0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

常見材料導(dǎo)熱系數(shù)匯總

世界先進制造技術(shù)論壇 ? 來源:世界先進制造技術(shù)論壇 ? 2023-06-01 15:36 ? 次閱讀

導(dǎo)熱率K是材料本身的固有性能參數(shù),用于描述材料的導(dǎo)熱能力,又稱為熱導(dǎo)率,單位為W/mK。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關(guān)系的,只是跟材料本身的成分有關(guān)系。不同成分的導(dǎo)熱率差異較大,導(dǎo)致由不同成分構(gòu)成的物料的導(dǎo)熱率差異較大。單粒物料的導(dǎo)熱性能好于堆積物料。
穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱:導(dǎo)入物體的熱流量等于導(dǎo)出物體的熱流量,物體內(nèi)部各點溫度不隨時間而變化的導(dǎo)熱過程。
非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱:導(dǎo)入和導(dǎo)出物體的熱流量不相等,物體內(nèi)任意一點的溫度和熱含量隨時間而變化的導(dǎo)熱過程,也稱為瞬態(tài)導(dǎo)熱過程。
導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,°C,1秒內(nèi),通過1平方米面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/·度。
導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料,導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時,導(dǎo)熱系數(shù)較小。
通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料(我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,凡平均溫度不高于350℃時導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料),而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05/米攝氏度以下的材料稱為高效保溫材料。
導(dǎo)熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。在熱流密度和厚度相同時,物質(zhì)高溫側(cè)壁面與低溫側(cè)壁面間的溫度差,隨導(dǎo)熱系數(shù)增大而減小。鍋爐爐管在未結(jié)水垢時,由于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)高,鋼管的內(nèi)外壁溫差不大。而鋼管內(nèi)壁溫度又與管中水溫接近,因此,管壁溫度(內(nèi)外壁溫度平均值)不會很高。但當(dāng)爐管內(nèi)壁結(jié)水垢時,由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小,水垢內(nèi)外側(cè)溫差隨水垢厚度增大而迅速增大,從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當(dāng)水垢厚度達到相當(dāng)大(一般為1~3毫米)后,會使?fàn)t管管壁溫度超過允許值,造成爐管過熱損壞。對鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講,則要求導(dǎo)熱系數(shù)越低越好。一般常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.8x103次方瓦/(米時·攝氏度)的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。
填縫導(dǎo)熱材料有:導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱云母片、導(dǎo)熱陶瓷片、導(dǎo)熱矽膠片、導(dǎo)熱雙面膠等。主要作用是填充發(fā)熱功率器件與散熱片之間的縫隙,通??此坪芷降膬蓚€面,其實接觸面積不到40%,又因為空氣是不良導(dǎo)熱體,導(dǎo)熱系數(shù)僅有0.03w/m.k,填充縫隙就是用導(dǎo)熱材料填充縫隙間的空氣.
傅力葉方程式:


