Теплопроводность вт мк: Вт м к как расшифровка

Содержание

Вт м к как расшифровка

В одной из статей на этом сайте речь уже шла о том, как нужно наносить термопасту на процессор, чтобы добиться максимальной эффективности отвода тепла. Но охлаждение процессора зависит не только от правильности использования термопасты, но и от ее качества.

В статье читатель найдет информацию о том, какие свойства термопасты нужно учитывать при ее выборе, а также о влиянии каждого из этих свойств на конечный результат.

Сразу хочу обратить внимание на то, что термопасту лучше всего оценивать по результатам, полученным в процессе ее практического применения. В Интернете есть много независимых рейтингов, формируемых на основе тестирования разных марок термопаст.

Однако, если в упомянутых рейтингах интересующая Вас марка отсутствует, оценить степень ее эффективности можно путем изучения характеристик, которые обычно указываются на ее упаковке или на официальном сайте производителя. При этом, наиболее важными среди них являются:

1.

Теплопроводность

Теплопроводность – способность вещества передавать тепловую энергию от более нагретых его частиц к менее нагретым. Это, пожалуй, наиболее важная характеристика термопасты (чем она выше, тем лучше).

Коэффициент теплопроводности (англ. – Thermal Conductivity) обозначается значком λ , измеряется в Вт/м*К и представляет собой количество теплоты, проходящей в течение единицы времени через единицу вещества. Этот показатель можно найти на сайте производителей термопаст, а в некоторых случаях – на их упаковке (см. изображение).

Коэффициент теплопроводности самой дешевой термопасты (КПТ-8) составляет около 0,8 Вт/м*К. Среди термопаст начального уровня отличным считается коэффициент 1,5 – 2 Вт/м*К. В большинстве случаев, этого полностью достаточно для процессоров домашних компьютеров, в том числе и игровых.

Для высокопроизводительных же процессоров с высоким TDP целесообразно приобрести термопасту более продвинутого уровня. Ее стоимость обычно на порядок выше, а теплопроводность может превышать 5 Вт/м*К и даже больше.

Ну а коэффициент теплопроводности наиболее эффективных из известных сегодня решений может достигать 80 Вт/м*К. Но обычные компьютерные магазины такими пастами не торгуют, поскольку они очень дорогие, требуют аккуратного обращения да и в обычных компьютерах они нужны не больше, чем ракетный двигатель в «Запорожце».

2. Вязкость (консистенция)

Термопаста не должна быть слишком густой или слишком жидкой. Оптимальной считается вязкость в пределах 160 – 450 Па*с . Этот показатель не часто отображается на сайтах производителей термопаст, и уж тем более на их упаковках.

Если показатель вязкости конкретной термопасты не удается найти, его можно оценить «на ощупь». По консистенции термопаста должна быть чуть более густой, чем крем для рук или зубная паста.

Почему консистенция должна быть именно такой? Теплопроводность термопасты до 50 раз выше теплопроводности воздуха. Однако, она в несколько десятков раз ниже, чем теплопроводность металла, из которого изготовлен радиатор системы охлаждения. Поэтому термопасту нужно наносить так, чтобы она максимально заполнила микротрещины на поверхности процессора и радиатора, вытеснив оттуда воздух. Но ее слой должен быть минимально для этого необходимым, то есть, он не должен при этом ухудшать плотность прилегания радиатора к процессору и не увеличивать расстояние между ними.

Чем гуще термопаста, тем тяжелее достичь указанного эффекта. Но если термопаста будет слишком жидкой, в процессе эксплуатации она может вытечь под собственным весом (при нагреве ее текучесть дополнительно увеличивается).

На практике, недорогая термопаста с оптимальной вязкостью может оказаться более эффективной, чем слишком густая паста с более высокой теплопроводностью.

Кроме теплопроводности и вязкости, важными являются и некоторые другие свойства. Однако, почти у всех термопаст, доступных сегодня в продаже, они находятся в допустимых пределах и поэтому на них можно не обращать особого внимания. Речь идет о таких характеристиках как:

• термостойкость – способность термопасты сохранять свои основные свойства независимо от температуры;

• диапазон рабочих температур;

Но если Вам вдруг вздумается воспользоваться вместо термопасты каким-нибудь другим веществом, обязательно учитывайте эти его характеристики.

Так, некоторые аматоры, занимающиеся разгоном, вместо обычной термопасты используют смеси на основе мягкого металла индия. Теплопроводность индия высокая (больше 80 Вт/м*К), но, как и все металлы, он является еще и прекрасным электрическим проводником. Если его частичка случайно попадет на материнскую или другую плату компьютера, случится короткое замыкание со всеми вытекающими из этого последствиями. Кроме того, пасты на основе индия могут иметь высокую химическую активность или даже быть токсичными.

Что такое коэффициент теплопроводности ?

Упоминания в технической документации, на форумах и т.п. о &lambda, Вт/мК (Ватт/мК), затрудняет Наше понимание, что и как это работает.

Попробую коротко и на примере объяснить, что же такое коэффициент теплопроводности.

В чистом виде теплопроводность наблюдается только в сплошных твердых телах.

Теплота передается непосредственно через материал или от одного материала другому при их соприкосновении (см. рис.). Высокой теплопроводностью обладают плотные материалы — металл, железобетон, мрамор. Воздух имеет низкую теплопроводность. Поэтому через материалы с большим количеством замкнутых пор, заполненных воздухом, плохо передается теплота и они могут использоваться как тепло-конструкционный материал (например – газобетон). Высокая теплопроводность не значит, что материал теплый, а наоборот ! Высокая теплопередача объясняется быстрым теплообменом с другими материалами или окружающей средой. Вот почему в панельных домах (железобетон) летом очень жарко, а зимой холодно.

