导热基本参数

一导热系数，又称热导率，导热率，thermal conductivity
导热系数K值是材料本身的固有性能参数，用于描述物体传导热量的能力。

是固体最重要的热物性参数。

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,℃），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（W/m•K，此处为K 可用℃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。

导热系数是描述物质物性的物理量.例如空气在标准状态下的导热系数是0.0244W/(m.K)。

二比热热容
比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即使单位元质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。

比热容是表示物质热性质的物理量。

通常用符号c表示，单位J/kg.K。

表示每KG的物质在温度每升高1K所吸收的热量或每降低1K所放出的热量。

同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。

三热扩散系数
热扩散系数[中文]: 热扩散系数定义α=λ/(ρ.c) α称为热扩散率或热扩散系数（thermal diffusivity），单位m^2/s. 式中：λ:导热系数，单位W/(m·K)；ρ：密度，单位元kg/m^3 c：热容，单位J/(kg·K). 物理意义以物体受热升温的情况为例来分析。

在物体受热升温的非稳态导热过程中，进入物体的热量沿途不断地被吸收而使当地温度升高，在此过程持续到物体内部各点温度全部扯平为止。

由热扩散率的定义
α=λ/(ρ.c) 可知：（1）物体的导热系数λ越大，在相同的温度梯度下可以传导更多的热量。

（2）分母ρc是单位体积的物体温度升高1℃所需的热量。

ρc 越小，温度升高1℃所吸收的热量越小，可以剩下更多热量继续向物体内部传递，能使物体各点的温度更快地随接口温度的升高而升高。

热扩散率α是λ与1/(ρ.c)两个因子的结合。

α越大，表示物体内部温度扯平的能力越大，因此而有热扩散率的名称。

这种物理上的意义还可以从另一个角度来加以说明，即从温度的角度看，α越大，材料中温度变化传播的越迅速。

可见α也是材料传播温度变化能力大小的指标，因而有导温系数之称。

四热阻 thermal resistance
热量在热流路径上遇到的阻力叫热阻，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。

导热热阻为R=L/(kA)。

其中L为材料的厚度，A为材料垂直于热流方向的截面积（也就是接触热源的面积），k为材料的热导率。

由式中可得出，材料越厚热度阻越大，接触热源面积越大热阻越小。

当热量流过两个相接触的固体的交界面时，接口本身对热流呈现出明显的热阻，称为接触热阻。

产生接触热阻的主要原因是，任何外表上看来接触良好的两物体，直接接触的实际面积只是交界面的一
部分，其余部分都是缝隙。

热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传递，而它们的传热能力远不及一般的固体材料，这也是为什么导热材料如石墨及铜铝均要贴胶的一个主要原因。

高导热系数材料介绍：
天然石墨：从石墨矿中提纯出来到一定纯度，目前业界天然石墨能稳定生产最薄到0.03mm，导热系数在700~1000W，天然石墨的优点，平面导热系数高，轻，缺点，脆，易破裂不好加工。

人工石墨：石油焦类产品或高分子聚合物人工加热。

利用碳熔点超高而让其它元素物体汽化，余下的就是碳元素了。

通常是颗粒状及片状。

人工石墨的优点，平面导热系数高，超过1000W 轻.缺点，片料，后段加工慢，脆，易破裂不好加工.
铜箔：纯铜导热率也很高，约在400W左右，也好加工并且相对便宜。

但在更高要求时，纯铜有时满足不了。

铜碳复合材料：把颗粒状的人工石墨用特殊工艺与铜箔基材复合于一体，并把两者的优势结合于一体。

铜碳复合材料的优点，平面及厚度方向三向导热系数高，适合卷料加工，难以破裂。

缺点：与单纯同一体积的石墨比较起来重。

附：
常用材料导热系数：
材料名 W/(m*K)
金刚石1300-2400
硅611
银429
铜401
金317
铍250
铝240
氮化铝200
钨180
锌116
镍91
铁84-90
铟82
锂 84.8
氮化硼 1~10
BT 环氧树脂0.19
FR-4 0.11
各常规材料的比热容
物质化学符
号
模型
相
态
比热容量（基本） J/(k
g·K)
比热容量（25℃）J/(k
g·K)
锂Li 1 固3580 3582
石蜡CnH2n+2 62至12
2
固2200 2500
铝Al 1 固900 897
石墨 C 1 固720 710
钻石 C 1 固502 509.1
钢混混固450 450
铁Fe 1 固450 444
黄铜Cu,Zn 混固380 377
铜Cu 1 固385 386
银Ag 1 固235 233
汞Hg 1 液139 140
铂Pt
1
固135 135
金Au 1 固129 126
铅Pb 1 固125 128
水蒸气（水）H2O 3 气1850 1850
水H2O 3 液4200 4186
冰（水）H2O 3 固2060 2050 (-10℃。