• 发布日期：2016-08-23
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导热材料的好坏区分方法

随着工业生产和科学技术发展，对材料提出更高的要求。除材料具有优良的综合性能之外，有些场合还要求材料具有导热性能和优良的电绝缘性能。如电磁屏蔽、电子信息、热工测量技术领域广泛使用的功率管、集成块、热管等;化工生产和废水处理中使用的热交换器、导热管、太阳能热水器、蓄电池的冷却器等所需导热绝缘材料;随着微电子集成技术和组装技术高速发展，电子元件、逻辑电路体积成千上万倍地缩小，电子仪器日益轻薄短小化，而工作频率急剧增加，半导体热环境向高温方向迅速变化，此时电子设备所产生的热量迅速积累、增加，在使用环境温度下要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作，及时散热能力成为影响其运行的可靠性，使用寿命的重要因素，所以急需研制具有高可靠性、高散热性的综合性能优异的导热绝缘材料替代传统材料。

怎么判断导热材料好不好呢

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。

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4、使用什么导热材料，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。