Для обозначения коэффициента теплопроводности используют символ &lambda (лямбда), единица измерения Вт/мК.

Рис. Теплопередача через газобетонную стену теплопроводностью: 1 — газобетонные блоки; 2 — штукатурка.

Перевести единицы: ватт на метр на кельвин [Вт/(м·К)] ватт на сантиметр на градус Цельсия [Вт/(см·°C)]

Углы в архитектуре и искусстве

Общие сведения

Теплопроводность — свойство тел перераспределять тепло от более нагретых частей к менее нагретым. Это свойство не зависит от размера тела, но зависит от температуры. Чем выше теплопроводность вещества, тем лучше через него передается тепло. Например, у шерсти более низкая теплопроводность, чем у металла, поэтому если ребенок потрогает языком зимой свою рукавичку, то с ним ничего не случится. Если же он решит попробовать на вкус металлическую дверную ручку, то влага на его языке заледенеет, и язык примерзнет.

У теплопроводности много применений в технике и повседневной жизни. Именно благодаря ей возможно регулировать температуру тела людей и животных, готовить пищу, и обеспечивать комфорт в доме, даже если на улице непогода.

Применение теплопроводности

Теплопроводность на кухне

Теплопроводность и ее регулировка важны в процессе приготовления пищи. Часто во время тепловой обработки продукта необходимо поддерживать высокую температуру, поэтому на кухне используют металлы, так их теплопроводность и прочность выше, чем у другимх материалов. Из металла делают кастрюли, сковородки, противни, и другую посуду. Когда они соприкасаются с источником тепла, это тепло легко передается еде. Иногда бывает необходимо уменьшить теплопроводность — в этом случае используют кастрюли из материалов с более низкой теплопроводностью, или готовят способами, при которых еде передается меньшее количество тепла. Приготовление блюд на водяной бане — один из примеров уменьшения теплопроводности. Обычно в кастрюлю на огне наливают в воду, в которую ставят вторую кастрюлю с едой. Температура здесь регулируется благодаря более низкой теплопроводности воды и вследствие того, что температура нагревания внутренней кастрюли не превышает температуры кипения воды, то есть 100° C (212° F). Такой способ часто применяют с продуктами, которые легко пригорают или которые нельзя кипятить, например шоколад.

Металлы, которые очень хорошо проводят тепло — медь и алюминий. Медь более теплопроводна, но и стоит дороже. Из обоих металлов делают кастрюли, но некоторая еда, особенно кислая, реагирует с этими металлами, и у еды появляется металлический привкус. За такими кастрюлями, особенно за медными, необходим тщательный уход, поэтому на кухне чаще используют более дешевые и удобные в обращении и уходе кастрюли из нержавеющей стали.

Потребности в теплопроводности зависят от способа приготовления пищи и от вкуса и консистенции, которой хочет добиться повар. Например, при варке обычно нужна более низкая теплопроводность, чем при жарке. Теплопроводность регулируют, выбирая разную посуду, а также используя продукты с большим или меньшим содержанием жидкости. Например, количество масла на дне кастрюли или сковородки влияет на теплопроводность, так же, как и общее количество жидкости в продукте.

Для посуды, предназначенной для приготовления пищи, не всегда используют материалы с высокой теплопроводностью. В духовом шкафу, например, часто используют керамическую посуду, теплопроводность которой намного ниже, чем у металлической посуды. Их самое главное преимущество — способность держать температуру.

Хороший пример использования материалов с высокой теплопроводностью на кухне — плита. Например, конфорки электроплиты сделаны из металла, чтобы обеспечить хорошую передачу тепла от раскаленной спирали нагревательного элемента к кастрюле или сковородке.

Люди используют материалы с низкой теплопроводностью между руками и посудой, чтобы не обжечься. Ручки многих кастрюль сделаны из пластмасс, а противни вынимают из духовки прихватками из ткани или пластмассы с низкой теплопроводностью.

Материалы с невысокой теплопроводностью также используют для поддержания температуры еды неизменной. Так, например, чтобы утренний кофе или суп, который берут в путешествие или на обед на работу, оставался горячим, его наливают в термос, чашку или банку с хорошей теплоизоляцией. Чаще всего в них еда остается горячей (или холодной) благодаря тому, что между их стенками находится материал, плохо проводящий тепло. Это может быть пенопласт или воздух, который находится в закрытом пространстве между стенками сосуда. Он не дает теплу перейти в окружающую среду, еде — остыть, а рукам — получить ожог. Пенопласт используют также для стаканчиков и контейнеров для еды навынос. В вакуумном сосуде Дьюара (известном как «термос», по названию торговой марки) между наружной и внутренней стенкой почти нет воздуха — это еще больше уменьшает теплопроводность.

Теплопроводность для тепла

Мы используем материалы с низкой теплопроводностью для поддержания постоянной температуры тела. Примеры таких материалов — шерсть, пух, и синтетическая шерсть. Кожа животных покрыта мехом, а птиц — пухом с низкой теплопроводностью, и мы заимствуем эти материалы у животных или создаем похожие на них синтетические ткани, и делаем из них одежду и обувь, которые защищают нас от холода. Кроме этого мы делаем одеяла, так как спать под ними удобнее, чем в одежде. К тому же, температура тела во время сна падает, и нам нужна дополнительная теплоизоляция. Иногда одеяла бывает недостаточно, так как оно не прикреплено к простыням, и через щели, которые образуются, когда мы переворачиваемся во сне, может выйти тепло и просочиться холодный воздух.

