常见材料导热系数史上版.doc

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，用表示，单位为

2、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350时导热系数不大于0.12W/(mK)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05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

3、。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0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热

4、材料填充缝隙间的空气.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：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

5、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ASTM D5470。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

6、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

7、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

8、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0.05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/(mh )卡 / 厘米秒 cal/(cms )瓦 / 米

9、KW/(mK)焦耳 / 厘米秒 J/(cms )英热单位 / 英尺时 Btu/(fth )12.7810 -31.161.1610 -20.6723601418.74.1872420.85982.3910 -3110 -20.57885.980.239100157.81.494.1310 -31.731.7310 -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/mKSi150ABS0.25空气0.010.04导热硅胶垫0.83SiO27.6PA0.25水蒸汽0.023SIC490PC0.2水0.50.7GaAs46PMM

10、A0.140.2硫酸5250.470.5GaP77PP0.210.26木材(纵向)0.38LTCC2PP+25玻纤0.25木材(横向)0.140.17AlN150软质PVC0.14普通粘土砖0.70.8Al2O3蓝宝石45硬质PVC0.17耐火砖1.06Kovar17.3PS0.08水泥沙0.91.28钻石2300LDPE0.33瓷砖1.99金317HDPE0.5石棉0.150.37银429橡胶0.190.26玄武岩2.18纯铝237PU0.25花岗岩2.63.6纯铜401纯硅胶0.35石蜡0.12纯锌112中密度硅胶0.17石油0.14纯钛14.63低密度硅胶0.12沥青0.7纯锡64玻璃0

11、.51.0纸板0.060.14纯铅35玻璃钢0.40铸铁4290纯镍90泡沫0.045不锈钢17钢3654FR40.2铸铝138147黄铜70183环氧树脂0.22.2Al 6061160青铜32153Al 6063201Al 7075130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/m.K)窗框铜8900380硅合金铝2800160黄铜8400120铁780050不锈钢790017PVC13900.17硬木7000.18建筑构件软木5000.13UP树脂玻璃钢19000.4玻璃碳酸钙玻璃25001.0有机玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2热断桥聚冼氨尼龙1

12、1500.256.6%尼龙,25%玻璃纤维14500.3高密度聚乙烯HD9800.5低密度聚乙烯LD9200.33固体聚丙烯9100.2225%玻纤聚丙烯12000.25聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性PVC13900.17防雨氯丁橡胶PCP12400.23密封条三元乙丙EPDM11500.25纯硅胶12000.35柔性PVC12000.14聚脂马海毛0.14柔性橡胶泡末60-800.05密封剂刚性聚氨脂PU12000.25固体/热融异丁烯12000.24聚硫胶17000.4纯硅胶12000.35聚异丁烯9300.2聚脂树脂14000.19硅胶干燥剂7200.13分子筛650-7500.1

13、低密度硅胶泡末7500.12中密度硅胶泡末8200.17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 34.8各种物质导热系数！material conductivity K (W/m.K)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

14、 物质 温度 导热系数亚麻布 50 0.09 落叶松木 0 0.13木屑 50 0.05 普通松木 45 0.080.11海砂 20 0.03 杨木 100 0.1研碎软木 20 0.04 胶合板 0 0.125压缩软木 20 0.07 纤维素 0 0.46聚苯乙烯 100 0.08 丝 20 0.040.05硫化橡胶 50 0.220.29 炉渣 50 0.84镍铝锰合金 0 32.7 硬质胶 25 0.18青铜 30 32153 白桦木 30 0.15殷钢 30 11 橡木 20 0.17康铜 30 20.9 雪松 0 0.095黄铜 20 70183 柏木 20 0.1镍铬合金 20 1

15、2.3171 普通冕玻璃 20 1石棉 0 0.160.37 石英玻璃 4 1.46纸 12 0.060.13 燧石玻璃 32 0.795皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78矿渣棉 0 0.050.14 精制玻璃 12 0.9毡 0.04 汽油 12 0.11蜡 0.04 凡士林 12 0.184纸板 0.14 “天然气”油 12 0.14皮革 0.180.19 甘油 0 0.276冰 2.22 煤油 100 0.12新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18填实了的雪 0.21 橄榄油 0 0.165瓷 1.05 已烷 0 0.152石蜡油 0.123 二氯乙烷 0.147变压器油 0.128 90%硫酸 0.354石油 0.14 醋酸 18石蜡 0.12 硝基苯 0.159柴油机燃油 0.12 二硫化碳 0.144沥青 0.699 甲醇 0.207玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121花岗石 2.683.35 氨气* 0.022丙铜 0.177 水蒸汽* 0.02350.025苯 0.139 重