导热最佳的材料是金刚石,金刚石的导热率为1300~2400 W/(mK)。
由于物体内部分子、原子和电子等微观粒子的热运动,而组成物体的物质并不发生宏观的位移,将热量从高温区传到低温区的过程称为导热。
热导率(Thermal conductivity)的数值就是物体中单位温度梯度、单位时间、通过单位面积的导热量,其单位是[W/(m·K)]。
热导率的数值表征物质的导热能力大小。
工程计算用的数值都由专门实验测定,列于图标及手册中供查用。
影响导热率的因素主要有物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等。
就导热率而言,金属的热导率最高,非金属与液体的次之,气体最小。
气体的导热率 λ=0.006~0.6W/(m·K),液体的导热率 λ=0.07~0.7W/(m·K),固体的导热率 λ=12~418W/(m·K)
十大常用的导热材料
热导率作为衡量材料导热能力的重要指标,决定了材料在热传递过程中的效率。
热导率高的材料能迅速将热量从一个区域传至另一个区域,有效吸收环境热量。
相反,低热导率的材料则会阻碍热流,减缓热量吸收速度。
SI单位体系中,热导率以瓦/米·开尔文(W/m•K)表示。
以下为十种常用导热材料及其热导率值概览,由于测试设备及环境的不同,实际热导率值会有所波动,这些值为平均值。
1. 金刚石 - 热导率 2000~2200 W/m•K,是热导率最高的材料之一。
由于其简单的碳主链结构,金刚石能高效传递热量。
在电子设备中,金刚石被用作散热器,保护电脑的敏感元件。
同时,其在鉴定宝石真伪方面也有重要应用。
加入少量金刚石的工具和技术能显著提升导热性能。
2. 银 - 热导率 429 W/m•K,是便宜且储量丰富的热导体。
广泛应用于器具制作,尤其是电动工具和电子产品。
银浆,银的副产品,因其在环保能源替代品中的应用,需求正在增长。
银浆可用于生产光伏电池,光伏电池是太阳能电池板的关键组件。
3. 铜 - 热导率 398 W/m•K,是美国制造导热器具最常用的金属。
其较高的熔点和适中的腐蚀速度使其在金属锅、热水管和汽车散热器中发挥重要作用。
4. 金 - 热导率 315 W/m•K,是一种稀有贵金属,用于特定导热应用。
黄金的光泽保持性和抗腐蚀性使其在与其他金属不同之处。
5. 氮化铝 - 热导率 310 W/m•K,常被用作氧化铍的替代品。
其电绝缘性和高热导率,以及优异的抗热震性使其在机械芯片电绝缘体领域应用广泛。
6. 碳化硅 - 热导率 270 W/m•K,是一种由硅和碳组成的半导体材料。
常用于汽车制动器、涡轮机部件,以及钢铁冶炼。
7. 铝 - 热导率 247 W/m•K,成本较低,用于铜的替代品。
尽管导热性能不如铜,但铝的储量丰富,熔点较低,易于加工,广泛应用于LED灯制造。
8. 钨 - 热导率 173 W/m•K,具有高熔点、低蒸气压的特性,适合制作接触高电流器具。
其稳定的化学性质使其在电子显微镜电极和灯泡组件中有广泛应用。
9. 石墨 - 热导率 168 W/m•K,储量丰富、成本低、重量轻,是高效的替代品。
石墨常作为高分子混合物的导热添加剂,例如在电池中的应用。
10. 锌 - 热导率 116 W/m•K,是少数几种能够与其他金属形成合金的金属之一。
在美国,锌合金被广泛应用于制造器具。
纯锌中的40%用于镀锌工艺,防止金属腐蚀。
导热材料排名
导热材料排名前五有钻石-2000-2200W/m·K,银-429W/m·K,铜-398W/m·K,金-315W/m·K,氮化铝-310W/m·K。
1、钻石 – 2000 – 2200 W/m•K
金刚石是自然界最好的导热材料,其电导率测量值比铜高 5 倍,铜是美国制造最多的金属。
金刚石原子由简单的碳骨架组成,是有效传热的理想分子结构。
通常,具有最简单化学成分和分子结构的材料具有最高的热导率值。
金刚石是许多现代手持电子设备的重要组成部分。
它们在电子产品中的作用是促进散热和保护敏感的计算机部件。
在确定珠宝中宝石的真伪时,钻石的高导热性也被证明是有用的。
在工具和技术中加入少量金刚石会对导热性能产生巨大影响。
2、银 – 429 W/m•K
银是一种相对便宜且丰富的热导体。
银是众多电器的组成部分,并且由于其延展性而成为用途最广泛的金属之一。
美国制造的 35% 的银用于电动工具和电子产品(美国地质调查矿产社区 2013)。
银的副产品银浆由于用于环保能源替代品而需求增加。
银浆用于生产光伏电池,而光伏电池是太阳能电池板的主要组成部分。
3、铜 – 398 W/m•K
铜是美国制造导电器具最常用的金属。
铜具有高熔点和中等腐蚀速率。
它也是一种非常有效的金属,可以最大限度地减少热传递过程中的能量损失。
金属锅、热水管和汽车散热器都是利用铜的导电特性的电器。
4、金 – 315 W/m•K
金是一种稀有且昂贵的金属,用于特定的导电应用。
与银和铜不同,金很少变色,可以承受大量腐蚀的条件。
5、氮化铝 – 310 W/m•K
氮化铝经常用作氧化铍的替代品。
与氧化铍不同,氮化铝不会对制造造成健康危害,但仍显示出与氧化铍相似的化学和物理特性。
氮化铝是为数不多的具有高导热性和电绝缘性的材料之一。
它具有非凡的抗热震性,并在机械芯片中充当电绝缘体。
导热材料释义
导热材料是一种新型工业材料。
这些材料是近年来针对设备的热传导要求而设计的,性能优异、可靠。
它们适合各种环境和要求,对可能出现的导热问题都有妥善的对策,该导热产品已经越来越多的应用到许多产品中,提高了产品的可靠性。