輕質(zhì)耐火材料是由不同種類的晶相，玻璃相和氣相組成的非均質(zhì)多相體系材料。因此其隔熱原理不僅與材料的化學(xué)礦物組成有關(guān)，還與結(jié)晶狀態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)、各相的分布、含量、排列等有關(guān)。一般耐火材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)并不一定很小，但由于輕質(zhì)耐火材料的內(nèi)部存在許多氣孔并充滿了氣體，而氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比其它任何固相的導(dǎo)熱系數(shù)都低，因此輕質(zhì)耐火材料有很低的導(dǎo)熱系數(shù)。
輕質(zhì)耐火材料的導(dǎo)熱方式依然遵循傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種形式及其相互作用。表1.2是氣孔率為70%的輕質(zhì)耐火磚中各種傳熱機(jī)制所占的傳熱比例�？梢钥闯黾词故窃�1500攝氏度的高溫下，輕質(zhì)耐火材料中固相對(duì)熱量的傳導(dǎo)也起著主要的作用。因此相對(duì)于致密耐火材料，輕質(zhì)耐火材料為松散的多孔結(jié)構(gòu)，可以近似看作固相被氣相分隔，氣體在結(jié)構(gòu)中起到很好的隔熱作用，因此導(dǎo)熱系數(shù)很低。
2、影響輕質(zhì)耐火材料隔熱的因素分析
輕質(zhì)耐火材料由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，因此影響其隔熱效果的因素很多。而且各個(gè)因素相互影響，相互聯(lián)系，很難精確的進(jìn)行分析研究。但是，在眾多的影響因素中，材料的組成與結(jié)構(gòu)、氣孔率及氣孔的特征、體積密度、溫度為主要因素。
（1）材料的組成與結(jié)構(gòu)
材料的化學(xué)礦物組成與結(jié)晶結(jié)構(gòu)是影響輕質(zhì)耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)的首要因素。一般來(lái)說(shuō)，輕質(zhì)耐火材料的晶體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其導(dǎo)熱系數(shù)越小。材料的固相可簡(jiǎn)單分為結(jié)晶相和玻璃相。當(dāng)原子（離子）由于振動(dòng)以及相互碰撞作用把動(dòng)能從動(dòng)能較高的原子（離子）傳遞給動(dòng)能較低的其它原子（離子），且玻璃相中的原子（離子）為無(wú)序排列，運(yùn)動(dòng)時(shí)遇到的阻力比有序排列的結(jié)晶相要高。因此玻璃相要比結(jié)晶相的導(dǎo)熱系數(shù)低。但是，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，玻璃相的粘度降低，原子（離子）的運(yùn)動(dòng)阻力減小，玻璃相的導(dǎo)熱系數(shù)也就隨之增加了。而結(jié)晶相則與之相反，當(dāng)溫度升高，原子（離子）的動(dòng)能增加，振動(dòng)增大，導(dǎo)致自由程縮短，導(dǎo)熱系數(shù)隨之下降。在輕質(zhì)耐火材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，固相間被許多大小不一的氣孔所分隔，對(duì)熱量不能形成連續(xù)的固相傳遞，氣相傳熱代替了大部分的固相傳熱，因此導(dǎo)熱系數(shù)很低。
（2）氣孔率及氣孔的特征
耐火材料的氣孔率與導(dǎo)熱系數(shù)成反比，隨著氣孔率的增加，導(dǎo)熱系數(shù)直線上升。在這一點(diǎn)上，輕質(zhì)耐火材料表現(xiàn)的尤為突出。但是對(duì)于相同的氣孔率來(lái)說(shuō)，氣孔的尺寸越小、分布越均勻、則導(dǎo)熱系數(shù)越小。當(dāng)氣孔尺寸小到一定程度后，氣孔內(nèi)的空氣完全被氣孔壁吸附，使氣孔內(nèi)部接近于真空狀態(tài)，導(dǎo)熱系數(shù)降到最低。而當(dāng)氣孔尺寸增大到一定程度時(shí)，氣孔內(nèi)壁間的熱輻射和氣孔內(nèi)的空氣進(jìn)行的對(duì)流換熱增加了，導(dǎo)熱系數(shù)增加。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)指出，小氣孔中熱輻射很小，氣孔很大時(shí)，特別是沿著射流方向的長(zhǎng)形氣孔，能增大熱輻射的效能，有時(shí)甚至出現(xiàn)帶有氣孔制品的熱傳導(dǎo)要比致密制品大的個(gè)別現(xiàn)象。閉口氣孔的導(dǎo)熱系數(shù)要比開口氣孔的導(dǎo)熱系數(shù)低。
（3）體積密度
輕質(zhì)耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)與體積密度成線性關(guān)系，即導(dǎo)熱系數(shù)隨體積密度的增加而增大。體積密度的大小直接體現(xiàn)了輕質(zhì)耐火材料內(nèi)部氣孔率的多小。體積密度小，說(shuō)明制品內(nèi)部的孔隙多，固體粒子之間的接觸點(diǎn)減小，熱量的固相傳導(dǎo)率降低，從而導(dǎo)熱系數(shù)下降。
（4）溫度
輕質(zhì)耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度呈線性關(guān)系，即導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增大。但相對(duì)于致密耐火材料，輕質(zhì)耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的增加幅度小得多。這是由于致密耐火材料主要為固相傳熱，溫度增加時(shí)制品內(nèi)的分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，提高了升導(dǎo)熱系數(shù)。在輕質(zhì)耐火材料中，其組織結(jié)構(gòu)大多為氣相結(jié)構(gòu)（65～78%），溫度升高時(shí)氣相的導(dǎo)熱系數(shù)的變化幅度總是小于固相。
