簡介
導熱體是指能傳導熱能的物體,不同的物體傳導熱的本領是不同的,人們把善於傳導熱的物體叫做熱的良導體,把不善於傳導熱的物體叫做熱的不良導體。固體中的金屬是熱的良導體,如銀、銅、鋁都是良導體。其他的固體大都是熱的不良導體,如石頭、陶瓷、玻璃、木頭、皮革、棉花等,我們用來燒飯、燒菜的鍋都是用善於傳導熱的金屬製成的,目的就是讓熱儘快地傳給待加熱的食物。最不善於傳熱的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、軟木和其他鬆軟的物質。冬季人們穿棉衣、毛衣或羽絨服,正是因為這類東西都是熱的不良導體,可以保存身體散發出的熱量,達到保暖的目的。液體中,除了水銀以外,都不善於傳熱, 氣體比液體更不善於傳熱。善於傳熱的物體可以用於製作保溫杯等保溫設施 。
常見不良導體
1、名稱:棉花; 作用:防寒棉衣;
2、名稱:石棉; 作用:煉鋼工人防高溫工作衣;
3、名稱:軟木; 作用:熱水瓶軟木塞;
4、名稱:陶瓷; 作用:電器上的隔熱板等,碗啊就是用陶瓷做的;
5、名稱:空氣; 作用:羽絨服中有很多空氣,它穿在身上暖和;
6、名稱:木頭; 作用:鐵鍋的木把兒。
常見良導體
1、名稱:冰櫃散熱鐵片;作用: 冰櫃的散熱;
2、名稱:鋁散熱器; 作用: 積體電路散熱;
3、名稱:電烙鐵銅頭;作用: 電烙鐵的良好傳熱 。
高分子導熱材料
導熱材料廣泛套用於換熱工程、採暖工程、電子信息工程等領域。長期以來,普遍選擇金屬材料作為導熱材料使用。由於金屬材料的抗腐蝕性能差而限制了其套用範圍。為了提高金屬的抗腐蝕能力,採用了合金技術、防腐塗層技術等,卻大大降低了其導熱能力。一些對材料導熱性能有較高要求的領域如換熱工程、電磁禁止、電子信息、摩擦材料等,也提出了以聚合物如HDPE作導熱基材,並已引起研究者的注意。但是,聚合物的導熱係數小,要拓展其在導熱領域的套用,提高導熱性能是技術關鍵 。
提高聚合物導熱性能的方法
提高聚合物導熱性能的途徑有兩種:
第一,合成具有高導熱係數的結構聚合物。如具有良好導熱性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,主要通過電子導熱機制實現導熱;或具有完整結晶性,通過聲子實現導熱的聚合物,如平行拉伸HDPE,在室溫下,拉伸倍數為25倍時,平行於分子鏈的導熱係數可達13.4W/m·K。
第二,高導熱無機物對聚合物進行填充複合製備聚合物/無機物導熱複合材料,如四川大學高分子研究所王琪等研究了石墨填充高密度聚乙烯基導熱複合材料。
高導熱聚合物應具有超大共軛體系,能形成電子導熱通路。對這類聚合物的研究更多地注意其導電性,其導熱性能的研究尚未引起足夠重視。完整結晶高度取向聚合物雖然有良好的導熱性能,但加工工藝複雜,難以實現規模化生產。導熱高分子複合材料的研究和開發雖然不象導電高分子材料那么廣泛和深入,但正在成為熱點,受到越來越多的關注 。
導熱高分子材料展望
導熱高分子材料從基礎理論到產品開發等各方面都是高分子材料研究的重要內容之一。特別是20世紀90年代以來,導熱高分子複合材料導熱係數預測的數學模型研究取得了一定進展,納米複合技術的引入為導熱高分子材料研究提供了新的機遇和挑戰。但是,導熱高分子材料的研究僅局限於簡單的共混複合,所得材料的導熱係數還不高,高導熱聚合物本體材料和複合材料在導熱機理、套用開發等方面的研究遠不如導電材料研究深入,導熱係數預測理論局限於複合材料各組分導熱係數的經驗模擬,缺乏導熱機理的理論支持。納米導熱填料的研究和開發;聚合物樹脂基體的物理化學改性;聚合物基體與導熱填料複合新技術的研究和開發;聚合物複合材料導熱模型的建立,導熱機理(特別是聚合物基體與導熱填料界面的結構與性能對材料導熱性能的影響及導熱通路的形成等)的研究;探索高導熱本體聚合物材料的製備途徑等應成為導熱高分子材料研究的方向。導熱高分子材料研究必將為高技術的發展奠定重要基礎 。