グラファイト含有耐火レンガの熱伝導度の理論的及び実験的解析

抄録

炭素-アルミナ-細孔系、炭素-アルミナ-炭化ケイ素-細孔系、炭素-アルミナ-シリカ-細孔系の3種の耐火レンガについて熱伝導度の計算と実測を行った。適用した熱伝導モデルは、以前提案した粒子が介在する2相系固体の熱伝導モデルを拡張した。3相または4相系モデルは耐火レンガの微構造を反映し、グラファイトのc軸に平行または垂直方向で最大と最小の熱伝導度を示した。計算値はアルミナ及び細孔量の関数として炭素-アルミナ-細孔系の熱伝導度の3点内にプロットされた。グラファイトのc軸に垂直な方向に沿った耐火レンガの熱伝導度はアルミナ粒子と細孔の割合が高い場合に減少する。この計算結果は高い熱伝導度を持つグラファイトの体積分率の減少によって説明される。熱伝導度の実験値は計算から示される範囲内で測定され、計算による熱伝導度の最大と最小の平均値にほぼ一致した。