Воздух имеет низкую теплопроводность, но проблема с холодным воздухом в том, что обычно он может свободно двигаться в любом направлении. Он вытесняет теплый воздух вокруг нас, и нам становится холодно. Если движение воздуха ограничить, например, заключив его между внешней и внутренней стенками сосуда, то он обеспечивает хорошую термоизоляцию. Животные используют воздух, чтобы улучшить теплоизоляцию своего тела. Например, птицы сидят нахохлившись в холодную погоду, чтобы добавить слой воздуха внутри оперения. Этот воздух почти не движется, поэтому хорошо изолирует от холода. У нас тоже сохранился этот механизм — если нам холодно, то у нас возникает «гусиная кожа». Если бы в процессе эволюции мы не потеряли свою шерсть, то такое «нахохливание» помогало бы нам согреться.

У снега и льда тоже низкая теплопроводность, поэтому люди, животные и растения используют их для теплоизоляции. В свежем не утрамбованном снеге внутри находится воздух, что еще больше уменьшает его теплопроводность, особенно потому, что теплопроводность воздуха ниже теплопроводности снега. Благодаря этим свойствам, ледяной и снежный покров защищает растения от замерзания. Животные роют ямки и целые пещеры для зимовья в снегу. Путешественники, переходящие через заснеженные районы, иногда роют подобные пещеры, чтобы в них переночевать. С древнейших времен люди строили убежища изо льда, а сейчас создают целые развлекательные центры и гостиницы. В них часто горит огонь, и люди спят в мехах и синтетических спальных мешках. Постояльцы рассказывают, что всю ночь им было очень тепло и уютно, хотя не рекомендуют вставать среди ночи в туалет. Благодаря низкой теплопроводности льда из него иногда делают подсвечники, и в Интернете можно найти множество мастер-классов по их изготовлению.

Поддержание температуры тела людей и животных

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности в организме людей и животных необходимо поддерживать определенную температуру в очень узких пределах. У крови и других жидкостей, а также у тканей разная теплопроводность и ее можно регулировать в зависимости от потребностей и окружающей температуры. Так, например, организм может изменить количество крови на участке тела или во всем организме с помощью расширения или сужения сосудов. Наше тело также может сгущать и разжижать кровь. При этом теплопроводность крови, а, следовательно, и части тела, где эта кровь течет, изменяется.

Другие применения

Многие любят отдыхать в саунах или банях, но сидеть там на скамейках из материала с высокой теплопроводностью — было бы невозможно. Требуется много времени, чтобы сравнять температуру таких материалов с температурой тела, поэтому вместо них используют материалы с низкой теплопроводностью, например дерево, верхние слои которого намного быстрее принимают температуру тела. Так как в сауне температура поднимается достаточно высоко, люди часто надевают на голову шапочки из шерсти или войлока, чтобы защитить голову от жары. В турецких банях хамамах температура намного ниже, поэтому там для скамеек используют материал с более высокой теплопроводностью — камень.

Некоторые места для купания, например горячие источники онсэн в Японии — на улице. Тело человека хорошо изолировано жиром, у которого низкая теплопроводность, поэтому люди могут расслабиться и насладиться горячей ванной даже если на улице — мороз. Люди — не единственные существа, оценившие по достоинству эту особенность организма. Макаки тоже очень любят купаться в горячих источниках зимой.

Теплопроводность термопаст, сравнение термопаст по теплопроводности

Виды термопасты

На мировом рынке представлено огромное количество различных марок термопаст. Они могут быть классифицированы в зависимости от состава и теплопередающих свойств теплопроводной основы, входящей в состав пасты. Рассмотрим виды термопаст более подробно, составим рейтинг термопаст по теплопроводности.

Термопасты на основе жидких металлов

Такие термопасты являются самыми эффективными и дорогими, поскольку созданы на основе редких жидких металлов, например таких, как галлий. Эффективность теплопередачи такого вида термопаст находится на максимально высоком уровне и в разы превышает теплопередачу термопаст других видов.

Термопасты на основе жидкого металла могут успешно применяться в системах охлаждения теплонагруженных процессоров игровых консолей и компьютеров. Однако, за хорошую теплопередачу приходиться платить высокую цену — такие термопасты очень дороги и электропроводны. Примером такой термопасты может служить теплопроводная паста Coollaboratory Liquid Pro с теплопроводностью 80 Вт/(м·град).

Термопасты на металлической основе

Основным наполнителем такой термопасты являются частички металла, которые хорошо проводят тепло. Обычно используют серебро или алюминий, которые позволяют добиться высокой теплопроводности пасты. Поэтому этот вид термопаст применяется в сильно теплонагруженных системах охлаждения, где необходимо быстро снизить температуру процессора, например в игровых консолях. Пример такой термопасты: Cool-Silver с коэффициентом теплопроводности 12 Вт/(м·град).

Термопасты на основе углерода

Термопасты такого вида имеют в своем составе крошечные волокна углерода или алмазного порошка, их теплопроводность достаточно высока и делает эти пасты относительно универсальными по соотношению «цена — качество». Пример такой термопасты: Nanodiamond Thermal Grease RT-10D с теплопроводностью 6,5 Вт/(м·град).

