常见材料导热系数(史上全版)

常见材料导热系数(史上全版)2————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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/(m·K)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。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0.03w/m.k,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/QQ: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/(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·℉)]12.78×10-31.161.16×10-20.6723601418.74.1872420.85982.39×10-3110-20.57885.980.239100157.81.494.13×10-31.731.73×10-21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0.01～0.04导热硅胶垫0.8～3SiO27.6PA0.25水蒸汽0.023SIC490PC0.2水0.5～0.7GaAs46PMMA0.14～0.2硫酸5～25％0.47～0.5GaP77PP0.21～0.26木材(纵向)0.38LTCC2PP+25％玻纤0.25木材(横向)0.14～0.17AlN150软质PVC0.14普通粘土砖0.7～0.8Al2O3蓝宝石45硬质PVC0.17耐火砖1.06Kovar17.3PS0.08水泥沙0.9～1.28钻石2300LDPE0.33瓷砖1.99金317HDPE0.5石棉0.15～0.37银429橡胶0.19～0.26玄武岩2.18纯铝237PU0.25花岗岩2.6～3.6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0.5～1.0纸板0.06～0.14纯铅35玻璃钢0.40铸铁42～90纯镍90泡沫0.045不锈钢17钢36～54FR40.2铸铝138～147黄铜70～183环氧树脂0.2～2.2Al6061160青铜32～153Al6063201Al7075130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14500.3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！materialconductivityK(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500.09落叶松木00.13木屑500.05普通松木450.08～0.11海砂200.03杨木1000.1研碎软木200.04胶合板00.125压缩软木200.07纤维素00.46聚苯乙烯1000.08丝200.04～0.05硫化橡胶500.22～0.29炉渣500.84镍铝锰合金032.7硬质胶250.18青铜3032～153白桦木300.15殷钢3011橡木200.17康铜3020.9雪松00.095黄铜2070～183柏木200.1镍铬合金2012.3～171普通冕玻璃201石棉00.16～0.37石英玻璃41.46纸120.06～0.13燧石玻璃320.795皮棉4.10.03重燧石玻璃12.50.78矿渣棉00.05～0.14精制玻璃120.9毡0.04汽油120.11蜡0.04凡士林120.184纸板0.14“天然气”油120.14皮革0.18～0.19甘油00.276冰2.22煤油1000.12新下的雪0.1蓖麻油5000.18填实了的雪0.21橄榄油00.165瓷1.05已烷00.152石蜡油0.123二氯乙烷0.147变压器油0.12890%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2.68～3.35氨气*0.022丙铜0.177水蒸汽*0.0235～0.025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PVCPA松木导热系数58.22030.160.230.17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5×9×53.265×12×53.11一层中空玻璃5×9×5×9×52.22←--5×12×5×12×52.08Lhw-E中空玻璃5×12×51.71