常见材料导热系数史上最全版.docx

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常见材料导热系数史上最全版

之蔡仲巾千创作

创作时间：

二零二一年六月三十日

导热率K是资料自己的固有性能参数,用于描述资料的导热能力,又称为热导率,单元为W/mK.这个特性跟资料自己的年夜小、形状、厚度都是没有关系的,只是跟资料自己的成份有关系.分歧成份的导热率不同较年夜,招致由分歧成份构成的物料的导热率不同较年夜.单粒物料的导热性能好于聚积物料.

稳态导热：

导入物体的热流量即是导出物体的热流量,物体内部各点温度不随时间而变动的导热过程.

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动的导热过程,也称为瞬态导热过程.

导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的资料,两侧概况的温差为1度（K,°C）,在1秒内,通过1平方米面积传递的热量,用λ暗示,单元为瓦/米·度

导热系数与资料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关.非晶体结构、密度较低的资料,导热系数较小.资料的含水率、温度较低时,导热系数较小.

通常把导热系数较低的资料称为保温资料（我国国家标准规定,凡平均温度不高于350℃时导热系数不年夜于0.12W/（m·K）的资料称为保温资料）,而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的资料称为高效保温资料.

　　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,物质高温侧壁面与高温侧壁面间的温度差,随导热系数增年夜而减小.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年夜.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年夜而迅速增年夜,从而把管壁金属温度迅速抬高.当水垢厚度到达相当年夜（一般为1~3毫米）后,会使炉管管壁温度超越允许值,造成炉管过热损坏.对锅炉炉墙及管道的保温资料来讲,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）的资料称为保温资料.例如石棉、珍珠岩等

填缝导热资料有:

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0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热资料填充缝隙间的空气.

傅力叶方程式：

Q=KA△T/d,

R=A△T/Q       Q:

热量,WK:

导热率,W/mkA：

接触面积

d:

热量传递距离△T：

温度差R:

热阻值

将上面两个公式合并,可以获得K=d/R.因为K值是不变的,可以看得出热阻R值,同资料厚度d是成正比的.也就说资料越厚,热阻越年夜.

但如果仔细看一些导热资料的资料,会发现很多导热资料的热阻值R,同厚度d其实不是完全成正比关系.这是因为导热资料年夜都不是单一成份组成,相应会有非线性变动.厚度增加,热阻值一定会增年夜,但纷歧定是完全成正比的线性关系,可能是更陡的曲线关系.

实际这是不成能的条件.所以测试并计算出来的热阻值其实不完全是资料自己的热阻值,应该是资料自己的热阻值+所谓接触面热阻值.因为接触面的平整度、光滑或者粗拙、以及装置紧固的压力年夜小分歧,就会发生分歧的接触面热阻值,也会得出分歧的总热阻值.

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,选用多年夜的接触面积A,多年夜的热量值Q,以及施加到接触面的压力数值.年夜家都使用同样的方法来测试分歧的资料,而得出的结果,才有相比力的意义.

通过测试得出的热阻R值,其实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.此地方说的“模糊”是数学术语,“模糊”暗示最为接近真实的近似.

而同样事理,根据热阻值以及厚度,再计算出来的导热率K值,也其实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资料的原理.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呈现的问题.

总之：

a.同样的资料,导热率是一个不变的数值,热阻值是会随厚度发生变动的.

b.同样的资料,厚度越年夜,可简单理解为热量通过资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.对导热资料,选用合适的导热率、厚度是对性能有很年夜关系的.选择导热率很高的资料,可是厚度很年夜,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、使用什么导热资料给客户,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资料合适.更多的是靠测试和比较,还有经验.测试能到达产物要求的理想效果,就是最为合适的资料.

e、不专业的用户,会关注资料的导热率；专业的用户,会关注资料的热阻值.

导热系数

导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的资料,两侧概况的温差为1度（K,°C）,在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单元为瓦/米度（W/mK,此处的K可用°C取代）.

导热系数与资料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关.非晶体结构、密度较低的资料,导热系数较小.资料的含水率、温度较低时,导热系数较小.

通常把导热系数较低的资料称为保温资料,而把导热系数在0.05瓦/米度以下的资料称为高效保温资料.

导热率（热导率）是反映资料导热性能的物理量,它不单是评价资料的热学特性的依据,而且是资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.因为资料的热导率不单随温度、压力变动,而且资料的杂质含量.结构变动城市明显影响热导率的数值,所以在科学实验和工程技术中对资料的热导率经常使用实验的方法测定.内容.

