熱阻是什麼?

2021-02-20 膠同學

熱阻(Thermal Resistance)的定義是：當有熱量在物體上傳輸時，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值。可以理解為熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介質或介質間的傳熱能力的大小，表明了1W熱量所引起的 溫升大小，單位為 K/W或℃/W。可以用一個簡單的類比來解釋熱阻的意義，換熱量相當於電流，溫差相當於電壓，則熱阻相當於電阻。

熱阻抗(Thermal Impedance)表示的是材料單位面積上的熱阻，它的單位是℃·cm2 /W或℃·in2/W。與熱阻相比，熱阻抗的計算多了對面積的考量。 熱阻是針對單一的材料而言的，而界面材料的熱阻抗也將取決於實際裝配條件。

當熱量流過兩個相接觸的固體的交界面時，界面本身對熱流呈現出明顯的熱阻，稱為接觸熱阻。產生接觸熱阻的主要原因是，任何外表上看來接觸良好的兩物體，直接接觸的實際面積只是交界面的一部分，其餘部分都是縫隙。熱量依靠縫隙內氣體的熱傳導和 熱輻射進行傳遞，而它們的傳熱能力遠不及一般的固體材料。熱流流過交界面時，接觸熱阻會大大降低傳熱效率，使 沿熱流方向溫度 T驟降 ，這種現象是工程應用中需要儘量避免的。

目前，減小接觸熱阻的措施主要有：

①增加物體間接觸面的壓力，使物體交界面上的突出部分變形，從而減小縫隙增大接觸面。

②將導熱材料填滿兩物體交界面處的空隙，儘量排出空氣，如：採用導熱矽脂 。

導熱係數反映的是物質在單位體積下的導熱能力。實際上它反映了物質導熱的固有能力。這種能力是由物質的原子或分子結構決定的。它是評價物質導熱能力的參數。

熱阻其實是導熱係數與物體的幾何形狀相結合而體現的該形狀物體的導熱能力。對非均勻厚度的物體，均勻熱流密度的熱流通過物體後，兩端任意兩點的溫度差可能是不同的，即任意兩點間的熱阻可能是不同的。熱阻必須是指定的兩個點之間的熱阻，並且兩點之間沒有其它的熱源。它反映的是特定兩點間的導熱能力 ，更能反映實際應用時的情況。

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