשתמש בו רק מתחת ל 65 מעלות צלזיוס ונוטה לספוג לחות.

8- סיבי פלסטיק

זה עשוי בעיקר מבקבוקי פלסטיק מפוליאתילן ממוחזרים. הסיבים נארגים לצורת מקל הדומה לפיברגלס.

מבודד זה עובד עם מעכב כך שהוא לא יישרף כל כך מהר, אך הוא יכול להימס כאשר הוא חשוף ללהבות.

9- איירגל

בתחילה זה היה חומר המשמש את פרויקטים בחלל כדי להפוך אריחים עמידים בערך 2000 מעלות צלזיוס עם מעט מאוד העברת חום.

כיום הוא זמין בשוק בגיליונות גמישים הנקראים Pyrogel XT. זהו אחד מבודדי התעשייה היעילים בעולם.

10- וריקוליט

כמו פרליט, זה מסוכן לבריאות. הוא משמש בגרגירים קטנים שנזרקים בין חומרים אחרים או למילוי חורים. הוא שימש גם לערבוב עם מלט ליצירת בטון קל יותר ומוליך חום.

11- פוליסוציאנוראט

התמונה התאוששה מ- ArchiExpo.

זהו פלסטיק מוקצף תרמו המכיל בתאים שלו גז בעל מוליכות נמוכה ועמידות גבוהה, נקי מפחמימנים כלוריים פלואוריים. ניתן להתאים את הקצף הנוזלי למשטחים הנדרשים.

12- כותנה

כמבודד, הוא משולב עם סיבי פלסטיק ובוראט כדי להפוך אותו לעמיד בפני בעלי חיים ולפיגור את הדלקת שלהם.

13 - צמר בעלי חיים

זה מטופל גם עם borate להתנגד שרצים, אש ועובש. הוא יכול להכיל כמויות גדולות של מים, אך חשיפה ממושכת לסירוגין לנוזל יכולה להמיס את הבוראט.

14 - קש

משמש מעל ל 150 שנה בצורת בייל לבידוד אסמים ובתים מחום. הם משמשים גם לקליטת צליל.

15 - המפ

חומר המשמש לייצור חבלים, משמש כיום כמבודד כמו סיבי ירקות דומים אחרים כמו קש או צמר.

דוגמאות למבודדים חשמליים

1- עץ

עץ הוא מבודד חשמל ועדיין מקובל לראות עמודי אור העשויים מעץ. עם זאת, יש לציין כי הוא אינו מבודד כל עוד העץ יבש, שכן מים (ולכן לחות) הם מוליכי חשמל.

2- גומי

חומר זה, בנוסף להיותו יצוק ביותר, גמיש ועמיד, מושלם למניעת הולכה של חשמל. לדוגמה, אנשי מקצוע שעובדים ישירות עם חשמל משתמשים במגפיים העשויים מגומי כדי לשמור על בטיחותם.

3 - קרמיקה

קרמיקה מגבילה את הניידות היונית והאלקטרונית, ולכן זהו חומר לא מוליך של חשמל. זה הופך אותו לאידיאלי לייצור דיסקי מתח גבוה.

4- סיליקון

לחומר הנמצא בשימוש נרחב יש בין היתר יכולות של בידוד חשמל. זה הופך אותו לאידיאלי לאיטום רכיבים אלקטרוניים ולתיקון רכיבים.

5- תחמוצת אלומיניום

מכיוון שמדובר בחומר לא מוליך, תחמוצת האלומיניום מושלמת לייצור מבודדים טמפרטורה או חשמליים, צינורות לייזר או טבעות איטום.

דוגמאות למבודדים אקוסטיים

1 - עופרת

זהו החומר המשומש ביותר לבידוד אקוסטי בגלל שוויו לכסף. הצפיפות, הקשיחות או הנקבוביות שלו הם חלק מהעוצמות העיקריות שלו.

2- פלדה

פלדה גורמת להקפצת צליל כשהוא פוגע בו, מה שהופך אותו לבידוד אקוסטי חזק מאוד. בניית דלתות או לוחות בברים ומרכזי פנאי עשויים בדרך כלל מפלדה לשמירה על בידוד מפני צליל פנימי או חיצוני.

3 - צמר סלעים

זהו למעשה בולם אקוסטי, אך הוא יעיל גם לבידוד קול. זהו חומר חזק ומשתמש באופן נרחב במבנים מסוימים לצורך היותו אטרקטיבי מבחינה אסתטית.

4- אלסטומרים

חומר המשמש לבניית בתים ביכולתו לבודד צליל, לשמור על חום ולמנוע יצירת סדקים או סדקים. יש לו מחזור חיים גבוה.

איך זורם החום?

החום תמיד יעבור מאזורים חמים לאזורים קרים המחפשים איזון. אם פנים הטנק המוגן על ידי בידוד תרמי קר מהאוויר שבחוץ, המיכל ימשוך אליו חום חיצוני. ככל שההבדל בטמפרטורה גדול יותר, כך החום יזרום לאזור הקר יותר.

נְהִיגָה

זו הדרך בה האנרגיה עוברת דרך חומרים ממולקולה למולקולה. זה דורש מגע פיזי בין החלקיקים והבדל מסוים בטמפרטורה; על ידי הנחת כף בספל קפה חם, החום מועבר מהנוזל אל המתכת ודרך הידית ליד.

הולכת חום

זו הדרך בה נוזלים וגזים מעבירים חום כאשר הם עוברים ממקום למקום. זו הסיבה שאוויר קל וחם יותר מבקש לעלות, ואוויר קר וצפוף נוטה לחפש מפלס קרקע.

קְרִינָה

זהו העברת אנרגיה ישירות דרך מדיום שקוף לחלוטין המחמם את כל החומר המוצק בדרכו. זה קורה, למשל, עם אור כמו קרינת אינפרא אדום (זכוכית מגדלת) או עם איזשהו גלים אלקטרומגנטיים.

הפניות

1. ג'סיקה רינג. מהם מבודדים? התאושש מ- sciencing.com.
2. מאגר מסמכים ארגוניים של FAO. חומרי בידוד תרמי, מאפיינים טכניים וקריטריוני בחירה. מחלקת הדייג והחקלאות. התאושש מ- fao.org.
3. מעילי ThermaXX (2011). 5 חומרי בידוד תרמי הנפוצים ביותר. התאושש מ- thermaxxjackets.com.
4. ממשל. חומרי בידוד. מחלקת האנרגיה לנו - משרד יעילות אנרגיה ואנרגיה מתחדשת. נשלח מ- energy.gov.
5. Loise Kinyanjui. המאפיינים של מבודדים. מדע. התאושש מ- sciencing.com.
6. חומרי בידוד ותכונותיהם התרמיות. התאושש מ- greenspec.co.uk.
7. חומרי בידוד תרמי. מגזיני חיבור. התאושש מ- build.com.au.