Термопасты на керамической основе

Такие термопасты содержат окислы металлов и применяются в системах охлаждения компьютерных процессоров, которые не требуют интенсивного охлаждения. Теплопроводность такого вида термопаст относительно невысока, и они имеют небольшую стоимость. Пример такой термопасты: КПТ-8 с теплопроводностью менее 1 Вт/(м·град).

Теплопроводность термопаст (сравнение термопаст по алфавиту)

В таблицах представлены значения теплопроводности и динамической вязкости для распространенных наименований термопаст, а также указан их цвет. Выполнено сравнение термопаст (более ста наименований) по значению коэффициента теплопроводности, указаны сайты производителей термопаст.

Теплопроводность термопаст различных производителей находится в широких пределах — от 0,4 до 80 Вт/(м·град). Однако подавляющее большинство термопаст имеют теплопроводность в среднем от 3 до 10 Вт/(м·град).

Следует отметить, что производители практически никогда не указывают температуру, при которой измерялась теплопроводность термопасты. Можно предположить, что теплопроводность термопасты меняется несущественно во всем рабочем диапазоне температуры (обычно термопаста используется при температуре до 100°С).

В первой таблице термопасты расположены в алфавитном порядке. Во второй таблице представлен рейтинг термопаст по теплопроводности (по значению коэффициента теплопроводности термопасты).

