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1、材料的导热率傅力叶方程式：Q=KA T/d,R=A T/Q Q: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，可以看得岀热阻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
2、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=A T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算岀一个材料的热阻值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。所以测试并计算岀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
3、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，而得岀的结果，才有相比较的意义。通过测试得岀的热阻 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
4、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岀现的问题。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. 对干导热材料：诜用合适的导热率、厚度是对性能有很大关系的。诜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
5、岀诜用何种材料合适。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。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11500.256.6%尼龙,25%玻璃纤 维14500.39800.
6、5高密度聚乙烯HD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低密度硅胶泡末7500.12中密度硅胶泡末8200.17金属导热系
7、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 co nductivity 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物质温度导热系数亚麻布50 0.09落叶松木 0 0.13木屑50
8、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 12.3171普通冕玻璃 20 1 石棉0 0.160.37石英玻璃 4 1.46纸 12 0.06-0.13 燧石玻璃 32 0
9、.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
10、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重水蒸汽* 0.072水 0.54 空气 * 0.024聚苯板0.04木工板0.1-0.2重水0.559硫化氢* 0.013表2窗体材料导热系数窗框材料 钢材 铝合金PVC PA松木导热系数 58.2 203 0.16 0.23 0.17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6.2双层中空玻璃 5X 9 X 5 3.265X 12X 5 3.11一层中空玻璃 5X 9 X 5 X 9X 5 2.2
11、2J- 5 X 12X 5X 12X 5 2.08Lhw-E 中空玻璃 5X 12X 5 1.71常用材料导热系数-深圳智通电子有限公司提供MetalMaterialCon ductivityDen sityW/m-Ckg/m 3Alumi num, 2024, Temper-T31212.80E+03Alumi num, 2024, Temper-T3511432.80E+03Alumi num, 2024, Temper-T41212.80E+03Aluminum, 5052, Temper-H321382.68E+03Aluminum, 5052, Temper-O1442.69E+03
12、Aluminum, 6061, Temper-O1802.71E+03Alumi num, 6061, Temper-T41542.71E+03Alumi num, 6061, Temper-T61672.71E+03Alumi num, 7075, Temper-O1302.80E+03Alumi num, 7075, Temper-T61302.80E+03Alumi num, A356, Temper-T61282.76E+03Aluminum, Al-Cu, Duralumin, 95%Al-5%Cu1642.79E+03Aluminum, Al-Mg-Si, 97%Al-1%Mg-1
13、%Si-1%Mn1772.71E+03Aluminum, Al-Si, Alusil, 80%Al-20%Si1612.63E+03Aluminum, Al-Si, Silumim, 86.5%Al-1%Cu1372.66E+03Alum in um, Pure2202.71E+03Beryllium, Pure1751.85E+03Brass, Red, 85%Cu-15%Z n1518.80E+03Brass, Yellow, 65%Cu-35%Z n1198.80E+03Copper, Alloy, 110003888.93E+03Copper, Alumi num bron ze, 9
14、5%Cu-5%Al838.67E+03Copper, Brass, 70%Cu-30%Zn1118.52E+03Copper, Bron ze, 75%Cu-25%S n268.67E+03Copper, Con sta ntan, 60%Cu-40%Ni22.78.92E+03Copper, Drawn Wire2878.80E+03Copper, Germa n silver, 62%Cu-15%Ni-22%Z n24.98.62E+03Copper, Pure3868.95E+03Copper, Red brass, 85%Cu-9%S n-6%Z n618.71E+03Gold, Pu
15、re3181.89E+04In var, 64%Fe-35%Ni13.88.13E+03Iron, Cast557.92E+03Iron, Pure71.87.90E+03Iron, Wrought, 0.5%C597.85E+03Kovar, 54%Fe-29%Ni-17%Co16.38.36E+03Lead, Pure351.14E+04Magn esium, Mg-Al, Electrolytic, 8%Al-2%Z n661.81E+03Tun gste nTitaniumTin, PureTin, Cast, HammeredSteel, Tungsten, W5%Steel, Tu
16、ngsten, W10%Steel, Tungsten, W1%Steel, Tungsten, WO%Steel, Stainless, 316Steel, SAE 1010, SheetSteel, SAE 1010Steel, Nickel, Ni80%Steel, Nickel, Ni40%Steel, Nickel, Ni20%Steel, Nickel, NiO%Steel, Invar, 36%NiSteel, Chrome-Nickel, 25%Cr-20%NiSteel, Chrome-Nickel, 20%Cr-15%NiSteel, Chrome-Nickel, 18%C
17、r-8%NiSteel, Chrome-Nickel, 15%Cr-10%NiSteel, Chrome, Cr5%Steel, Chrome, Cr20%Steel, Chrome, Cr1%Steel, Chrome, CrO%Steel, Carbon, 1,5%CSteel, Carbon, 1,0%CSteel, Carbon, 0.5%CSolder, Soft, 95%Pb-5%SnSolder, Soft, 92.5%Pb-2.5%Ag-5%lnSolder, Soft, 63%Sn-37%PbSolder, Soft, 60%Sn-40%PbSolder, Hard, 95%
