導熱率K是材料本身的固有性能參數(shù)，用于描述材料的導熱能力，又稱為熱導率，單位為W/mK。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關系的，只是跟材料本身的成分有關系。不同成分的導熱率差異較大，導致由不同成分構(gòu)成的物料的導熱率差異較大。單粒物料的導熱性能好于堆積物料。
穩(wěn)態(tài)導熱：導入物體的熱流量等于導出物體的熱流量，物體內(nèi)部各點溫度不隨時間而變化的導熱過程。
非穩(wěn)態(tài)導熱：導入和導出物體的熱流量不相等，物體內(nèi)任意一點的溫度和熱含量隨時間而變化的導熱過程，也稱為瞬態(tài)導熱過程。
導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K,°C）,在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為瓦/米·度。導熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時，導熱系數(shù)較小。
通常把導熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料(我國國家標準規(guī)定，凡平均溫度不高于350℃時導熱系數(shù)不大于0.12W/(m·K)的材料稱為保溫材料），而把導熱系數(shù)在0.05瓦/米攝氏度以下的材料稱為高效保溫材料。
導熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導熱性能。在熱流密度和厚度相同時，物質(zhì)高溫側(cè)壁面與低溫側(cè)壁面間的溫度差，隨導熱系數(shù)增大而減小。鍋爐爐管在未結(jié)水垢時，由于鋼的導熱系數(shù)高，鋼管的內(nèi)外壁溫差不大。而鋼管內(nèi)壁溫度又與管中水溫接近，因此，管壁溫度（內(nèi)外壁溫度平均值）不會很高。但當爐管內(nèi)壁結(jié)水垢時，由于水垢的導熱系數(shù)很小，水垢內(nèi)外側(cè)溫差隨水垢厚度增大而迅速增大，從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當水垢厚度達到相當大（一般為1~3毫米）后，會使爐管管壁溫度超過允許值，造成爐管過熱損壞。 對鍋爐爐墻及管道的保溫材料來講，則要求導熱系數(shù)越低越好。一般常把導熱系數(shù)小于0。8x10的3次方瓦/（米時·攝氏度）的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。
填縫導熱材料有:導熱硅脂、導熱云母片、導熱陶瓷片、導熱矽膠片、導熱雙面膠等。主要作用是填充發(fā)熱功率器件與散熱片之間的縫隙，通常看似很平的兩個面,其實接觸面積不到40%,又因為空氣是不良導熱體，導熱系數(shù)僅有0.03w/m.k,填充縫隙就是用導熱材料填充縫隙間的空氣.
傅力葉方程式：
Q=KA△T/d,
R=A△T/Q Q: 熱量，W K: 導熱率，W/mk A：接觸面積
d: 熱量傳遞距離 △T：溫度差 R: 熱阻值
將上面兩個公式合并，可以得到 K=d/R。因為K值是不變的，可以看得出熱阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就說材料越厚，熱阻越大。但如果仔細看一些導熱材料的資料，會發(fā)現(xiàn)很多導熱材料的熱阻值R，同厚度d并不是完全成正比關系。這是因為導熱材料大都不是單一成分組成，相應會有非線性變化。厚度增加，熱阻值一定會增大，但不一定是完全成正比的線性關系，可能是更陡的曲線關系。實際這是不可能的條件。所以測試并計算出來的熱阻值并不完全是材料本身的熱阻值，應該是材料本身的熱阻值+所謂接觸面熱阻值。因為接觸面的平整度、光滑或者粗糙、以及安裝緊固的壓力大小不同，就會產(chǎn)生不同的接觸面熱阻值，也會得出不同的總熱阻值。所以國際上流行會認可設定一種標準的測試方法和條件，就是在資料上經(jīng)常會看到的ASTM D5470。這個測試方法會說明進行熱阻測試時候，選用多大的接觸面積A，多大的熱量值Q，以及施加到接觸面的壓力數(shù)值。大家都使用同樣的方法來測試不同的材料，而得出的結(jié)果，才有相比較的意義。
通過測試得出的熱阻R值，并不完全是真實的熱阻值。物理科學就是這樣，很多參數(shù)是無法真正的量化的，只是一個“模糊”的數(shù)學概念。通過這樣的“模糊”數(shù)據(jù)，人們可以將一些數(shù)據(jù)量化，而用于實際應用。 此處所說的“模糊” 是數(shù)學術語，“模糊”表示最為接近真實的近似。而同樣道理，根據(jù)熱阻值以及厚度，再計算出來的導熱率K值，也并不完全是真正的導熱率值。
傅力葉方程式，是一個完全理想化的公式。我們可用來理解導熱材料的原理。但實際應用、熱阻計算是復雜的數(shù)學模型，會有很多的修正公式，來完善所有的環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。
導熱系數(shù)
|
導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K,°C）,在1小時內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米度（W/mK,此處的K可用°C代替）。導熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時，導熱系數(shù)較小。通常把導熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料，而把導熱系數(shù)在0.05瓦/米度以下的材料稱為高效保溫材料。
|
導熱率（熱導率）是反映材料導熱性能的物理量，它不僅是評價材料的熱學特性的依據(jù)，而且是材料在應用時的一個設計依據(jù)，在加熱器 、散熱器、傳熱管道設計、房屋設計等工程實踐中都要涉及這個參數(shù)。因為材料的熱導率不僅隨溫度、壓力變化，而且材料的雜質(zhì)含量，結(jié)構(gòu)變化都會明顯影響熱導率的數(shù)值。
|
導熱系數(shù)單位換算
|
|
千卡/米·時·℃ [kcal/(m·h· ℃ )]
|
卡 / 厘米·秒·℃ [cal/(cm·s· ℃ )]
|
瓦 / 米· K[W/(m·K)]
|
焦耳 / 厘米·秒·℃ [J/(cm·s· ℃ )]
|
英熱單位 / 英尺·時·℉ [Btu/(ft·h· ℉ )]
|
|
1
|
2.78×10 -3
|
1.16
|
1.16×10 -2
|
0.672
|
|
360
|
1
|
418.7
|
4.187
|
242
|
|
0.8598
|
2.39×10 -3
|
1
|
10 -2
|
0.578
|
|
85.98
|
0.239
|
100
|
1
|
57.8
|
|
1.49
|
4.13×10 -3
|
1.73
|
1.73×10 -2
|
1
|
|