Теплопроводность и вязкость термопаст по названию термопасты
Название теплопроводной пасты Теплопроводность, Вт/(м·град) Цвет Вязкость, Па·с Сайт производителя
AC-TG0012-S1 4.6 Серый   www.siig.com
AC-TG0112-S1 4.3 Серый   www.siig.com
AC-TG0412-S1 4.3 Серый   www.siig.com
Akasa AK-450-5G 9.2 Серый   www.akasa.com.tw
Akasa AK-455 2.4 Серый   www.akasa.com.tw
Akasa AK-460 3.3 Серый   www.akasa.com.tw
Akasa AK-TC5022 4 Серый   www.akasa.com.tw
Akasa AKT-842 7.5 Белый   www.akasa.com.tw
Alpenfohn 1.1 Серый   www.alpenfoehn.de
Antec Formula 6 5.3     www.antec.com
Antec Formula 7 8.3     www.antec.com
AOS №52022 0.9 Белый   www.aosco.com
AOS №54013 0.7 Белый   www.aosco.com
AOS ELECTRICALLY CONDUCTIVE GREASE №57001 1 Серый   www.aosco.com
AOS ELECTRICALLY CONDUCTIVE GREASE №57000 2.7 Серый   www.aosco.com
AOS NON-SILICONE HTC AZ 140 №52160 6 Серый   www.aosco.com
AOS NON-SILICONE HTC 80 №52050 3.8 Серый   www.aosco.com
AOS NON-SILICONE XT-3 №52039 0.7 Белый   www.aosco.com
AOS NON-SILICONE WC HTC 100 №52060 5 Серый   www.aosco.com
AOS WATER CLEANABLE HTC 90 №52051 4.6 Серый   www.aosco.com
Apus TMG 301 4.5 Белый   www.lexcool.com
Arctic Alumina 4 Белый   www.arcticsilver.com
Arctic Cooling MX-2 5.6 Серый 85 www.arctic.ac
Arctic Cooling MX-3 8.2 Серый 87 www.arctic.ac
Arctic Cooling MX-4 8.5 Серый 87 www.arctic.ac
Arctic Silver 3 9 Серо-зеленый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver 5 8.7 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver AA-1.75G AA-14G 4 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver ASTA-7G (2PC SET) 7.5 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver CMQ-22G 8 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MTX-2.5G 4 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MX-1 4 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MX-2 4.5 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MX-3 8.2 Серый   www.arcticsilver.com
Biostar TC Diamond Nano Diamond 3.8 Серый   www.biostar.com.tw
Coolian CTG-1 3.5      
COOL-SILVER 12 Гель   www.aitechnology.com
COOL-GREASE® CGR7019-LB 10 Гель   www.aitechnology.com
COOL-GREASE CGR8010-XT 12.9 Гель   www.aitechnology.com
Coolage CA-CT3 Nano 5 Серый    
Cooler Master Extreme Fusion X1 (RG-EFX1-TG15-R1) 9.5 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master HTK-001 Thermal Compound 4.2 Белый 30 www.coolermaster.com
Cooler Master HTK-002 Thermal Grease 0.8     www.coolermaster.com
Cooler Master IC Essential E1 (RG-ICE1-TG15-R1) 4.5 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master IC Essential E2 (RG-ICE2-TA15-R1) 3.5 Золотистый   www.coolermaster.com
Cooler Master IceFusion (RG-ICF-CWR2-GP) 1 Белый   www.coolermaster.com
Cooler Master IC Value V1 (RG-ICV1-TW20-R1) 1.85 Белый   www.coolermaster.com
Cooler Master MasterGel Maker Nano (MGZ-NDSG-N15M-R1) 11 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master NanoFusion R9 GE7 PTK3 7.8     www.coolermaster.com
Cooler Master PTK 002 4.5     www.coolermaster.com
Cooler Master Premium Thermal Compound Kit 6.8 Серый 170 www.coolermaster.com
Cooler Master RG ICFN 200G-B1 1.2 Белый   www.coolermaster.com
Cooler Master RG TF4 TGU1-GP 2.9 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master ThermalFusion 400 RG TF4 TGU1-GP 2.9 Серый   www.coolermaster.com
Coollaboratory Liquid Pro 80 Серебристый   www.coollaboratory.com
Coollaboratory Liquid Ultra 40 Серебристый   www.coollaboratory.com
Deep Cool Z3 1.1 Серебристый   www.deepcool.com
Deep Cool Z5 1.5 Серебристый   www.deepcool.com
Deep Cool Z9 4 Серебристый   www.deepcool.com
DOW CORNING DC-340 0.4 Белый   www.dowcorning.com
ElNano S27Z2 2 Белый    
EVGA Frostbite Thermal Grease M019 00 000003 6.5     www.evga.com
Evercool-350 7.5 Белый   www.evercool.com
Evercool CRUISE MISSILE (STC-03) 2.9 Серый   www.evercool.com
Evercool DEEP BOMB (STC-02) 3.3 Серый   www.evercool.com
Evercool NC-03, TC-10, TC-25, TC-200 3.8 Серый   www.evercool.com
Evercool SIDEWINDER (STC-01) 3.8 Серый   www.evercool.com
Fanner-420 (Evercool-420, Stars-420) 2 Белый   www.fanner.com
Feser H-Bridge 9 Серый   www.tfc-us.com
GD900 4.8 Серый   www.ourgd.net
GEIL GL-TCP 1b 1.7 Золотистый   www.geil.com.tw
Gelid Solutions GC-Extreme 8.5 Серый 85 www.gelidsolutions.com
Gelid Solutions GC-Supreme 4.5 Серый 250 www.gelidsolutions.com
Gelid Solutions GC-2 6.5 Серый 85 www.gelidsolutions.com
GlacialStars IceTherm I 4.5 Серый   www.glacialstars.com
GlacialStars IceTherm II 8.1 Серый   www.glacialstars.com
HTCP 2.5 Белый 106 www.electrolube.com
