應(yīng)用形狀記憶合金的防火隔熱組合面料研究.pdf

1、本文根據(jù)消防員可能會(huì)面臨的瞬時(shí)高溫火災(zāi)事故環(huán)境,研究防火隔熱性能優(yōu)良并且材質(zhì)輕便的組合面料,在瞬時(shí)超高溫火災(zāi)環(huán)境中給消防員提供充分的特殊部位保護(hù)(如背部),為消防員自身安全提供更多的防護(hù)。該防火隔熱組合面料包括從外到內(nèi)依次設(shè)置的耐高溫防火外層、反射層、隔熱層和阻燃內(nèi)層四層。本文通過(guò)理論分析,制定組合面料及各層材料的相關(guān)性能及要求,選擇合適的原材料作為組合面料的各層材料,測(cè)試了組元材料的相關(guān)性能,提出了應(yīng)用玻璃纖維二氧化硅氣凝膠氈和隔熱空

2、氣層作為隔熱層的設(shè)想,研究了多種防火隔熱組合面料的組合方式、熱防護(hù)性能和防火隔熱性能,最后應(yīng)用ANSYS軟件建立了該防火隔熱組合面料的傳熱分析計(jì)算模型,獲得防護(hù)性能和防火隔熱性能均優(yōu)異的組合面料。本文研究?jī)?nèi)容與分析結(jié)論涉及以下四個(gè)方面:
　　第一,研究了組合面料各層材料的性能要求。在文中對(duì)耐高溫防火外層材料的使用溫度和極限氧指數(shù),反射層材料的發(fā)射率,隔熱層材料的使用溫度和導(dǎo)熱系數(shù),阻燃內(nèi)層材料的使用溫度和可燃性提出了要求。通過(guò)理論

3、推導(dǎo)選擇合適的原材料作為組合面料的各層并測(cè)試了它們的相關(guān)性能。結(jié)果表明:玄武巖纖維能承受800℃以上高溫且有一定的隔熱性能,適合作為耐高溫防火外層材料;玻璃纖維二氧化硅氣凝膠氈具有低密度、耐高溫及永久隔熱的優(yōu)點(diǎn),適合作為隔熱層材料;蚊香形形狀記憶彈簧的動(dòng)作溫度在45℃左右,具有一定的彈力,可形成20mm的隔熱空氣層;芳砜綸織物耐高溫,具有良好的阻燃性能以及熱穩(wěn)定性能,可作為阻燃內(nèi)層。
　　第二,制定了組合面料的性能要求。要求組合面

4、料的熱防護(hù)性能(TPP值)大于60,防火隔熱性能為在800℃高溫火焰上燃燒60s組合面料冷面溫度不高于50℃,在450℃高溫火焰上燃燒180s組合面料冷面溫度不高于50℃。分別研究了應(yīng)用形狀記憶彈簧的瞬時(shí)隔熱組合面料和應(yīng)用玻璃纖維二氧化硅氣凝膠氈的永久隔熱組合面料的組合方式、熱防護(hù)性能和防火隔熱性能,并用ORIGN軟件對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。結(jié)果顯示:瞬時(shí)隔熱組合面料的綜合熱防護(hù)性能為47.6,經(jīng)450℃高溫火焰燃燒20s冷面溫度達(dá)到

5、50℃,經(jīng)800℃高溫火焰燃燒15s冷面溫度達(dá)到50℃;應(yīng)用氣凝膠的永久隔熱組合面料的熱防護(hù)性能大于60,經(jīng)450℃高溫火焰燃燒140s冷面溫度達(dá)到50℃,經(jīng)800℃高溫火焰燃燒44s冷面溫度達(dá)到50℃。
　　第三,研究了應(yīng)用氣凝膠氈和形狀記憶彈簧構(gòu)成空氣層的防火隔熱組合面料的組合方式、熱防護(hù)性能和防火隔熱性能,用ORIGN軟件對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。結(jié)果顯示:該組合面料的防火隔熱性能和熱防護(hù)性能均滿足文中組合面料的性能要求。經(jīng)