常见材料导热系数

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1、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,又称为热导率,单位为W/mK。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。不同成分的导热率 差异较大,导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。稳态导热:导入物体的热流量等于导出物体的热流量,物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热:导入和导出物体的热流量不相等,物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过 程,也称为瞬态导热过程。导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,C),在1秒内,通过 1平方米面积传递的热量,用入

2、表示,单位为瓦/米度导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料,导 热系数较小。材料的含水率、温度较低时,导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定,凡平均温度不高于350C时导热系数 不大于(mK)的材料称为保温材料),而把导热系数在瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时,物质高温侧壁面与低温侧壁 面间的温度差,随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时,由于钢的导热系数高,钢管的内外壁 温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近,因此,管壁温度(内外壁温度平均值)不会很

3、高。但当 炉管内壁结水垢时,由于水垢的导热系数很小,水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大,从而把管 壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大(一般为13毫米)后,会使炉管管壁温度超过允许值, 造成炉管过热损坏。 对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲,则要求导热系数越低越好。一般常把导热系 数小于0。8x10的3次方瓦/ (米时摄氏度)的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是 填充发热功率器件与散热片之间的缝隙,通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是 不良导热体,导热系数仅有,填充缝隙就是用导热材

4、料填充缝隙间的空气.傅力叶方程式:Q二KAAT/d,R二AAT/Q?Q:热量,W K:导热率,W/mk A:接触面积d:热量传递距离温度差 R:热阻值将上面两个公式合并,可以得到K=d/R0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。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

5、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

6、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

7、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,会关注材料的热阻值。导热系数导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,C),在1小时内,通 过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米度(W/mK,此处的K可用C代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶

8、体结构、密度较低的材料,导热 系数较小。材料的含水率、温度较低时,导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在瓦/米度以下的材料称为高效保温材料。 导热率(热导率)是反映材料导热性能的物理量,它不仅是评价材料的热学特性的依据,而且是材料在 应用时的一个设计依据,在加热器 、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参 数。因为材料的热导率不仅随温度、压力变化,而且材料的杂质含量。结构变化都会明显影响热导率的 数值,所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。内容。导热系数单位换算千卡/米时c kcal/(mh C )卡/厘米秒C cal/(cm

9、s C )瓦/ 米KW/(mK)焦耳/厘 米秒C J/(cms C )英热单位/英 尺时F Btu/(fth F )1X10 -3X10 -23601242X10 -3110 -21001X10 -3X10 -21材料名称导热 系数 W/mK材料名称导热 系数 W/mK材料名称导热 系数 W/mK材料名 称导热 系数 W/mK材料 名称导热 系数 W/mKSi150ABS空气导热硅3Si02PA水蒸汽胶垫SIC490PC水GaAs46PMMA硫酸5GaP77PP木樹(纵LTCC2PP+25 %向)材(横AIN150玻纤pvc向通粘土A1203 蓝45硬质PVC砖火砖宝石rPS水泥沙钻石2300

10、LDPE瓷砖金317HDPE石棉银429橡胶玄武岩纯铝237PU-H-LJ-I化岗岩纯铜401纯硅胶石蜡纯锌112中密度硅石油纯钛胶密度硅沥冃纯锡64胶璃纸板纯铅35玻璃钢铸铁4290纯镍90泡沫不锈钢17钢36FR4铸铝138147黄铜54环氧树脂Al 6061160青铜183Al 6063201153Al 7075130常用材料的导热系数表用途材料名称密(kg/m3)度导热系数(W/铜8900380硅合金铝2800160黄铜8400120铁780050窗框不锈钢790017PVC1390硬木700建筑构件软木500UP树脂玻璃钢1900碳酸钙玻璃2500玻璃有机玻璃PMMA1180聚碳酸脂

11、1200聚冼氨尼龙1150%尼龙,25%玻璃纤维1450咼密度聚乙烯HD980热断桥低密度聚乙烯LD920固体聚丙烯91025%玻纤聚丙烯1200聚亚氨脂树脂PU1200刚性PVC1390防雨氯丁橡胶PCP1240三元乙丙EPDM1150密封条纯硅胶1200柔性PVC1200聚脂马海毛柔性橡胶泡末60-80密封剂刚性聚氨脂PU1200固体/热融异丁烯1200聚硫胶1700纯硅胶1200聚异丁烯930聚脂树脂1400硅胶干燥剂720分子筛650-750低密度硅胶泡末750中密度硅胶泡末820金属导热系数表(W/mK)热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中

12、“W”指热功率 单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常 见金属的热传导系数表:银 429铜 401金 317铝 237铁 80锡 67铅各种物质导热系数!material conductivity K (W/diamond 钻石 2300silver 银 429cooper 铜 401gold 金 317aluminum 铝 237 各物质的导热系数物质温度导热系数物质温度导热系数 亚麻布 50 落叶松木 0 木屑50普通松木45海砂 20 杨木 100研碎软木 20 胶合板 0压缩软木 20 纤维素 0 聚苯乙烯100丝20 硫化橡胶50

13、炉渣50 镍铝锰合金 0 硬质胶 25 青铜 30 32153白桦木 30 殷钢 30 11 橡木 20 康铜 30 雪松 0 黄铜 20 70183柏木 20 镍铬合金 20171普通冕玻璃 20 1 石棉 0 石英玻璃 4 纸 12 燧石玻璃 32 皮棉 重燧石玻璃 矿渣棉 0 精制玻璃 12 毡 汽油 12 蜡 凡士林 12纸板 “天然气”油 12 皮革 甘油 0 冰 煤油 100 新下的雪 蓖麻油 500 填实了的雪 橄榄油 0 瓷 已烷 0 石蜡油 二氯乙烷 变压器油 90%硫酸 石油 醋酸 18 石蜡 硝基苯 柴油机燃油 二硫化碳 沥青 甲醇 玄武岩 四氯化碳 拌石水泥 三氯甲烷 花岗石 氨气* 丙铜 水蒸汽* 苯 重水蒸汽* 水 空气* 聚苯板 木工板 重水 硫化氢*表2窗体材料导热系数窗框材料钢材铝合金PVC PA松木导热系

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