接觸熱阻和導熱系數(shù)
發(fā)表時間：2023-08-29
接觸熱阻總是存在于兩個固體表面之間的界面。在這個例子中，我們研究了銅片層間的接觸熱阻及其對層間表觀導熱系數(shù)的影響。
界面減緩了結(jié)構(gòu)中熱量的傳播。這可以用邊界區(qū)域的溫度下降來表示，如圖所示。
因此，即使材料的本征導熱系數(shù)很高，粉末的表觀導熱系數(shù)也很低。接觸熱阻在任何具有大量界面的結(jié)構(gòu)中都很重要，例如層壓板、粉末、復合材料等。
在此應用中，測試了一疊拋光0.2 mm厚的銅片。堆疊后施加軸向的機械壓力。為了比較，在兩種不同的壓力下重復測量，較高的壓力是初始壓力的四倍多。
各向異性測量表明，在徑向(平行板的表面方向)的導熱系數(shù)在塊體銅的預期范圍內(nèi)，略低于400W/mK。然而，在垂直于銅片的方向上，數(shù)值要低得多。在1.8 kPa壓力的情況下，與平面內(nèi)導熱系數(shù)相比，沿界面軸向的導熱系數(shù)要低650倍。當壓力增大時，壓力方向上的電導率有所提高，但各向異性仍然顯著，平面上導熱系數(shù)高出460倍。
由于層與層之間不存在介質(zhì)，導熱系數(shù)的下降可歸因于接觸熱阻。這清楚地說明了固體表面之間接觸熱阻的重要性。
1.堆疊0.2毫米厚的銅片導熱系數(shù)結(jié)果。軸向壓力1.8 kPa。
2.堆疊0.2毫米厚的銅片導熱系數(shù)測試結(jié)果。軸向壓力7.5 kPa。
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