HTCPX 3.4 Белый 640 www.electrolube.com
Indigo Xtreme 20 Серебристый   indigo-xtreme.com
Innovation Cooling Diamond 7 Carat 4.5 Серый   innovationcooling.com
Innovation Cooling Diamond 24 Carat 4.5 Серый   innovationcooling.com
Keratherm KP12 10 Серебристый 76 www.kerafol.com
Keratherm KP97 5 Белый 110 www.kerafol.com
Keratherm KP98 6 Серый 112 www.kerafol.com
Logisys Computer Z5 1.5 Серебристый   www.logisyscomputer.com
MassCool Stars-420 2 Белый   www.masscool.com
MassCool Stars-700 1.7 Серебристый 85 www.masscool.com
Nanodiamond Thermal Grease RT-5D 6 Серый   www.nanodiamond.co.il
Nanodiamond Thermal Grease RT-10D 6.5 Серый   www.nanodiamond.co.il
Nanoxia Heat Buster 10.4 Серый   www.nanoxia-world.com
Nanoxia Nano TF-1000 34 Серебристый   www.nanoxia-world.com
Nexus 6 Серый    
Noctua NT-h2 8.5 Серый   www.noctua.at
OCZ Freeze Extreme (OCZTFRZTC) 3.8 Серый   www.ocztechnology.com
OCZ Ultra 5+ 3.8 Серый   www.ocztechnology.com
OKS 1103 0.8 Белый   www.oks-germany.com
Prolimatech PK-1 10.2 Серый 310 www.prolimatech.com
Prolimatech PK-2 10.2 Серый 250 www.prolimatech.com
Prolimatech PK-3 11.2 Серый 330 www.prolimatech.com
Radial Pro 2 Золотистый   kellereurasia.ru
Rosewill RCX-TC001 2.4 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC050 9.2 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC060 9.2 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC060 Pro 10 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC090Pro 10 Серый   www.rosewill.com
Scythe Thermal Elixer SCYTE-1000 2.9 Серый   www.scythe-usa.com
Shin-Etsu MicroSi 2.9 Серый   www.shinetsu.co.jp
Shin-Etsu MicroSi MPU-3.7 6 Серый   www.shinetsu.co.jp
Shin-Etsu MicroSi G-751 4.5 Серый   www.shinetsu.co.jp
Shin-Etsu X23-7783D 6 Серый   www.shinetsu.co.jp
Spire BlueFrost SP-802 2.7 Голубой   www.spire-corp.com
Spire SilverGrease Pro SP-456 3.8 Серый   www.spire-corp.com
Spire SilverGrease Micro SP-458 3.8 Серебристый   www.spire-corp.com
Spire SilverGrease SP-700 1.9 Серый   www.spire-corp.com
Spire WhiteGrease SP-420 1.7 Белый   www.spire-corp.com
ST-304 0.9 Белый    
Stars 360 4.5 Серый    
Stars 700 7.5 Серебристый    
Startech HeatGrease 1.1 Белый   intrl.startech.com
SYBA CL PTSL Silver Cool 4.5 Серый   www.syba.com
Thermalright Chill Factor III 3.5 Серый   www.thermalright.com
Thermaltake TG-1 (CL-O0027) 3 Серый   www.thermalright.com
Thermaltake TG-2 (CL-O0028) 1.5 Серый   www.thermalright.com
Thermaltake TG-3 (CLZ0022) 4.7 Серый   www.thermalright.com
Thermaltake Thermal Grease №1 (p/n A2014) 1.1 Белый   www.thermalright.com
Thermaltake Thermal Grease №2 (p/n A2150) 8.7 Серый   www.thermalright.com
Thermax 2 Серый   www.thermax.com
Thermopox 75AGS 1.5…2.5 Серый   www.amepox-mc.com
Thermopox 80S 1.5…2.2 Красный 650 www.amepox-mc.com
Thermopox 85CT 1.4…2.2 Красный 850 www.amepox-mc.com
Thermopox 25 0.8…1.2 Оранжевый 840 www.amepox-mc.com
Titan Nano Blue 2.5 Синий   www.titan-cd.com
Titan Nano Grease TTG-G30010, TTG-G30015 4.5 Серый   www.titan-cd.com
Titan Nano Grease TTG-G30030 4.5 Серый   www.titan-cd.com
Titan Royal Grease 2.9 Серый   www.titan-cd.com
Titan Royal Grease TTG-G40030 2.9 Серый   www.titan-cd.com
Titan Platinum Grease TTG-G50030 3.5 Серый   www.titan-cd.com
Tuniq TX-2 4.5 Серый 285 www.tuniq.com.tw
Tuniq TX-2 Extreme 5.8 Серый 10 www.tuniq.com.tw
Tuniq TX-3 6.2 Серый 84 www.tuniq.com.tw
Tuniq TX-4 Extreme 6.5 Серый 66 www.tuniq.com.tw
WLP 0.6 Белый   www.fischerelektronik.de
WLPF 0.7 Серый   www.fischerelektronik.de
Xiqmatek PTI-G3606 5 Серый 51 www.xigmatek.com
Xiqmatek PTI-G3801 3.8 Серый   www.xigmatek.com
Xiqmatek PTI-G4512 2.5 Серый   www.xigmatek.com
Xiqmatek Freezing Point PTI-G4718 3.5 Серый   www.xigmatek.com
Xilence X5 1.5     www.xilence.net
Xilence X5 (ZUB-XPTP. X5) 1.5 Серый   www.xilence.net
Xilence Silver Team 4.5     www.xilence.net
Xilence Silver Team (ZUB-XPTP) 1.1 Серый   www.xilence.net
Xilence ZUB-XPTP 1.1     www.xilence.net
Zalman CSL 850 0.8 Белый 66 www.zalman.com
Zalman ZM-STG1 4 Серый   www.zalman.com
Zalman ZM-STG2 4.1 Серый   www.zalman.com
Zaward HSC-G TCG002 6 Серый   www.zaward.com
Zaward HSC-W TCG003 2 Серый   www.zaward.com
ZEROtherm ZT-100 3.1 Серый    
АлСил-3 1.8…2 Белый 90…150 ООО «АНТ».
Алсил-Нано 3.8…4.2 Черный   ООО «АНТ».
Жидкий металл ЖМ-6 34 Серебристый   Компания «Галлид»
КПТ-8 ГОСТ 19783-74 0.65…1 Белый 130…180 silic.com.ua
Номакон КПТД-3/1 0.8 Розовый 12…18 www.nomacon.by
Номакон КПТД-3/2 1 Коричневый 12…18 www.nomacon.by
Номакон КПТД-3/3 1.2 Серый 12…18 www.nomacon.by