Q=KA△T/d,


R=A△T/Q

Q: 熱量,W

K: 導(dǎo)熱率,W/mk
A:接觸面積

d: 熱量傳遞距離

△T:溫度差

R: 熱阻值
將上面兩個公式合并,可以得到 K=d/R。因為K值是不變的,可以看得出熱阻R值,同材料厚度d是成正比的。也就說材料越厚,熱阻越大。但如果仔細看一些導(dǎo)熱材料的資料,會發(fā)現(xiàn)很多導(dǎo)熱材料的熱阻值R,同厚度d并不是完全成正比關(guān)系。這是因為導(dǎo)熱材料大都不是單一成分組成,相應(yīng)會有非線性變化。厚度增加,熱阻值一定會增大,但不一定是完全成正比的線性關(guān)系,可能是更陡的曲線關(guān)系。實際這是不可能的條件。所以測試并計算出來的熱阻值并不完全是材料本身的熱阻值,應(yīng)該是材料本身的熱阻值+所謂接觸面熱阻值。因為接觸面的平整度、光滑或者粗糙、以及安裝緊固的壓力大小不同,就會產(chǎn)生不同的接觸面熱阻值,也會得出不同的總熱阻值。
所以國際上流行會認(rèn)可設(shè)定一種標(biāo)準(zhǔn)的測試方法和條件,就是在資料上經(jīng)常會看到的ASTM D5470。這個測試方法會說明進行熱阻測試時候,選用多大的接觸面積A,多大的熱量值Q,以及施加到接觸面的壓力數(shù)值。大家都使用同樣的方法來測試不同的材料,而得出的結(jié)果,才有相比較的意義。
通過測試得出的熱阻R值,并不完全是真實的熱阻值。物理科學(xué)就是這樣,很多參數(shù)是無法真正的量化的,只是一個“模糊”的數(shù)學(xué)概念。通過這樣的“模糊”數(shù)據(jù),人們可以將一些數(shù)據(jù)量化,而用于實際應(yīng)用。此處所說的“模糊” 是數(shù)學(xué)術(shù)語,“模糊”表示最為接近真實的近似。而同樣道理,根據(jù)熱阻值以及厚度,再計算出來的導(dǎo)熱率K值,也并不完全是真正的導(dǎo)熱率值。
傅力葉方程式,是一個完全理想化的公式。我們可用來理解導(dǎo)熱材料的原理。但實際應(yīng)用、熱阻計算是復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,會有很多的修正公式,來完善所有的環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。
總之:


a. 同樣的材料,導(dǎo)熱率是一個不變的數(shù)值,熱阻值是會隨厚度發(fā)生變化的。


b. 同樣的材料,厚度越大,可簡單理解為熱量通過材料傳遞出去要走的路程越多,所耗的時間也越多,效能也越差。


c. 對于導(dǎo)熱材料,選用合適的導(dǎo)熱率、厚度是對性能有很大關(guān)系的。選擇導(dǎo)熱率很高的材料,但是厚度很大,也是性能不夠好的。最理想的選擇是:導(dǎo)熱率高、厚度薄,完美的接觸壓力保證最好的界面接觸。

d、使用什么導(dǎo)熱材料給客戶,理論上來講是很困難的一件事情。很難真正的通過一些簡單的數(shù)據(jù),來準(zhǔn)確計算出選用何種材料合適。更多的是靠測試和對比,還有經(jīng)驗。測試能達到產(chǎn)品要求的理想效果,就是最為合適的材料。
e、不專業(yè)的用戶,會關(guān)注材料的導(dǎo)熱率;專業(yè)的用戶,會關(guān)注材料的熱阻值。



d4991176-ffe3-11ed-90ce-dac502259ad0.png

d4aaebbc-ffe3-11ed-90ce-dac502259ad0.png

d4c4a462-ffe3-11ed-90ce-dac502259ad0.png

常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)表

用途 材料名稱 密度(kg/m3) 導(dǎo)熱系數(shù)(W/m.K)
窗框 8900 380
硅合金鋁 2800 160
黃銅 8400 120
7800 50
不銹鋼 7900 17
PVC 1390 0.17
硬木 700 0.18
建筑構(gòu)件軟木 500 0.13
UP樹脂玻璃鋼 1900 0.4
玻璃 碳酸鈣玻璃 2500 1.0
有機玻璃PMMA 1180 0.18
聚碳酸脂 1200 0.2
熱斷橋 聚冼氨尼龍 1150 0.25
6.6%尼龍,25%玻璃纖維 1450 0.3
高密度聚乙烯HD 980 0.5
低密度聚乙烯LD 920 0.33
固體聚丙烯 910 0.22
25%玻纖聚丙烯 1200 0.25
聚亞氨脂樹脂PU 1200 0.25
剛性PVC 1390 0.17
防雨 氯丁橡膠PCP 1240 0.23
密封條 三元乙丙EPDM 1150 0.25
純硅膠 1200 0.35
柔性PVC 1200 0.14
聚脂馬海毛 0.14
柔性橡膠泡末 60-80 0.05
密封劑 剛性聚氨脂PU 1200 0.25
固體/熱融異丁烯 1200 0.24
聚硫膠 1700 0.4
純硅膠 1200 0.35
聚異丁烯 930 0.2
聚脂樹脂 1400 0.19
硅膠干燥劑 720 0.13
分子篩 650-750 0.1
低密度硅膠泡末 750 0.12
中密度硅膠泡末 820 0.17


