Yalıtım Dergisi 105. Sayı (Aralık 2012)

42 YALITIM • ARALIK 2012 Bu nedenden dolayı hücre yapısına göre açık hücreli ve kapalı hücreli olmak üzere yapısal ayrıma uğra- maktadır. Açık hücreli yapıda mik- ron seviyesinde Şekil 3’te görüldüğü gibi ağ yapısına sahip bir form göze çarpmaktadır. Burada esas malzeme hücre duvarlarında yoğunlaşmıştır. Dokular arasında bulunan boşluk- larda tipik olarak hava bulunmaktadır. Bu yapının en önemli özelliği hücre- ler arasında kalan kısmın(struts) çapı, her zaman hücre çapından küçük olmaktadır. Kapalı hücre yapısında ise hüc- reler çok ince duvarlar tarafından sınırlanmıştır. En çok kullanım alanı polistren ve poliüretan malzemeler- dir. EPS malzemeler sadece duvar- lardan oluşurken, XPS ve poliüretan malzemeler hem duvarlardan hem de duvarlar arasında kalan boşluklardan oluşmaktadır. EPS malzemeler üretim prosesinden dolayı kendine özgü bir yapı göstermektedir. Kısaca bu yapı çift katlı gözeneklilik (double-scale porosity) olarak adlandırılabilir. Genel olarak EPS yalıtım malzemelerinin gözenekleri iki farklı gözenek tipin- den oluşur. Bunlardan birincisi yüzey analizinden genleştirilmiş polistren yapıda birçok küçük parçacık birbir- lerine kaynarlar. Böylece düzensiz şekildeki gözenekler bu parçacıklar arasında kalır. Diğer bir gözenek yapısı ise Şekil 2b’de gösterilen küresel küçük parçacığın SEM’de 100 kat daha büyütülmüş olarak görünen hücre- sel gözeneklerdir. Burada bulunan gözeneklerde hava bulunmaktadır. Kesinlikle hücreler arası boşluklar (struts) bulunmamaktadır. Isıl İletkenlik Teorik Hesaplama Modelleri EPS’lerin ısıl iletkenliklerini belir- lemede teorik olarak birçok model ortaya çıkmış ve çıkmaya devam etmektedir. Farklı modellerin ortaya çıkmasının nedeni, günümüz ihtiyaç- ları ve yeni teknolojik gelişmelerin bir sonucudur. Gözenek yapısı, göze- nekteki fazlar, gözenek büyüklüğü, açık veya kapalı olması durumu gibi parametrelerin varlığı ve doğru olarak tanımlanmasının zorluğu ısıl iletken- lik değerinin belirlenmesinin başlıca nedenidir. EPS malzemelerinin ısıl iletkenliğinin belirlenmesinde lite- ratürde birçok araştırma mevcuttur fakat burada yaygın olarak kullanı- lanlar açıklanacaktır. Paralel Model Bu modelde, eşdeğer plakaların yüzeyi ısı akış yönüne paraleldir. Paralel model efektif ısıl iletkenli- ğin maksimum değeri ile sonuçla- nan minimum yalıtım sağlar. Paralel durumda efektif ısıl iletkenlik aşağı- daki eşitlikle verilmiş olup, burada gözenek ısıl iletkenliği (km) hacimsel oranı ( f ) ve efektif ısıl iletkenlik ise (k) ile gösterilmiştir. Seri Model Isı akışının yönü plaka yüzeyine dik olduğunda, maksimum yalıtım Şekil 2. EPS ısıl iletkenliğinin sıcaklıkla değişimi Şekil 2b. EPS’lerde makro ve mikro gözeneklerin SEM görüntüsü. (a) makroskopik (b) hücresel yapı Şekil 3. Açık hücreli yalıtım malzemelerinin SEM görüntüsü. (a) karbon köpük (b) alüminyum köpük Şekil 4. Hücreler arası boşluğun kesit görüntüsü bilimsel