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解析導(dǎo)熱材料的熱傳導(dǎo)奧秘

發(fā)布時(shí)間:2023-08-25 點(diǎn)擊次數(shù):575

優(yōu)良的導(dǎo)熱性能是導(dǎo)熱材料的重要指標(biāo),那么導(dǎo)熱率到底受哪些因素的影響呢?探究這些影響機(jī)理,可以更好地設(shè)計(jì)和優(yōu)化材料,獲得出色的導(dǎo)熱效果。

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導(dǎo)熱填料:種類、比例與表面處理

添加導(dǎo)熱填料是提升基體導(dǎo)熱性的常用手段。但并非任何填料混入都能發(fā)揮作用,優(yōu)質(zhì)的填料需具備高導(dǎo)熱性、理想顆粒形狀、適宜比例等。另外,經(jīng)表面處理的填料可與基體更好地粘附,發(fā)揮導(dǎo)熱效果的同時(shí)不削弱力學(xué)性能。

溫度因素:升溫提升導(dǎo)熱

熱導(dǎo)率與溫度有復(fù)雜的依賴關(guān)系。總體上,溫度升高將提升導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱率。但結(jié)晶材料和非晶材料隨溫度變化規(guī)律不同,需要區(qū)別對(duì)待。

結(jié)晶度影響:晶區(qū)導(dǎo)熱強(qiáng)

由于分子排列有序,晶態(tài)區(qū)熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于無(wú)序的非晶區(qū)。因此,提升材料的整體結(jié)晶度,可以顯著提高其熱導(dǎo)效果。

分子鏈取向:沿向異性明顯

分子鏈取向會(huì)導(dǎo)致材料熱導(dǎo)產(chǎn)生向異性。拉伸取向后的樣本,其沿拉伸方向的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于垂直方向,這點(diǎn)在設(shè)計(jì)中需注意。

密度與含氣率:稀疏降低導(dǎo)熱

增加材料中的氣體含量可生成隔熱的泡沫狀結(jié)構(gòu),降低密度從而達(dá)到降低熱導(dǎo)率的目的。但過(guò)高的氣體含量也會(huì)反而促進(jìn)熱量傳遞,需把握最佳含氣率。

濕度影響:吸濕導(dǎo)熱增強(qiáng)

材料吸收空氣濕氣后,孔隙中的水分子會(huì)顯著提高整體導(dǎo)熱效果,由于水的導(dǎo)熱率遠(yuǎn)超氣體。防潮設(shè)計(jì)是保證絕緣材料導(dǎo)熱穩(wěn)定性的重要一環(huán)。

綜上所述,導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱率受多因素共同影響,理解清楚這些機(jī)理,有助于我們針對(duì)性地調(diào)控材料,優(yōu)化其熱傳導(dǎo)性能,使其更好地滿足實(shí)際需求。


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