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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料热阻值热阻值与导热系数R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高，材料的阻热和隔热性能越高。U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低，表示热传导量就越低，材料的隔热效果就越好。基本材料的热导率所有的建筑材料都有各自的热导率，热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下，单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量，单位是瓦/。材料的热导率越低，代表产品的隔热性能越好。岩棉是
2、最理想的隔热材料之一，其热导率很低，因而产品隔热效果良好。材料的热导率，有不同的标准，比如欧盟标准，美国标准以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值和热导系数。R值热阻值与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是，在热导率恒定的前提下，材料厚度越高，热阻值也越高。R=d/k其中：R表示热阻值d表示材料厚度k表示热导率材料的热阻值会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头，这些材料的热阻性能不是很好。采用特殊材料进行隔热处理，效果非常良好。采用岩棉隔热，同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍，同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三
3、方独立研究显示，采用隔热材料改善能效是最可行的方法。U值建筑物的热导系数表示在稳定传热条件下，单位面积的建筑截面材料，两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量，单位是瓦/。U=1/Rt其中Rt代表材料总的热阻值：Rt=Ro+d1/k1+d2/k2+.dn/kn+Ri在该等式中：Ro代表外表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)Ri代表内表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)k代表基本材料的热导率单位(W/mK)d代表基本材料的厚度单位建筑材料的U值越低，代表抗热性越好。材料的导热率傅力叶方程式：Q=KAT/d；R=AT/QQ:热量，W；K:导热率，W/mk；A：接触面积；d:热量传递距离；T：
4、温度差；R:热阻值导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。将上面两个公式合并，可以得到K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。根据R=AT/Q这个公式
5、，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTMD5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面
6、的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊”是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。总之：a.同样的材料，导热率
7、是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。b.同样的材料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的时间也越多，效能也越差。c.对于导热材料，选用合适的导热率、厚度是对性能有很大关系的。选择导热率很高的材料，但是厚度很大，也是性能不够好的。最理想的选择是：导热率高、厚度薄，完美的接触压力保证最好的界面接触。d、使用什么导热材料给客户，理论上来讲是很困难的一件事情。很难真正的通过一些简单的数据，来准确计算出选用何种材料合适。更多的是靠测试和对比，还有经验。测试能达到产品要求的理想效果，就是最为合适的材料。e、不专业的用户，会关注材料的导热率；专业的用户，会关注材料的热阻
8、值。导热系数和热阻一、定义导热系数：是指在稳定传热条件下，设在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1平方米的平行面，而这两个平面的温度相差1度，则在1秒内从一个平面传导到另一平面的热量就规定为该物质的热导率。其单位为：瓦/,导热系数在瓦/以下的材料称为绝热材料。导热系数反应的是导热材料导热性，导热材料的导热系数越大，则其导热性越好。热阻：就是热流量在通过物体时，在物体两端形成的温度差。即：(T2T1)/P单位是：/W。式中：T2是热源温度，T1是导热系统端点的温度，P是热源的功率。式是指在一维、稳态、无内热源的情况下的热阻。热阻反应的是导热材料对热流传导的阻碍能力，导热材料的热阻越大，
