7 개의 주요 열 전도체

그 열전 도체 주요한 것들은 금속 및 다이아몬드, 금속 매트릭스 복합 재료, 탄소 매트릭스 복합 재료, 탄소, 흑연 및 세라믹 매트릭스 복합 재료입니다..

열 전도도는 열을 전도하는 기능을 설명하고 정의 할 수있는 재료 속성이다 : - 단위 영역의 표면에 수직 한 방향으로 - "물질의 단위 두께를 투과 열량 때문에 정상 상태에서의 온도 구배 부 "(엔지니어링 툴박스 SF).

즉, 열전도는 접촉하는 물질 입자 사이에서 열 에너지를 전달하는 것입니다. 열 전도는 더운 물질의 입자가 더 차가운 물질 입자와 충돌하고 열 에너지의 일부를 더 차가운 입자로 전달할 때 발생합니다..

운전은 가스보다 특정 고체 및 액체에서 더 빠릅니다. 열 에너지의 좋은 전도체 인 물질을 열전 도체.

금속은 자유롭게 움직이며 열 에너지를 빠르고 쉽게 전달할 수 있기 때문에 특히 우수한 전도체입니다 (CK-12 Foundation, S.F.).

전기 절연체 (나무, 플라스틱 및 고무) 불량한 열 전도체 인 동안 일반적으로 좋은 도체 (구리, 알루미늄, 금,은 등의 금속)은 또한 양호한 열 전도체.

따뜻한 신체에서 분자의 운동 에너지 (평균)는 가장 추운 신체보다 높습니다. 두 분자가 충돌하면 고온 분자에서 감기로 에너지가 이동합니다.

모든 충돌의 누적 효과는 따뜻한 신체에서 추운 신체로의 순 흐름을 초래합니다 (SantoPietro, S.F.).

높은 열전도도 재료

가열 또는 냉각시키기 위해 높은 열 전도성 물질이 열 전도에 필요합니다. 가장 중요한 요구 사항 중 하나는 전자 산업입니다..

마이크로 일렉트로닉스의 소형화 및 증가 된 전력으로 인해, 열 소산은 마이크로 일렉트로닉스의 신뢰성, 성능 및 소형화의 핵심이다.

열전도도는 재료의 여러 특성, 특히 구조와 온도에 따라 달라집니다.

열팽창 계수는 열에 의해 팽창하는 재료의 능력을 나타 내기 때문에 특히 중요합니다.

구리는 높은 열 전도성 물질이 필요할 때 가장 일반적으로 사용되는 금속입니다..

그러나 구리는 높은 열팽창 계수 (CTE)를 가정합니다. 인바 합금 (64 % Fe ± 36 % Ni)은 금속 간 CET가 매우 낮지 만 열전도도가 매우 낮습니다.

다이아몬드는 매우 높은 열 전도성과 낮은 CET를 갖기 때문에 더 매력적이지만 비싸다 (Thermal Conductivity, S.F.).

알루미늄은 구리보다 전도성이 좋지 않지만 항공기 전자 장치 및 응용 프로그램 (예 : 랩톱)에 낮은 밀도를 요구하는 낮은 밀도를 가지고 있습니다.

금속은 열 전도성 및 전기 전도성입니다. 다이아몬드와 적절한 세라믹 재료는 열전 도성 및 전기 절연이 필요한 용도에 사용할 수 있지만 비금속.

금속의 CTE를 줄이는 한 가지 방법은 낮은 CTE 필러를 사용하여 금속 매트릭스 복합체를 형성하는 것입니다.

이러한 목적을 위해, 높은 열전 도성 및 낮은 CTE의 조합으로 인해 AlN 및 실리콘 카바이드 (SiC)와 같은 세라믹 입자가 사용된다.

충전제로서, 일반적으로 금속 매트릭스 CTE보다 더 낮은 열 전도성을 갖고, 상기 화합물의 높은 체적 분율 로딩은 낮은 CTE 및 낮은 열전도.

탄소는 열 전도성 화합물의 열전도도 (금속만큼 높지는 않지만)와 낮은 열팽창 계수 (CTE) (금속보다 낮음)로 인해 열 전도 화합물에 대한 매력적인 매트릭스입니다..

또한 탄소는 부식에 강하며 (금속보다 부식에 강함).

탄소 매트릭스의 또 다른 장점은 금속 매트릭스와 그 전하 사이의 공통 반응성과는 달리 탄소 섬유와의 상용 성이다..

따라서, 탄소 섬유는 탄소 복합 재료의 주된 필러입니다.

완전히 바인더 및 후속 탄화 선택적 흑연 탄소 탄소없이 배향 전구체를 통합하여 제조 된 탄소 재료, 섬유 재료의 390 내지 750 W / mK의 범위를 열전도율.

다른 재료는 쉘 구조 함유 (TPG 불리는) 열분해 흑연이다. 흑연 (그래파이트 입자의 평면에 바람직하게 수직 인 매우 텍스쳐 축 C)는 1,700 W / m의 K의 평면 열전도율 (네 번 구리의)을 가지고 있지만 때문에 경향 기계적으로 약한 흑연의 평면으로 절단.

붕 규산염 유리의 매트릭스로 인해 입방정 질화 붕소의 AlN (8.9), 알루미나 (94)의 SiC (42), BeO를 (6.8)에 비해 낮은 유전 상수 (4.1)에 매력적 (7.1), 다이아몬드 (5.6) 및 ± 유리 세라믹 (5.0).

낮은 유전 상수 값은 전자 패키징 분야에 바람직하다. 한편, 유리는 열전도율이 낮다..

SiC 매트릭스는 탄소와 같이 열 전도성이 아니지만 탄소 매트릭스와 비교하여 높은 CTE 때문에 매력적입니다.

탄소 + 탄소 화합물의 CTE가 너무 낮아서 실리카 칩이있는 칩 온 보드 (COB) 응용 분야에서 피로 수명이 감소합니다.

SiC 매트릭스 복합체는 탄소 매트릭스를 SiC로 전환시키는 탄소 - 탄소 화합물로 구성된다 (Chung, 2001).

Chung, D. (2001). 열전도 재료. 응용 열 엔지니어링 21 , 1593 ± 1605.
CK-12 재단. (S.F.). 열 도체 및 절연체. ck12.org에서 가져온 것 : ck12.org.
SantoPietro, D. (S.F.). 열 전도율이란 무엇입니까?? khanacademy에서 가져온 것 : khanacademy.org.
엔지니어링 도구 상자. (S.F.). 공통 재료 및 가스의 열전도율. engineeringtoolbox에서 가져옴 : engineeringtoolbox.com.

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