Revisão: fundamentos e materiais para o projeto da microestrutura de isolantes térmicos refratários de alto desempenho

Abstract

A eficiência energética de isolantes térmicos cerâmicos que são utilizados em altas temperaturas é definida pela condutividade térmica (K) do material. Os mecanismos básicos de transferência de calor, que são a condução, a radiação e a convecção são neste texto relacionados com os principais parâmetros microestruturais de interesse visando à obtenção de isolantes térmicos com valores de condutividade térmica adequados para o uso em uma ampla faixa de temperatura. Pôde-se concluir que a condutividade térmica de cerâmicas porosas é função da composição e microestrutura da porção sólida do material. Além disso, a porosidade total e o tamanho de poros são variáveis fundamentais, sendo que quanto maior a fração volumétrica de poros menor a condutividade térmica. Mostrou-se que poros com tamanho entre 0,5 e 4 µm são os mais eficazes para a redução de K, devido à menor permeabilidade e elevada capacidade de espalhamento conferida à microestrutura. Também foi possível concluir que a presença de materiais opacificadores pode reduzir significativamente a contribuição da radiação, fato que pôde ser observado por meio das teorias de acoplamento entre condução e radiação, uma vez que tais materiais aumentam a espessura ótica dos isolantes. Por fim, realizou-se um estudo sobre os principais tipos de isolantes cerâmicos comerciais e as características microestruturais que conferem suas propriedades.

Keywords

• economia de energia
• isolantes térmicos