9、则其对热传导的阻碍能力越强。一般可以通过下面公式计算导热系统端点的温度：(T2T1)P，热源功率越小，热阻越小，其热流传导能力越好，热阻越大，热流传导能力越差。热阻还可以由下式表达：L/(S)式中：是导热系数，L是材料厚度或长度，S是传热面积。物体对热流传导的阻碍能力，与传导路径长度成正比，与通过的截面积成反比，与材料的导热系数成反比。二、对导热系数与热阻的理解和应用场合导热系数反映的是物质在单位体积下的导热能力。实际上它反映了物质导热的固有能力。这种能力是由物质的原子或分子结构决定的。它是评价物质之间导热能力的参数。热阻其实是导热系数与物体的几何形状相结合而体现的该形状物体的导热能力。对非均
10、匀厚度的物体，均匀热流密度的热流通过物体后，两端任意两点的温度差可能是不同的，也就是说，任意两点间的热阻可能是不同的。谈热阻，必须要明确这一点：热阻必须是指定的两个点之间的热阻，并且两点之间没有其它的热源。它反映的是特定两点间的导热能力。就是说，给定了热阻值，同时必须明确给出计量的起点和终点。偏离了这两个位置点，这个热阻值就没有意义了。纯就每种物质而言，谈热阻是没有太大意义的。因为几何形状不同，热阻就不同了。只有确定了几何形状，才可以利用热阻的概念做导热能力的比较。比如：a.同一种材料，截面积相同、长度不同的柱体，它们的导热系数是相同的，而它们两对面的热阻是绝不同的。b.同一种材料，设计成不同
11、的形状，则不同几何结构之间，它们的两个对面的热阻可能不同。某些不同形状的物体，热源端某点到对面某点和到侧面某点的热阻可能相同。公式可以不考虑材料的几何形状与构成。也就是说，不管传导热的物体是什么形状，也不管是由几种材料组合而成，只要测得两点间的温度和施加的热功率，就可以得到热阻值。这对实际应用测量是很方便的。式则是根据材料特征来计算热阻。利用公式，可以不用做实际的测量实验，利用各材料的导热系数和各组成材料的几何形状，就可以计算出热阻。这对做模拟计算是非常好的理论依据。同时，公式更容易让人理解热阻产生的本质。三、导热系数与热阻的应用问题采用热阻的概念，只能是两个系统保持不变的情况下来分析、比较系
12、统的热状态。两个系统若有改变，比较的结果可能完全相反。比如，两种不带铝基板的1W白光LED，见图2和图3，它们的结构尺寸见图4和图5，根据铜底座尺寸，按照公式计算，图2产品的中心轴向热阻应是图3产品的倍。可在实际使用中，图3的芯片温度要低。怎么会这样？因为，它的底板下部的面积大，便于热流横向扩展。上面(来自:写论文网:材料热阻值)的计算没有考虑热流横向扩展！它们实际应用时，还必须要加散热器，见图5。通常散热器是铝合金材料，导热系数远小于纯铜材料。图2的LED接触面小，热量在往散热器上传导时，横向的热阻就大了；而图3的产品由于铜底座面积大，热量便于横向散开传导到散热器上，使得热流密度减小，将热量
13、更有效地传导到散热器的外部翅片上。所以，虽然图3的结构纵向路径长了，但由于有了好的横向路径，其实热阻反倒小了。再比如，两个材料、工艺相同制成的散热器，A表面积比B表面积大一倍，似乎A的热阻比B小，A要好。可是，给B配上风扇，B的热阻就会小于A。事实上是B和风扇形成了系统，是这个系统比A好。并不是A比B的热阻小而最终在使用上A比B系统好。A和B的比较就没有意义，因为B不是单独使用。这个例子是有实际应用意义的。在设计产品的散热器结构时，我们可能采用两种方案：只用散热器自然散热和散热器加风扇散热。在采用风扇散热时，可以选取一个较小的散热器，其与风扇组合的散热效果可能远优于只采用一个较大的散热器的效果
14、。虽然小散热器的热阻大于大散热器的热阻，但在两个系统中，我们也不能单以两个散热器的热阻大小来说好坏。在系统构成后，不用热阻的概念，通过温度值就可以知道导热效果的差异。这里“系统的构成后”是指相比较的系统的结构确定，热源确定。可以测试相关点的温度就知道结果。没有必要已经知道了相关点的温度后再去算出个热阻来。通过相关点的温度值已经很明确了哪个好，哪个不好。如果说不是测试，而是要通过模拟计算得到结果的话，在模拟计算中，也是通过导热系数和结构参数，先算出相关点的温度。计算得到了各点的温度，导热好坏也就明了了。也可以不需要再多算一步来算出热阻值。对于热系统间的比较，仅仅知道各系统的热阻值，也无法比较哪个
15、好坏。举例说明。两个不同LED灯具，采用相同型号、规格和数量的LED，它们的芯片PN结到灯具最外端的热阻不同。可是这两个灯具设计的芯片工作电流是不同的。一个灯具的工作电流比另一个要小的多，即使这个灯具的热阻大些，它的芯片温度还是要低，它的寿命相对就要好。所以，给出热阻值而不同时了解其它相关条件，单从热阻值来比较这两个灯具，是没有意义的。而若给出灯具在正常工作条件下的温度值，则可以很好低判定它们的热状况好坏了，由此才可以推断哪个灯具的可靠性和寿命会好。当然，热阻的概念也还是有用的。比如，某些元件出厂后，用户可能无法测试其内部热源点的温度，这样用户就无法利用公式和来做后续应用的测试和设计计算。比如半导体二极管、LED等元件，用户无法测试PN结处的温度。厂家可以根据半导体物理的理论，根据PN结在稳定的电流下结温与正向电压的关系，再考虑封装材料的影响，计算出PN结到封装外部某处的热阻。有了PN结到封装体外部某处的热阻值，用户才能计算元件在不同供电条件下元件内部的热状况，从而采取相应的散热措施。根据图1的说明，对于多芯片封
