如何選擇導熱材料
導熱材料的導熱率K是材料本身的固有性能參數(shù),用于描述材料的導熱能力。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關系的,只是跟材料本身的成分有關系。所以同類材料的導熱率都是一樣的,并不會因為厚度不一樣而變化。
傅力葉方程式:
Q=KA△T/d,
R=A△T/QQ:熱量,W
K:導熱率,W/mk
A:接觸面積
d:熱量傳遞距離
△T:溫度差
R:熱阻值
將上面兩個公式合并,可以得到K=d/R。因為K值是不變的,可以看得出熱阻R值,同材料厚度d是成正比的。也就說材料越厚,熱阻越大。
但如果仔細看一些導熱材料的資料,會發(fā)現(xiàn)很多導熱材料的熱阻值R,同厚度d并不是完全成正比關系。這是因為導熱材料大都不是單一成分組成,相應會有非線性變化。厚度增加,熱阻值一定會增大,但不一定是完全成正比的線性關系,可能是更陡的曲線關系。
根據(jù)R=A△T/Q這個公式,理論上來講就能測試并計算出一個材料的熱阻值R。但是這個公式只是一個最基本的理想化的公式,他設定的條件是:接觸面是完全光滑和平整的,所有熱量全部通過熱傳導的方式經(jīng)過材料,并達到另一端。
實際這是不可能的條件。所以測試并計算出來的熱阻值并不完全是材料本身的熱阻值,應該是材料本身的熱阻值+所謂接觸面熱阻值。因為接觸面的平整度、光滑或者粗糙、以及安裝緊固的壓力大小不同,就會產(chǎn)生不同的接觸面熱阻值,也會得出不同的總熱阻值。
所以國際上流行會認可設定一種標準的測試方法和條件,就是在資料上經(jīng)常會看到的ASTMD5470。這個測試方法會說明進行熱阻測試時候,選用多大的接觸面積A,多大的熱量值Q,以及施加到接觸面的壓力數(shù)值。大家都使用同樣的方法來測試不同的材料,而得出的結果,才有相比較的意義。
通過測試得出的熱阻R值,并不完全是真實的熱阻值。物理科學就是這樣,很多參數(shù)是無法真正的量化的,只是一個“模糊”
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