Die Mikrostruktur von Objekten aus feuerfesten Fasern besteht hauptsächlich aus Atomen, die geordnet Kristalle bilden oder ungeordnet einen Glaskörper bilden. Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Atomkern und negativ geladenen Elektronen. In einem Atom werden die äußeren Elektronen weniger stark vom Atomkern angezogen und gehen leicht verloren. Unter bestimmten äußeren Bedingungen kann es zu einem Elektronentransfer zwischen Objekten kommen. Objekte, die Elektronen aufnehmen, weisen aufgrund überschüssiger Elektronen eine negative Elektrizität auf, während Objekte, die Elektronen abgeben, eine positive Elektrizität aufweisen. Tatsächlich ist der Prozess, bei dem Objekte unter dem Einfluss solcher äußeren Faktoren elektrische Ladungen erzeugen, das sogenannte Elektrifizierungsphänomen. Wenn die erzeugte Ladung auf dem Objekt fixiert ist und nicht fließt, spricht man von statischer Aufladung oder statischer Elektrizität.

Feuerfeste Fasern stoßen und reiben aneinander. Dabei kann selbst beim Dehnen und Komprimieren der Fasern statische Elektrizität entstehen. Die von Fasern erzeugte statische Elektrizität entsteht hauptsächlich durch Reibung, im Wesentlichen jedoch durch den Kontakt zweier Objekte. Reibung vergrößert lediglich die Kontaktfläche und verkleinert den Kontaktspalt. Bei der Faserherstellung und -verarbeitung kommt es durch Bewegung und Reibung zwischen den Kontaktflächen zu Kontakt- und Trennungsprozessen. Elektrische Ladung bewegt sich in die Nähe der Oberflächenschicht und erzeugt so statische Elektrizität. Experimente haben gezeigt, dass bei einem Kontaktabstand zwischen den Oberflächen zweier Objekte von weniger als 2.5 x 10-~'cm die Möglichkeit von Triboelektrizität besteht.

Mit Ausnahme von Wasserstoff enthalten die meisten Gase Luft, eine Substanz mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität im statischen Zustand. Die Wärmeleitfähigkeit von feuerfesten Fasern liegt im Wesentlichen nahe an der von Gas. Dies liegt daran, dass die feuerfeste Faser mit festen Fasern verwoben ist, die Hohlräume mit Gas gefüllt sind und die Porosität 90 % erreicht. Durch die Füllung mit einer großen Menge Luft verfügt die feuerfeste Faser über eine hohe Wärmedämmleistung bei hohen Temperaturen.

Die Wärmeübertragung in feuerfesten Faserprodukten erfolgt durch Wärmeleitung, Strahlung und Konvektion. Da das Fasermaterial aus mindestens zwei Phasen besteht, nämlich der festen und der gasförmigen Phase, erfolgt die Wärmeübertragung an der Grenzfläche dieser Phasen.

Die Verflechtung feuerfester Fasern ist grundsätzlich richtungslos, und die Wärmeleitung der Feststoffe kann nur entlang des Faserstabs von hohen zu niedrigen Temperaturen verlaufen. Daher verläuft die Wärmeleitung der Feststoffphase nicht vollständig senkrecht zur heißen Oberfläche. Einige Wärmeübertragungswege sind gewunden, was die Wärmeleitung der Feststoffphase der Fasern verringert. Da die meisten Feststoffphasen punktförmig aufeinandertreffen, erhöht sich durch die Wärmeübertragung der Feststoffphase auch der Wärmewiderstand. Aufgrund der hohen Porosität der Gasphase überträgt das Gas in den Poren nur wenig Wärme konvektiv. Der in die Faser eintretende Heißluftstrom wird durch mehrere Poren geteilt und blockiert und befindet sich nahezu in einem stationären Zustand. Der Innendruck der verteilten Poren ist konstant, und der Luftdruck bildet mit der Feststofffaser einen dichten, festen Schutzschild, der den Durchgang der Heißluft behindert. Solche Poren werden auch als Porenbehälter bezeichnet und können nur die Stoßwärmeleitung der Gasmoleküle und die Strahlungswärme des heißen Gases aufnehmen.

In der mehrphasigen porösen feuerfesten Faser findet neben der Wärmeleitung in der Festphase auch ein Wärmeleitungsprozess in der Porenkammer statt. Diese Wärmeleitung in der Gasphase erfolgt durch den Kollisionsprozess von Gasmolekülen.



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