導(dǎo)熱系數(shù)
定義
中文名稱(chēng)：導(dǎo)熱系數(shù)
英文名稱(chēng)：thermalconductivity
符號(hào)單位：λ，單位為瓦/(米·度)，W/(m·K)或W/K(m·℃)其他名稱(chēng)：熱導(dǎo)率、導(dǎo)熱率
定義：導(dǎo)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(guò)1平方米面積傳遞的熱量。導(dǎo)熱系數(shù)，與密度、粘度、電導(dǎo)率等類(lèi)似，屬于材料的物理化學(xué)性質(zhì)之一，屬于材料本身固有的性質(zhì)。
影響因素
材料的導(dǎo)熱系數(shù)與材料的種類(lèi)、狀態(tài)(氣、液、固三種狀態(tài))和所處的條件(溫度、壓力、濕度等)有關(guān)；有時(shí)候也與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率等因素有關(guān)；
對(duì)于特定種類(lèi)的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)與材料的大小、形狀無(wú)關(guān)；但對(duì)于薄膜類(lèi)(厚度為微米或納米級(jí)別)材料，其導(dǎo)熱系數(shù)可能會(huì)急劇減小，與薄膜的厚度有關(guān)；
用途
由于自然界內(nèi)天然材料種類(lèi)有限，隨著科技的發(fā)展，人們開(kāi)始研究更多種類(lèi)的材料，使之能在滿(mǎn)足特定行業(yè)內(nèi)的特定性能需求的同時(shí)，又具有特別高的或者特別低的導(dǎo)熱系數(shù)；
不同的場(chǎng)合，需要材料的導(dǎo)熱系數(shù)的大小不同：對(duì)于需要防止熱量散失的場(chǎng)合，材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小越好；對(duì)于需要加快熱量散失的場(chǎng)合，材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大越好；
通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱(chēng)為保溫材料(我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡平均溫度不高于350℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12W/(m·K)的材料稱(chēng)為保溫材料)，而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05 W/(m·K)以下的材料稱(chēng)為保溫材料；
導(dǎo)熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，如導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱泥、導(dǎo)熱脂等，需要有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，以滿(mǎn)足傳熱、導(dǎo)熱、散熱的需要。
導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x是一種用于測(cè)量材料導(dǎo)熱性能的儀器。它基于熱傳導(dǎo)原理，通過(guò)測(cè)量材料在溫度梯度下的熱流，并結(jié)合材料的幾何尺寸和溫度差，計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x通常由以下幾個(gè)主要組件組成：熱源、樣品臺(tái)、溫度傳感器和熱電偶。工作原理可以概括如下：
1.設(shè)置溫度梯度：將熱源加熱到一個(gè)恒定的高溫，而樣品臺(tái)則保持在較低的溫度。這樣就在兩者之間建立了一個(gè)溫度梯度。
2.測(cè)量熱流：將待測(cè)材料放置在樣品臺(tái)上，使其與熱源和環(huán)境接觸。熱源會(huì)產(chǎn)生熱流，通過(guò)材料傳導(dǎo)到樣品臺(tái)并散失到環(huán)境中。
3.記錄溫度變化：使用溫度傳感器和熱電偶來(lái)測(cè)量熱源和樣品臺(tái)上的溫度變化。這些數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算熱流強(qiáng)度和溫度差。
4.計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)：通過(guò)應(yīng)用傅立葉熱傳導(dǎo)定律和傳熱方程，結(jié)合材料的幾何尺寸和溫度差，可以計(jì)算出待測(cè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
1.材料研究：導(dǎo)熱系數(shù)是評(píng)估材料導(dǎo)熱性能的重要參數(shù)。通過(guò)測(cè)量不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)，可以比較它們?cè)趯?dǎo)熱方面的性能，從而指導(dǎo)材料的選擇和設(shè)計(jì)。
2.建筑工程：在建筑領(lǐng)域中，導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量對(duì)于優(yōu)化建筑的隔熱性能非常重要。它可以用于評(píng)估建筑材料的隔熱效果，指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能措施的實(shí)施。
3.熱工學(xué)研究：導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量對(duì)于理解熱傳導(dǎo)過(guò)程、熱工學(xué)模型的驗(yàn)證和優(yōu)化具有重要意義。它可應(yīng)用于熱工學(xué)實(shí)驗(yàn)和模擬，幫助研究人員深入了解熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。
4.工業(yè)生產(chǎn)：在一些制造過(guò)程中，需要控制材料的導(dǎo)熱性能，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x可以用于質(zhì)檢和過(guò)程控制，確保材料在生產(chǎn)中達(dá)到所需的導(dǎo)熱要求。
綜上所述，導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x基于熱傳導(dǎo)原理，通過(guò)測(cè)量溫度梯度下的熱流，并結(jié)合材料的幾何尺寸和溫度差，計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。它在材料研究、建筑工程、熱工學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
