常见材料导热系数版.docx

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常见材料导热系数版

Documentserialnumber【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

常见材料导热系数版

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λ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（我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于（m·K）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1~3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。

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·℃[kcal/（m·h·℃）]

卡/厘米·秒·℃[cal/（cm·s·℃）]

瓦/米·K[W/（m·K）]

焦耳/厘米·秒·℃[J/（cm·s·℃）]

英热单位/英尺·时·℉[Btu/（ft·h·℉）]

1

×10-3

×10-2

360

1

242

×10-3

1

10-2

100

1

×10-3

×10-2

1

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/mK

Si

150

ABS

空气

～

导热硅胶垫

～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

常用材料的导热系数表

用途

材料名称

密度（kg/m3）

导热系数（W/

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

%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“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！

materialconductivityK（W/

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～炉渣50

镍铝锰合金0硬质胶25

青铜3032～153白桦木30

殷钢3011橡木20

康铜30雪松0

黄铜2070～183柏木20

镍铬合金20～171普通冕玻璃201

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PVCPA松木

导热系数203

表3不同玻璃的传热系数

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5×9×5

5×12×5

一层中空玻璃5×9×5×9×5

←--5×12×5×12×5

Lhw-E中空玻璃5×12×5