18、Au-3%SiSolder, Hard, 88%Au-12%GeSolder, Hard, 80%Au-20%SnSilver, PureNickel, PureNickel, Ni-Cr, 90%Ni-10%CrNickel, Ni-Cr, 80%Ni-20%CrNichrome, 80%Ni-20%CrMolybdenumMagnesium, Pure00 oX5 o62OiOi40066X6k)663込5935X OX9X O7X2 doX5XX6GOX94 O22o364332GO395X5 Oo00005740099X2w o1.94E+044.51 E+037.30E+037.35
19、E+038.07E+038.31 E+037.91 E+037.90E+038.03E+037.83E+037.83E+038.62E+038.17E+037.93E+037.90E+038.14E+037.87E+037.83E+037.82E+037.87E+037.83E+037.69E+037.87E+037.90E+037.75E+037.80E+037.83E+031.10E+041.20E+049.25E+039.29E+031.57E+041.50E+041.50E+041.05E+048.91 E+038.67E+038.31 E+038.40E+031.02E+041.75
20、E+03s產MZinc, Pure112.27.14E+03Non-MetalMaterialCon ductivityDen sityW/m-Ckg/m3ABS-Plastic0.251.01E+03Acetals0.31.42E+03Acrylic0.061.19E+03Alkyds0.852.00E+03Alumi na, 96%213.80E+03Alumi na, Pure373.90E+03Asbestos, Asbestos-sheets0.166No DataAsbestos, Ceme nt2.08No DataAsbestos, Ceme nt-boards0.74No D
21、ataAsbestos, Corregated, 4plies/in0.087No DataAsbestos, Felt, 20 lam/in0.078No DataAsbestos, Felt, 40 lam/in0.057No DataAsbestos, Loosely-packed0.154520Asphalt0.75No DataBakelite0.19No DataBalsam wool 2.2lb/ft 30.0435Beryllia, 99.5%197.3No DataBrick, Buildi ng brick0.691.60E+03Brick, Carboru ndum br
22、ick18.5No DataBrick, Chrome brick2.323.00E+03Brick, Diatomaceous earth0.24No DataBrick, Face brick1.322.00E+03Brick, Fireclay1.042.00E+03Brick, Magn esite3.81No DataCarbon6.92No DataCardboard, Celotex0.048No DataCardboard, Corrugated0.064No DataCeme nt, Mortar1.16No DataCeme nt, Portla nd0.291.50E+0
23、3Con crete, Cin der0.76No DataCon crete, Stone 1-2-4 mix1.372.10E+03Cork, Corkboard,10lb/ft 30.043160Cork, Grou nd0.043150Cork, Regra nulated0.04580Diam ond. Film7003.50E+03Diamo nd. Type IIA2.00E+03No DataDiamo nd. Type IIB1.30E+03No DataDiatomaceous earth0.061320E-Glass Fiber0.892.54E+03Epoxy, Hig
24、h Fill2.163No DataEpoxy, No Fill0.207No DataFelt, Hair0.036265Felt, Wool0.052330Fiber in sulati ng board0.048240FR4 Epoxy Glass, 1oz Copper9.11No DataFR4 Epoxy Glass, 2 oz Copper17.71No DataFR4 Epoxy Glass, 4oz Copper35.15No DataFR4 Epoxy Glass, no Copper0.2941.90E+03Glass, Borosilicate1.092.20E+03G
25、lass, Pyrex1.022.23E+03Glass, Win dow0.782.70E+03Glass, Wool, 1.5lb/ft 30.03824In sulex, dry0.064No DataKapok0.035No DataKapt on0.156No DataMagn esia, 85%0.067270Mica0.71No DataMylar0.19No DataNylo n0.2421.10E+03Phe nolic, Paper based0.277No DataPhe nolic, Plain0.519No DataPlaster, Gypsum0.481.44E+0
26、3Plaster, Metal lath0.47No DataPlaster, Wood lath0.28No DataPlexiglass0.19No DataPolycarb on ate0.191.20E+03Polyethyle ne, High den sity0.5950Polyethyle ne, Low den sity0.35920Polyethyle ne, Medium den sity0.4930Polystyre ne0.106No DataPolyv inyl chloride0.16No DataPyrex1.26No DataRock wool, 10lb/ft
27、 30.04160Rock wool, Loosely packed0.06764Rubber, Butyl0.26No DataRubber, Hard0.19No DataRubber, Silic one0.19No DataRubber, Soft0.14No DataSawdust0.059No DataS-Glass Fiber0.92.49E+03Silica aerogel0.024140Silico n, 99.9%1502.33E+03Silic one grease0.21No DataStone, Gran ite2.82.64E+03Stone, Limest one
28、1.32.50E+03Stone, Marble2.52.60E+03Stone, San dst one1.832.20E+03Styrofoam0.035No DataTefl on0.22No DataWood Shav ings0.059No DataWood, Cross Grai n, Balsa, 8.8lb/ft 30.055140Wood, Cross Grain, Cypress0.097460Wood, Cross Grai n, Fir0.11420Wood, Cross Grai n, Maple0.166540Wood, Cross Grai n, Oak0.166540Wood, Cross Grai n, White pine0.112430Wood, Cross Grain, Yellow pi ne0.147640Alumi num-Oxide, Al 2 O 3,99.5%32No DataAlumi num-Oxide, Al 2 O 3,96%21.5No DataAlumi num-Oxide, Al 2 O 3,90%12No Data