Теплопроводность термопаст (сравнение термопаст по теплопроводности — рейтинг термопаст)

Рейтинг термопаст по значению коэффициента теплопроводности
Название теплопроводной пасты Теплопроводность, Вт/(м·град) Цвет Вязкость, Па·с Сайт производителя
Coollaboratory Liquid Pro 80 Серебристый   www.coollaboratory.com
Coollaboratory Liquid Ultra 40 Серебристый   www.coollaboratory.com
Nanoxia Nano TF-1000 34 Серебристый   www.nanoxia-world.com
Жидкий металл ЖМ-6 34 Серебристый   Компания «Галлид»
Indigo Xtreme 20 Серебристый   indigo-xtreme.com
COOL-GREASE CGR8010-XT 12.9 Гель   www.aitechnology.com
COOL-SILVER 12 Гель   www.aitechnology.com
Prolimatech PK-3 11.2 Серый 330 www.prolimatech.com
Cooler Master MasterGel Maker Nano (MGZ-NDSG-N15M-R1) 11 Серый   www.coolermaster.com
Nanoxia Heat Buster 10.4 Серый   www.nanoxia-world.com
Prolimatech PK-1 10.2 Серый 310 www.prolimatech.com
Prolimatech PK-2 10.2 Серый 250 www.prolimatech.com
COOL-GREASE® CGR7019-LB 10 Гель   www.aitechnology.com
Keratherm KP12 10 Серебристый 76 www.kerafol.com
Rosewill RCX-TC060 Pro 10 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC090Pro 10 Серый   www.rosewill.com
Cooler Master Extreme Fusion X1 (RG-EFX1-TG15-R1) 9.5 Серый   www.coolermaster.com
Akasa AK-450-5G 9.2 Серый   www.akasa.com.tw
Rosewill RCX-TC050 9.2 Серый   www.rosewill.com
Rosewill RCX-TC060 9.2 Серый   www.rosewill.com
Arctic Silver 3 9 Серо-зеленый   www.arcticsilver.com
Feser H-Bridge 9 Серый   www.tfc-us.com
Arctic Silver 5 8.7 Серый   www.arcticsilver.com
Thermaltake Thermal Grease №2 (p/n A2150) 8.7 Серый   www.thermaltake.com
Arctic Cooling MX-4 8.5 Серый 87 www.arctic.ac
Gelid Solutions GC-Extreme 8.5 Серый 85 www.gelidsolutions.com
Noctua NT-h2 8.5 Серый   www.noctua.at
Antec Formula 7 8.3     www.antec.com
Arctic Cooling MX-3 8.2 Серый 87 www.arctic.ac
Arctic Silver MX-3 8.2 Серый   www.arcticsilver.com
GlacialStars IceTherm II 8.1 Серый   www.glacialstars.com
Arctic Silver CMQ-22G 8 Серый   www.arcticsilver.com
Cooler Master NanoFusion R9 GE7 PTK3 7.8     www.coolermaster.com
Akasa AKT-842 7.5 Белый   www.akasa.com.tw
Arctic Silver ASTA-7G (2PC SET) 7.5 Серый   www.arcticsilver.com
Evercool-350 7.5 Белый   www.evercool.com
Stars 700 7.5 Серебристый    
Cooler Master Premium Thermal Compound Kit 6.8 Серый 170 www.coolermaster.com
EVGA Frostbite Thermal Grease M019 00 000003 6.5     www.evga.com
Nanodiamond Thermal Grease RT-10D 6.5 Серый   www.nanodiamond.co.il
Gelid Solutions GC-2 6.5 Серый 85 www.gelidsolutions.com
Tuniq TX-4 Extreme 6.5 Серый 66 www.tuniq.com.tw
Tuniq TX-3 6.2 Серый 84 www.tuniq.com.tw
AOS NON-SILICONE HTC AZ 140 №52160 6 Серый   www.aosco.com
Keratherm KP98 6 Серый 112 www.kerafol.com
Nanodiamond Thermal Grease RT-5D 6 Серый   www.nanodiamond.co.il
Nexus 6 Серый    
Shin-Etsu MicroSi MPU-3.7 6 Серый   www.shinetsu.co.jp
Shin-Etsu X23-7783D 6 Серый   www.shinetsu.co.jp
Zaward HSC-G TCG002 6 Серый   www.zaward.com
Tuniq TX-2 Extreme 5.8 Серый 10 www.tuniq.com.tw
Arctic Cooling MX-2 5.6 Серый 85 www.arctic.ac
Antec Formula 6 5.3     www.antec.com
AOS NON-SILICONE WC HTC 100 №52060 5 Серый   www.aosco.com
Coolage CA-CT3 Nano 5 Серый    
Keratherm KP97 5 Белый 110 www.kerafol.com
Xiqmatek PTI-G3606 5 Серый 51 www.xigmatek.com
GD900 4.8 Серый   www.ourgd.net
Thermaltake TG-3 (CLZ0022) 4.7 Серый   www.thermaltake.com
AC-TG0012-S1 4.6 Серый   www.siig.com
AOS WATER CLEANABLE HTC 90 №52051 4.6 Серый   www.aosco.com
Apus TMG 301 4.5 Белый   www.lexcool.com
Arctic Silver MX-2 4.5 Серый   www.arcticsilver.com
Cooler Master IC Essential E1 (RG-ICE1-TG15-R1) 4.5 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master PTK 002 4.5     www.coolermaster.com
GlacialStars IceTherm I 4.5 Серый   www.glacialstars.com
Innovation Cooling Diamond 7 Carat 4.5 Серый   innovationcooling.com
Innovation Cooling Diamond 24 Carat 4.5 Серый   innovationcooling.com
Shin-Etsu MicroSi G-751 4.5 Серый   www.shinetsu.co.jp
Stars 360 4.5 Серый   www.shinetsu.co.jp
SYBA CL PTSL Silver Cool 4.5 Серый   www.syba.com
Titan Nano Grease TTG-G30010, TTG-G30015 4.5 Серый   www.titan-cd.com
Titan Nano Grease TTG-G30030 4.5 Серый   www.titan-cd.com
Tuniq TX-2 4.5 Серый 285 www.tuniq.com.tw
Xilence Silver Team 4.5     www.xilence.net
Gelid Solutions GC-Supreme 4.5 Серый 250 www.gelidsolutions.com
AC-TG0112-S1 4.3 Серый   www.siig.com
AC-TG0412-S1 4.3 Серый   www.siig.com