金屬導(dǎo)熱系數(shù)表(W/mK)
熱傳導(dǎo)系數(shù)的定義為:每單位長度、每K,可以傳送多少W的能量,單位為W/mK。其中“W”指熱功率單位,“m”代表長度單位米,而“K”為絕對溫度單位。該數(shù)值越大說明導(dǎo)熱性能越好。以下是幾種常見金屬的熱傳導(dǎo)系數(shù)表:
429
401
317
237
80
67
34.8
diamond鉆石2300
各物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)
物質(zhì)溫度導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)溫度導(dǎo)熱系數(shù)亞麻布50 0.09落葉松木0 0.13
木屑50 0.05普通松木450.080.11
海砂20 0.03楊木100 0.1
研碎軟木20 0.04膠合板0 0.125
壓縮軟木20 0.07纖維素0 0.46
聚苯乙烯100 0.0820 0.040.05
硫化橡膠50 0.220.29爐渣50 0.84
鎳鋁錳合金0 32.7硬質(zhì)膠25 0.18
青銅30 32153白樺木30 0.15
殷鋼30 11橡木20 0.17
康銅30 20.9雪松0 0.095
黃銅20 70183柏木20 0.1
鎳鉻合金20 12.3171普通冕玻璃20 1
石棉0 0.160.37石英玻璃4 1.46
12 0.060.13燧石玻璃32 0.795
皮棉4.1 0.03重燧石玻璃12.50.78
礦渣棉0 0.050.14精制玻璃12 0.9
0.04汽油12 0.11
0.04凡士林120.184
紙板0.14 “天然氣12 0.14
皮革0.180.19甘油0 0.276
2.22煤油100 0.12
新下的雪0.1蓖麻油5000.18
填實了的雪0.21橄欖油0 0.165
1.05已烷0 0.152
石蠟油0.123二氯乙烷0.147
變壓器油0.128 90%硫酸0.354
石油0.14醋酸18
石蠟0.12硝基苯0.159
柴油機燃油0.12二硫化碳0.144
瀝青0.699甲醇0.207
玄武巖2.177四氯化碳0.106
拌石水泥1.5三氯甲烷0.121
花崗石2.683.35氨氣* 0.022
丙銅0.177水蒸汽* 0.02350.025
0.139重水蒸汽* 0.072
0.54空氣* 0.024
聚苯板0.04木工板0.1-0.2
重水0.559硫化氫* 0.013

審核編輯 :李倩


聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 功率器件
    +關(guān)注

    關(guān)注

    41

    文章

    1694

    瀏覽量

    90181
  • 導(dǎo)熱
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    296

    瀏覽量

    12952

原文標(biāo)題:常見材料導(dǎo)熱系數(shù)匯總

文章出處:【微信號:AMTBBS,微信公眾號:世界先進制造技術(shù)論壇】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    導(dǎo)熱系數(shù)怎么測量?#導(dǎo)熱系數(shù) #導(dǎo)熱系數(shù)測定儀 #導(dǎo)熱

    導(dǎo)熱系數(shù)
    南京大展檢測儀器
    發(fā)布于 :2023年06月25日 16:11:55

    固體導(dǎo)熱系數(shù)測量應(yīng)用案例 #導(dǎo)熱系數(shù)

    導(dǎo)熱系數(shù)
    南京大展檢測儀器
    發(fā)布于 :2024年04月25日 16:47:15

    混泥土的導(dǎo)熱系數(shù)如何測量?#導(dǎo)熱系數(shù) #導(dǎo)熱系數(shù)測定儀 #混泥土

    導(dǎo)熱系數(shù)
    南京大展檢測儀器
    發(fā)布于 :2024年07月30日 16:37:33

    關(guān)于材料導(dǎo)熱系數(shù)測量的若干方法,歡迎討論

    目前很多領(lǐng)域都會要求對材質(zhì)進行導(dǎo)熱系數(shù)的測量,以便掌握其原本的屬性,將材料得到更好地應(yīng)用,而不增加其他的風(fēng)險或者沒有必要的浪費。從導(dǎo)熱宏觀機理上劃分,
    發(fā)表于 07-27 10:53

    節(jié)能材料導(dǎo)熱系數(shù)測量

    材料導(dǎo)熱系數(shù)材料的種類、狀態(tài)(氣、液、固三種狀態(tài))和所處的條件(溫度、壓力、濕度等)有關(guān);有時候也與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率等因素有
    發(fā)表于 02-05 15:29 ?0次下載

