各種常用金屬材料及鋁合金導熱係數

2021-03-04 09:44:37 字數 3401 閱讀 3058

目前市面上散熱風扇所使用的散熱片材料幾乎都是鋁合金,只有極少數是使用其他材料。事實上,鋁並不是導熱係數最好的金屬,效果最好的是銀,其次是銅,再其次才是鋁。但是銀的**昂貴,不太可能拿來做散熱片;銅雖笨重,但散熱效果和**上有優勢,現在也逐步用來做散熱片了;而鋁的重量非常輕,兼顧導熱性和質量輕兩方面,因此,才普遍被用作電子零件散熱的最佳材料。

鋁質散熱片並非是百分之百純鋁的,因為純鋁太達於柔軟,所以都會加入少量的其他金屬,鑄造而成為鋁合金,以獲得適當的硬度,不過鋁還是佔了約百分之九十八左右。

導熱係數的大小表明金屬導熱能力的大小,導熱係數越大,導熱熱阻值相應降低,導熱能力增強。 在金屬材料中,銀的導熱係數最高(表),但成本高;純銅其次,但加工不容易。在風冷散熱器中一般用6063t5鋁合金,這是因為鋁合金的加工性好(純鋁由於硬度不足,很難進行切削加工)、表面處理容易、成本低廉。

但隨著散熱需求的提高,綜合運用各種導熱係數高的材料,已是大勢所趨。有部分散熱片採用了純銅或銅鋁結合的方式來製造。例如,有的散熱片底部採用純銅,是為了發揮銅的導熱係數大,傳熱量相對大的優點,而鰭片部分仍採用鋁合金片,是為了加工容易,將換熱面積盡可能做大,以便對流換熱量增大。

但是此種方法最大的難點在於如何將銅與鋁型鰭片充分地連線,如果連線不好,接觸熱阻會大量產生,反而影響散熱效果。

各種常用金屬材料及鋁合金導熱係數

材料名稱導熱係數材料名稱導熱係數

銀99.9% 411 w/m.k 硬鋁4.5%cu 177 w/m.k

純銅 398 w/m.k 鑄鋁4.5%cu 163 w/m.k

金 315 w/m.k mg,0.6%mn 148 w/m.k

純鋁 237 w/m.k 6061型鋁合金 155 w/m.k

1070型鋁合金 226 w/m.k 黃銅30%zn 109 w/m.k

1050型鋁合金 209 w/m.k 鋼0.5%c 54 w/m.k

6063型鋁合金 201 w/m.k 青銅25%sn 26 w/m.k

金和銀的導熱性能比較好,但缺點就是**太高,純銅散熱效果則次之,但已經算是非常優秀的了,不過銅片也有缺點:造價高、重量大、不耐腐蝕等。所以現在大多數散熱片都是採用輕盈堅固的鋁材料製作的,其中鋁合金的熱傳導能力最好,好的cpu風冷散熱器一般採用鋁合金製作。

最好的散熱材料並不是鋁材。是銀,接著是銅,金,再者就是鋁。至於金和銀,散熱固然好,可是它的成本高,製作工藝複雜,最主要的還是成本問題,所以這兩種材料是商家不大認同的。

至於銅,目前市場上也不斷的出現了純銅的散熱器,採用純銅的材料並不見得好,銅的導熱性能比起鋁要快的多,但銅的散熱沒有鋁快,銅可以快速的把熱量帶走,但無法在短時間內把本身的熱量散去,這就很有可能造成在pc關機時熱量在短時間內散不去,在cpu上方形成乙個無形的熱源。另外銅的可氧化性這是銅本身最大的弊病。當銅一旦出現氧化狀態,從導熱和散熱方面都會大大的下降。

在以上的銅和鋁的對比中形成了一種新型的工藝——銅鋁結合。所謂的銅鋁結合就是把銅和鋁通用一定的工藝完美的結合到一塊,讓銅快速的把熱量傳給鋁,再由大面積的鋁把熱量散去,這不但增充了鋁的導熱不及銅,還彌補了銅的散熱不如鋁,有機的結合從而達到急速傳熱快速散熱的效果

金屬導熱係數表(w/mk)

熱傳導係數的定義為:每單位長度、每k,可以傳送多少w的能量,單位為w/mk。其中「w」指熱功率單位,「m」代表長度單位公尺,而「k」為絕對溫度單位。

該數值越大說明導熱性能越好。以下是幾種常見金屬的熱傳導係數表:

銀 429

銅 401

金 317

鋁 237

鐵 80

錫 67

鉛 34.8

各種物質導熱係數!

material conductivity k (w/m.k)

diamond 鑽石 2300

silver 銀 429

cooper 銅 401

gold 金 317

aluminum 鋁 237

各物質的導熱係數

物質溫度導熱係數物質溫度導熱係數

亞麻布 50 0.09 落葉松木 0 0.13

木屑 50 0.05 普通松木 45 0.08~0.11

海砂 20 0.03 楊木 100 0.1

研碎軟木 20 0.04 膠合板 0 0.125

壓縮軟木 20 0.07 纖維素 0 0.46

聚苯乙烯 100 0.08 絲 20 0.04~0.05

硫化橡膠 50 0.22~0.29 爐渣 50 0.84

鎳鋁錳合金 0 32.7 硬質膠 25 0.18

青銅 30 32~153 白樺木 30 0.15

殷鋼 30 11 橡木 20 0.17

康銅 30 20.9 雪松 0 0.095

黃銅 20 70~183 柏木 20 0.1

鎳鉻合金 20 12.3~171 普通冕玻璃 20 1

石棉 0 0.16~0.37 石英玻璃 4 1.46

紙 12 0.06~0.13 燧石玻璃 32 0.795

皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78

礦渣棉 0 0.05~0.14 精製玻璃 12 0.9

氈 0.04 汽油 12 0.11

蠟 0.04 凡士林 12 0.184

紙板 0.14 「天然氣」油 12 0.14

皮革 0.18~0.19 甘油 0 0.276

冰 2.22 煤油 100 0.12

新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18

填實了的雪 0.21 橄欖油 0 0.165

瓷 1.05 已烷 0 0.152

石蠟油 0.123 二氯乙烷 0.147

變壓器油 0.128 90%硫酸 0.354

石油 0.14 醋酸 18

石蠟 0.12 硝基苯 0.159

柴油機燃油 0.12 二硫化碳 0.144

瀝青 0.699 甲醇 0.207

玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106

拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121

花崗石 2.68~3.35 氨氣* 0.022

丙銅 0.177 水蒸汽* 0.0235~0.025

苯 0.139 重水蒸汽* 0.072

水 0.54 空氣* 0.024

聚苯板 0.04 木工板 0.1-0.2

重水 0.559 硫化氫* 0.013

表2 窗體材料導熱係數

窗框材料鋼材鋁合金 pvc pa 松木

導熱係數 58.2 203 0.16 0.23 0.17

表 3 不同玻璃的傳熱系數

玻璃型別玻璃結構(m) 傳熱系數

k-w/(m2-k)

單層玻璃

6.2雙層中空玻璃 5×9×5 3.26

5×12×5 3.11

一層中空玻璃 5×9×5×9×5 2.22

←-- 5×12×5×12×5 2.08

lhw-e中空玻璃 5×12×5 1.71

你可以自己查一下

各種常用金屬材料及鋁合金導熱係數

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