导热系数单元换算

千卡/米·时·℃[kcal/（m·h·℃）]

卡/厘米·秒·℃[cal/（cm·s·℃）]

瓦/米·K[W/（m·K）]

焦耳/厘米·秒·℃[J/（cm·s·℃）]

英热单元/英尺·时·℉[Btu/（ft·h·℉）]

1

2.78×10-3

1.16×10-2

360

1

242

2.39×10-3

1

10-2

100

1

4.13×10-3

1.73×10-2

1

资料名称

导热

系数

W/mK

资料名称

导热

系数

W/mK

资料名称

导热

系数

W/mK

资料名称

导热

系数

W/mK

资料名称

导热

系数

W/mK

Si

150

ABS

空气

导热硅胶垫

0.8～3

SiO2

PA

水蒸汽

SIC

490

PC

水

GaAs

46

PMMA

硫酸5～25％

GaP

77

PP

木材（纵向）

LTCC

2

PP+25％玻纤

木材（横向）

AlN

150

软质PVC

普通粘土砖

Al2O3蓝宝石

45

硬质PVC

耐火砖

Kovar

PS

水泥沙

钻石

2300

LDPE

瓷砖

金

317

HDPE

石棉

银

429

橡胶

玄武岩

纯铝

237

PU

花岗岩

纯铜

401

纯硅胶

石蜡

纯锌

112

中密度硅胶

石油

纯钛

低密度硅胶

沥青

纯锡

64

玻璃

纸板

纯铅

35

玻璃钢

铸铁

42～90

纯镍

90

泡沫

不锈钢

17

钢

36～54

FR4

铸铝

138～147

黄铜

70～183

环氧树脂

Al6061

160

青铜

32～153

Al6063

201

Al7075

130

经常使用资料的导热系数表

用途

资料名称

密度（kg/m3）

导热系数（W/m.K）

窗框

铜

8900

380

硅合金铝

2800

160

黄铜

8400

120

铁

7800

50

不锈钢

7900

17

PVC

1390

硬木

700

建筑构件软木

500

UP树脂玻璃钢

1900

玻璃

碳酸钙玻璃

2500

有机玻璃PMMA

1180

聚碳酸脂

1200

热断桥

聚冼氨尼龙

1150

6.6%尼龙,25%玻璃纤维

1450

高密度聚乙烯HD

980

低密度聚乙烯LD

920

固体聚丙烯

910

25%玻纤聚丙烯

1200

聚亚氨脂树脂PU

1200

刚性PVC

1390

防雨

氯丁橡胶PCP

1240

密封条

三元乙丙EPDM

1150

纯硅胶

1200

柔性PVC

1200

聚脂马海毛

柔性橡胶泡末

60-80

密封剂

刚性聚氨脂PU

1200

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）

热传导系数的界说为：

每单元长度、每K,可以传送几多W的能量,单元为W/mK.其中“W”指热功率单元,“m”代表长度单元米,而“K”为绝对温度单元.该数值越年夜说明导热性能越好.以下是几种罕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！

materialconductivityK（W/m.K）

diamond钻石2300

silver银429

cooper铜401

gold金317

aluminum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500.09落叶松木

木屑500.05普通松木～

海砂200.03杨木

研碎软木200.04胶合板

压缩软木200.07纤维素

聚苯乙烯1000.08丝～

硫化橡胶～0.29炉渣

镍铝锰合金032.7硬质胶

青铜3032～153白桦木

殷钢3011橡木

康铜3020.9雪松

黄铜2070～183柏木

镍铬合金～171普通冕玻璃201

石棉～0.37石英玻璃

纸～0.13燧石玻璃

皮棉4.10.03重燧石玻璃

矿渣棉～0.14精制玻璃

毡0.04汽油

蜡0.04凡士林

纸板0.14“天然气”油

皮革～0.19甘油

冰2.22煤油

新下的雪0.1蓖麻油

填实了的雪0.21橄榄油

瓷1.05已烷

石蜡油0.123二氯乙烷

变压器油0.12890%硫酸

石油0.14醋酸18

石蜡0.12硝基苯

柴油机燃油0.12二硫化碳

沥青0.699甲醇

玄武岩2.177四氯化碳

拌石水泥1.5三氯甲烷

花岗石～3.35氨气

丙铜0.177水蒸汽～

苯0.139重水蒸汽

水0.54空气

聚苯板0.04木工板

重水0.559硫化氢

表2窗体资料导热系数

窗框资料钢材铝合金PVCPA松木

导热系数

表3分歧玻璃的传热系数

玻璃类型玻璃结构（m）传热系数

K-w/（m2-k）

单层玻璃

双层中空玻璃

一层中空玻璃

Lhw-E中空玻璃

创作时间：

二零二一年六月三十日