应用说明

接触热阻

接触热阻总是存在于两个固体表面之间的界面。在这个例子中,我们研究了铜片层间的接触热阻及其对层间表观导热系数的影响。

界面减缓热量在结构中的传播。这可以说明为边界区域的温降,如右图所示。 因此,即使材料的固有导电率很高,粉末的表观导热系数也很低。接触电阻在任何具有大量界面的结构中都很重要,例如。层压板、粉末、复合材料等。

在此应用中,测试了一堆抛光的 0.2 毫米厚铜板。烟囱暴露在轴向机械压力下。为了进行比较,在两种不同的压力下重复测量,较高的压力比初始压力高出四倍多。

进行的各向异性测量表明,径向(在片材平面内)的热导率在散装铜的预期范围内,略低于 400 W/m/K。然而,在垂直于片材的方向上,该值要低得多。在压力为 1.8 kPa 的情况下,与面内电导率相比,跨界面的轴向电导率低 650 倍。当压力增加时,压力矢量方向的电导率会有所上升,但各向异性仍然是巨大的,平面内的电导率高出 460 倍。

由于层之间不存在介质,电导率下降可归因于接触电阻。这清楚地说明了固体表面之间热接触电阻的重要性。

 

1、铜的导热系数,0.2毫米厚的片材堆叠。轴向压力 1.8 kPa。
测量 λradial
[W/m/K]
λaxial
[W/m/K]
κradial
[mm2/s]
κaxial
[mm2/s]
1 384.6 0.5963 111.8 0.1734
2 388.3 0.5862 112.9 0.1704
3 389.0 0.5884 113.1 0.1710
4 383.7 0.5999 111.5 0.1744
平均 386.4 0.5927 112.3 0.1723
 
测量 λradial
[W/m/K]
λaxial
[W/m/K]
κradial
[mm2/s]
κaxial
[mm2/s]
1 386.2 0.8483 112.3 0.2466
2 390.1 0.8328 113.4 0.2421
3 385.5 0.8534 112.1 0.2481
4 387.7 0.8458 112.7 0.2459
平均 387.4 0.8458 112.6 0.2457