2024年6月5日发(作者：韦骞北)
材料的导热率
傅力叶方程式：
Q=KA△T/d,
R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值
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。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。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。
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。
根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化
的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。
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ASTM D5470。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。
常用材料的导热系数表
用途 材料名称
铜
硅合金铝
黄铜
铁
窗框 不锈钢
PVC
硬木
建筑构件软木
UP树脂玻璃钢
碳酸钙玻璃
玻璃 有机玻璃PMMA
聚碳酸脂
聚冼氨尼龙
高密度聚乙烯HD
热断桥
低密度聚乙烯LD
固体聚丙烯
25%玻纤聚丙烯
聚亚氨脂树脂PU
刚性PVC
防雨 氯丁橡胶PCP
三元乙丙EPDM
纯硅胶
密封条 柔性PVC
聚脂马海毛
柔性橡胶泡末
刚性聚氨脂PU
固体/热融异丁烯
聚硫胶
纯硅胶
密封剂
聚异丁烯
聚脂树脂
硅胶干燥剂
分子筛
低密度硅胶泡末
中密度硅胶泡末
密度(kg/m) 导热系数(W/m.K)
8900
2800
8400
7800
7900
1390
700
500
1900
2500
1180
1200
1150
980
920
910
1200
1200
1390
1240
1150
1200
1200
60-80
1200
1200
1700
1200
930
1400
720
650-750
750
820
380
160
120
50
17
0.17
0.18
0.13
0.4
1.0
0.18
0.2
0.25
0.3
0.5
0.33
0.22
0.25
0.25
0.17
0.23
0.25
0.35
0.14
0.14
0.05
0.25
0.24
0.4
0.35
0.2
0.19
0.13
0.1
0.12
0.17
3
6.6%尼龙,25%玻璃纤维 1450
2024年6月5日发(作者：韦骞北)
材料的导热率
傅力叶方程式：
Q=KA△T/d,
R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值
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。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。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。
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。
根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化
的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。
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ASTM D5470。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。
常用材料的导热系数表
用途 材料名称
铜
硅合金铝
黄铜
铁
窗框 不锈钢
PVC
硬木
建筑构件软木
UP树脂玻璃钢
碳酸钙玻璃
玻璃 有机玻璃PMMA
聚碳酸脂
聚冼氨尼龙
高密度聚乙烯HD
热断桥
低密度聚乙烯LD
固体聚丙烯
25%玻纤聚丙烯
聚亚氨脂树脂PU
刚性PVC
防雨 氯丁橡胶PCP
三元乙丙EPDM
纯硅胶
密封条 柔性PVC
聚脂马海毛
柔性橡胶泡末
刚性聚氨脂PU
固体/热融异丁烯
聚硫胶
纯硅胶
密封剂
聚异丁烯
聚脂树脂
硅胶干燥剂
分子筛
低密度硅胶泡末
中密度硅胶泡末
密度(kg/m) 导热系数(W/m.K)
8900
2800
8400
7800
7900
1390
700
500
1900
2500
1180
1200
1150
980
920
910
1200
1200
1390
1240
1150
1200
1200
60-80
1200
1200
1700
1200
930
1400
720
650-750
750
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160
120
50
17
0.17
0.18
0.13
0.4
1.0
0.18
0.2
0.25
0.3
0.5
0.33
0.22
0.25
0.25
0.17
0.23
0.25
0.35
0.14
0.14
0.05
0.25
0.24
0.4
0.35
0.2
0.19
0.13
0.1
0.12
0.17
3
6.6%尼龙,25%玻璃纤维 1450