十大常用导热材料及其导热系数

作者:兰洋科技    浏览量:10901    时间:2023年03月29日    标签: 导热材料 导热系数

热导率是衡量材料导热能力的一项指标。热导率高的材料能够有效传递热量,并且能够从环境中快速吸收热量。相反,不良的热导体会阻碍热流,并且缓慢的吸收环境的热量。根据 S.I(国际系统)指南,材料的热导率单位为瓦/米·开尔文 (W/m•K)。

导热性能前十的材料及其热导率测量值概述如下。由于热导率会随着使用的导热测试设备及测量环境的不同而变化,因此这些热导率值均为平均值。

十大常用导热材料及其导热系数

十大常用导热材料及其导热系数

1.金刚石 – 2000 ~ 2200 W/m•K

金刚石是热导率最高的材料之一,其热导率值是铜的5倍,铜是美国产量最高的金属。金刚石原子由简单的碳主链组成,这是一种能有效传热的理想分子结构。通常,化学成分和分子结构最简单的材料通常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。在电子产品中可起到促进散热、保护电脑敏感零件的作用。金刚石的高热导率在鉴定珠宝中宝石的真伪时也非常有用。只需在工具和技术中加入少量的金刚石,就能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储量丰富的热导体。银是许多器具的制作材料,具有良好的延展性,是用途最广的金属之一。美国生产的银中有35%用于电动工具和电子产品(美国地质调查局2013年矿物界)。银浆是银的副产物,由于可用于环保能源替代品,其需求正在增长。银浆可用来生产光伏电池,而光伏电池是太阳能电池板的重要组件。

3.铜 – 398 W/m•K

在美国,铜是制造导热器具最常用的金属。铜的熔点较高且腐蚀速度适中。并且能够有效减少传热过程中的能量损失。金属锅、热水管和汽车散热器这几种器具都利用了铜的导热特性。

4.金 – 315 W/m•K

黄金是一种稀有的贵金属,用于特定的导热应用。与银和铜不同,黄金一般不会失去光泽,而且具有很强的抗腐蚀性。

5.氮化铝 – 310 W/m•K

氮化铝常被用作氧化铍的替代品。与氧化铍不同,氮化铝不会对生产造成健康危害,但仍表现出与氧化铍相似的化学和物理性质。氮化铝是已知具有电绝缘性和高热导率的少数材料之一。具有优异的抗热震性,可用作机械芯片的电绝缘体。

6.碳化硅 – 270 W/m•K

碳化硅是一种由硅原子和碳原子均衡组成的半导体。将硅和碳相融合,两者结合在一起,可形成一种非常坚硬、耐用的材料。这种混合物通常用作汽车制动器、涡轮机的部件,也常用于钢铁冶炼中。

7.铝 – 247 W/m•K

铝的成本较低,通常用作铜的替代品。尽管导热性能不如铜,但铝的储量丰富,且熔点较低,易于加工。铝是生产LED(发光二极管)灯的关键材料。铜铝混合物变得越来越受欢迎,这是因为它们利用了铜和铝的特性,并且生产成本更低。

8.钨 – 173 W/m•K

钨的熔点高、蒸气压低,是接触高电流器具的理想材料。钨的化学性质稳定,可以在不改变电流的情况下用于电子显微镜的电极。也常用于灯泡或作为阴极射线管的组件。

9.石墨 168 W/m•K

与其他碳同素异形体相比,石墨的储量丰富、成本低且重量轻,是十分优秀的替代品。石墨是高分子混合物中的常用添加剂,可用来提高其导热性能。电池是利用石墨高热导率的常见例子。

10.锌 116 W/m•K

有少数几种金属能够与其他金属容易结合形成金属合金(两种或多种金属的混合物),锌是其中之一。在美国,有20%的锌制器具是由锌合金制成的。生产的纯锌中有40%用于镀锌。镀锌是在钢或铁表面涂镀锌层的工艺,可防止金属风化和生锈。

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