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導(dǎo)熱率最高的前10名材料

八洲通 2025-04-23 | 閱讀：613

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熱導(dǎo)率Thermally Conductive是衡量材料傳遞熱量的能力。具有高導(dǎo)熱性的材料可以有效地傳遞熱量并容易從環(huán)境中吸收熱量,。不良的熱導(dǎo)體會(huì)阻礙熱流并從周圍緩慢獲取熱量,。根據(jù) S.I（國(guó)際系統(tǒng)）指南,，材料的熱導(dǎo)率以瓦特每米每開(kāi)爾文 (W/m?K) 為單位進(jìn)行測(cè)量,。

測(cè)量的前 10 種導(dǎo)熱材料及其值概述如下。由于熱導(dǎo)率的變化取決于所使用的設(shè)備和獲得測(cè)量值的環(huán)境,，這些電導(dǎo)率值是平均值,。

自然界導(dǎo)熱材料

1.鉆石（ 2000 – 2200 W/m?K）

金剛石是自然界最好的導(dǎo)熱材料，其電導(dǎo)率測(cè)量值比銅高 5 倍,，銅是美國(guó)制造最多的金屬,。金剛石原子由簡(jiǎn)單的碳骨架組成，是有效傳熱的理想分子結(jié)構(gòu),。通常,，具有最簡(jiǎn)單化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)的材料具有最高的熱導(dǎo)率值。

金剛石是許多現(xiàn)代手持電子設(shè)備的重要組成部分,。它們?cè)陔娮赢a(chǎn)品中的作用是促進(jìn)散熱和保護(hù)敏感的計(jì)算機(jī)部件,。在確定珠寶中寶石的真?zhèn)螘r(shí)，鉆石的高導(dǎo)熱性也被證明是有用的,。在工具和技術(shù)中加入少量金剛石會(huì)對(duì)導(dǎo)熱性能產(chǎn)生巨大影響,。

2.銀（429 W/m?K）

銀是一種相對(duì)便宜且豐富的熱導(dǎo)體。銀是眾多電器的組成部分,，并且由于其延展性而成為用途最廣泛的金屬之一,。美國(guó)制造的 35% 的銀用于電動(dòng)工具和電子產(chǎn)品（美國(guó)地質(zhì)調(diào)查礦產(chǎn)社區(qū) 2013）,。銀的副產(chǎn)品銀漿由于用于環(huán)保能源替代品而需求增加。銀漿用于生產(chǎn)光伏電池,，而光伏電池是太陽(yáng)能電池板的主要組成部分,。

3.銅（398 W/m?K）

銅是美國(guó)制造導(dǎo)電器具最常用的金屬。銅具有高熔點(diǎn)和中等腐蝕速率,。它也是一種非常有效的金屬,，可以最大限度地減少熱傳遞過(guò)程中的能量損失。金屬鍋,、熱水管和汽車散熱器都是利用銅的導(dǎo)電特性的電器,。

4.金（315 W/m?K）

金是一種稀有且昂貴的金屬，用于特定的導(dǎo)電應(yīng)用,。與銀和銅不同,，金很少變色,，可以承受大量腐蝕的條件,。

5.氮化鋁（310 W/m?K）

氮化鋁經(jīng)常用作氧化鈹?shù)奶娲贰Ｅc氧化鈹不同,，氮化鋁不會(huì)對(duì)制造造成健康危害,，但仍顯示出與氧化鈹相似的化學(xué)和物理特性。氮化鋁是為數(shù)不多的具有高導(dǎo)熱性和電絕緣性的材料之一,。它具有非凡的抗熱震性,，并在機(jī)械芯片中充當(dāng)電絕緣體。

6.碳化硅（270 W/m?K）

碳化硅是一種半導(dǎo)體,，由硅和碳原子的平衡混合物組成,。當(dāng)制造并融合在一起時(shí)，硅和碳結(jié)合形成一種極其堅(jiān)硬和耐用的材料,。這種混合物通常用作汽車制動(dòng)器,、渦輪機(jī)和鋼混合物的成分。

7.鋁（247 W/m?K）

鋁通常用作銅的具有成本效益的替代品,。雖然導(dǎo)電性不如銅,，但鋁含量豐富且易于操作，因?yàn)樗娜埸c(diǎn)低,。鋁是 LED 燈（發(fā)光二極管）的重要組成部分,。銅鋁混合物越來(lái)越受歡迎，因?yàn)樗鼈兛梢岳勉~和鋁的特性,，并且可以以較低的成本制造,。

8.鎢（173 W/m?K）

鎢具有高熔點(diǎn)和低蒸氣壓，使其成為暴露于高強(qiáng)度電力的電器的理想材料,。鎢的化學(xué)惰性使其能夠在不改變電流的情況下用于作為電子顯微鏡一部分的電極,。它也經(jīng)常用于燈泡和陰極射線管的組件,。

9.石墨（168 W/m?K）

與其他碳同素異形體相比，石墨是一種資源豐富,、成本低且重量輕的替代品,。它經(jīng)常用作聚合物混合物的添加劑，以增強(qiáng)其導(dǎo)熱性能,。電池是利用石墨的高導(dǎo)熱性的電器的一個(gè)常見(jiàn)例子,。

10.鋅（116 W/m?K）

鋅是少數(shù)可以輕松與其他金屬結(jié)合形成金屬合金（兩種或多種金屬的混合物）的金屬之一。美國(guó) 20% 的鋅器具是由鋅合金制成的,。鍍鋅使用 40% 的制造純鋅,。鍍鋅是在鋼或鐵上涂上鋅涂層的過(guò)程，旨在保護(hù)金屬免受風(fēng)化和生銹,。

人工表面處理材料

DLC 類金剛石涂層——利用真空鍍膜技術(shù),，PVD工藝制造的納米涂層。擁有良好的絕緣性和熱傳導(dǎo)性,。

_{氧化鋁涂層}_Al₂_O₃_{——CVD工藝制造的納米涂層,。是比較常見(jiàn)的絕緣+熱傳導(dǎo)好的復(fù)合功能膜。相比熱噴涂,，膜厚控制和結(jié)合力會(huì)有明顯優(yōu)勢(shì),。但價(jià)格高很難普及。導(dǎo)熱系數(shù)：23-32（W/m?K）,。}

HBN六方氮化硼涂層——33（W/m?K）,，500℃環(huán)境以上，導(dǎo)熱性最好的陶瓷涂層,。同時(shí)也是高溫下最好的陶瓷絕緣材料（擊穿電3kv/mm）,。常規(guī)化學(xué)惰性，0.16的低摩擦系數(shù),。耐氧化,，有氧900℃，無(wú)氧2000℃,。

BeO氧化鈹——與紫銅類似的導(dǎo)熱性,。粉末有劇毒，1000℃開(kāi)始揮發(fā),。