    什么是導(dǎo)熱系數(shù),導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測試方法的介紹

    不論是新能源汽車行業(yè),還是電子電工,或是led行業(yè),導(dǎo)熱材料應(yīng)用比較普遍。在熱管理學(xué)中,導(dǎo)熱系數(shù)是反映材料
    發(fā)表于 11-16 12:11 ?3678次閱讀

    導(dǎo)熱系數(shù)與傳熱系數(shù)的區(qū)別及換算方式

    導(dǎo)熱系數(shù)相信很多從事導(dǎo)熱材料行業(yè)和使用導(dǎo)熱材料的客戶都不陌生,也能夠說出個一二三,但傳熱
    發(fā)表于 02-26 17:33 ?5.2w次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>與傳熱<b class='flag-5'>系數(shù)</b>的區(qū)別及換算方式

    灌封膠導(dǎo)熱系數(shù)測試指導(dǎo)

    和測定灌封膠的熱物理特性十分重要,電子產(chǎn)品使用到的材料熱物理參數(shù)有導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)、比熱等,以下是 施奈仕 實驗室使用導(dǎo)熱
    的頭像 發(fā)表于 11-15 17:20 ?1337次閱讀
    灌封膠<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>測試指導(dǎo)

    怎么測量導(dǎo)熱系數(shù)?用什么方法

    導(dǎo)熱系數(shù)測定儀是一款用來衡量材料導(dǎo)熱特性和保溫性能的重要指標(biāo)。主要借助導(dǎo)熱系數(shù)測定儀來對
    發(fā)表于 11-25 10:48 ?2320次閱讀
    怎么測量<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>?用什么方法

    怎么測量導(dǎo)熱系數(shù)?用什么方法

    什么是導(dǎo)熱儀?導(dǎo)熱儀一種測量樣品(固體、液體或粉末)的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的函數(shù)關(guān)系的儀器。導(dǎo)熱系數(shù)
    的頭像 發(fā)表于 11-28 13:28 ?2583次閱讀
    怎么測量<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>?用什么方法

    導(dǎo)熱塑料填料高導(dǎo)熱系數(shù)材料

    導(dǎo)熱塑料是利用導(dǎo)熱填料對高分子基體材料進行均勻填充,以提高其導(dǎo)熱性能。導(dǎo)熱性能的好壞主要用導(dǎo)熱
    的頭像 發(fā)表于 03-07 16:36 ?1370次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b>塑料填料高<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b><b class='flag-5'>材料</b>

    導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱系數(shù)常見測試方法

    導(dǎo)熱系數(shù)的測定方法現(xiàn)已發(fā)展了多種,常用的包括:穩(wěn)態(tài)熱流法,激光閃射法,平面熱源發(fā)(Hotdisk)。它們有不同的適用領(lǐng)域、測量范圍、精度、準(zhǔn)確度和試樣尺寸要求等,不同方法對同一樣品的測量結(jié)果可能會有較大的差別,因此選擇合適的測試方法是首要的。
    的頭像 發(fā)表于 06-14 15:50 ?1.6w次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>材料</b>的<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b><b class='flag-5'>常見</b>測試方法

    導(dǎo)熱系數(shù)測試儀:解密材料導(dǎo)熱密碼

    導(dǎo)熱系數(shù)測試儀是一種用于測量材料導(dǎo)熱性能的儀器,通過測試材料導(dǎo)熱
    的頭像 發(fā)表于 06-30 14:00 ?733次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>測試儀:解密<b class='flag-5'>材料</b>的<b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b>密碼

    導(dǎo)熱系數(shù)測試儀:科技助力材料性能研究

    導(dǎo)熱系數(shù)測試儀是現(xiàn)代材料科學(xué)領(lǐng)域中不可或缺的工具,它為研究材料導(dǎo)熱性能提供了高效、精確的測試方法。隨著科技的不斷進步,
    的頭像 發(fā)表于 04-30 14:59 ?254次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)熱</b><b class='flag-5'>系數(shù)</b>測試儀:科技助力<b class='flag-5'>材料</b>性能研究