Cooler Master HTK-001 Thermal Compound 4.2 Белый 30 www.coolermaster.com
Zalman ZM-STG2 4.1 Серый   www.zalman.com
Akasa AK-TC5022 4 Серый   www.akasa.com.tw
Arctic Alumina 4 Белый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver AA-1.75G, AA-14G 4 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MTX-2.5G 4 Серый   www.arcticsilver.com
Arctic Silver MX-1 4 Серый   www.arcticsilver.com
Deep Cool Z9 4 Серебристый   www.deepcool.com
Zalman ZM-STG1 4 Серый   www.zalman.com
AOS NON-SILICONE HTC 80 №52050 3.8 Серый   www.aosco.com
Biostar TC Diamond Nano Diamond 3.8 Серый   www.biostar.com.tw
Evercool NC-03, TC-10, TC-25, TC-200 3.8 Серый   www.evercool.com
Evercool SIDEWINDER (STC-01) 3.8 Серый   www.evercool.com
OCZ Freeze Extreme (OCZTFRZTC) 3.8 Серый   www.ocztechnology.com
OCZ Ultra 5+ 3.8 Серый   www.ocztechnology.com
Spire SilverGrease Pro SP-456 3.8 Серый   www.spire-corp.com
Spire SilverGrease Micro SP-458 3.8 Серебристый   www.spire-corp.com
Xiqmatek PTI-G3801 3.8 Серый   www.xigmatek.com
Алсил-Нано 3.8…4.2 Черный   ООО «АНТ».
Cooler Master IC Essential E2 (RG-ICE2-TA15-R1) 3.5 Серый   www.coolermaster.com
Coolian CTG-1 3.5      
Thermalright Chill Factor III 3.5 Серый   www.thermalright.com
Titan Platinum Grease TTG-G50030 3.5 Серый   www.titan-cd.com
Xiqmatek Freezing Point PTI-G4718 3.5 Серый   www.xigmatek.com
HTCPX 3.4 Белый 640 www.electrolube.com
Akasa AK-460 3.3 Серый   www.akasa.com.tw
Evercool DEEP BOMB (STC-02) 3.3 Серый   www.evercool.com
ZEROtherm ZT-100 3.1 Серый   www.zerotherm.com
Thermaltake TG-1 (CL-O0027) 3 Серый   www.thermaltake.com
Cooler Master RG TF4 TGU1-GP 2.9 Серый   www.coolermaster.com
Cooler Master ThermalFusion 400 RG TF4 TGU1-GP 2.9 Серый   www.coolermaster.com
Evercool CRUISE MISSILE (STC-03) 2.9 Серый   www.evercool.com
Scythe Thermal Elixer SCYTE-1000 2.9 Серый   www.scythe-usa.com
Shin-Etsu MicroSi 2.9 Серый   www.shinetsu.co.jp
Titan Royal Grease 2.9 Серый   www.titan-cd.com
Titan Royal Grease TTG-G40030 2.9 Серый   www.titan-cd.com
AOS ELECTRICALLY CONDUCTIVE GREASE №57000 2.7 Серый   www.aosco.com
Spire BlueFrost SP-802 2.7 Синий   www.spire-corp.com
Cooler Master IC Value V1 (RG-ICV1-TW20-R1) 2.5 Белый   www.coolermaster.com
HTCP 2.5 Белый 106 www.electrolube.com
Titan Nano Blue 2.5 Синий   www.titan-cd.com
Xiqmatek PTI-G4512 2.5 Серый   www.xigmatek.com
Akasa AK-455 2.4 Серый   www.akasa.com.tw
Rosewill RCX-TC001 2.4 Серый   www.rosewill.com
ElNano S27Z2 2 Белый    
Fanner-420 (Evercool-420, Stars-420) 2 Белый   www.fanner.com
MassCool Stars-420 2 Белый   www.masscool.com
Radial Pro 2 Золотистый   kellereurasia.ru
Thermax 2 Серый   www.thermax.com
Zaward HSC-W TCG003 2 Серый   www.zaward.com
Spire SilverGrease SP-700 1.9 Серый   www.spire-corp.com
АлСил-3 1.8…2 Белый 90…150 ООО «АНТ».
GEIL GL-TCP 1b 1.7 Золотистый   www.geil.com.tw
MassCool Stars-700 1.7 Серебристый 85 www.masscool.com
Spire WhiteGrease SP-420 1.7 Белый   www.spire-corp.com
Thermopox 75AGS 1.5…2.5 Серый   www.amepox-mc.com
Thermopox 80S 1.5…2.2 Красный 650 www.amepox-mc.com
Deep Cool Z5 1.5 Серебристый   www.deepcool.com
Logisys Computer Z5 1.5 Серебристый   www.logisyscomputer.com
Thermaltake TG-2 (CL-O0028) 1.5 Серый   www.thermaltake.com
Xilence X5 1.5     www.xilence.net
Xilence X5 (ZUB-XPTP. X5) 1.5 Серый   www.xilence.net
Thermopox 85CT 1.4…2.2 Красный 850 www.amepox-mc.com
Cooler Master RG ICFN 200G-B1 1.2 Белый   www.coolermaster.com
Номакон КПТД-3/3 1.2 Серый 12…18 www.nomacon.by
Alpenfohn 1.1 Серый   www.alpenfoehn.de
Deep Cool Z3 1.1 Серебристый   www.deepcool.com
Startech HeatGrease 1.1 Белый   intrl.startech.com
Thermaltake Thermal Grease №1 (p/n A2014) 1.1 Белый   www.thermaltake.com
Xilence Silver Team (ZUB-XPTP) 1.1 Серый   www.xilence.net
Xilence ZUB-XPTP 1.1     www.xilence.net
AOS ELECTRICALLY CONDUCTIVE GREASE №57001 1 Серый   www.aosco.com
Cooler Master IceFusion (RG-ICF-CWR2-GP) 1 Белый   www.coolermaster.com
Номакон КПТД-3/2 1 Коричневый 12…18 www.nomacon.by
AOS №52022 0.9 Белый   www.aosco.com
ST-304 0.9 Белый    
Cooler Master HTK-002 Thermal Grease 0.8     www.coolermaster.com
OKS 1103 0.8 Белый   www.oks-germany.com
Thermopox 25 0.8…1.2 Оранжевый 840 www.amepox-mc.com
Номакон КПТД-3/1 0.8 Розовый 12…18 www.nomacon.by
Zalman CSL 850 0.8 Белый 66 www.zalman.com
AOS №54013 0.7 Белый   www.aosco.com
AOS NON-SILICONE XT-3 №52039 0.7 Белый   www.aosco.com
WLPF 0.7 Серый   www.fischerelektronik.de
КПТ-8 ГОСТ 19783-74 0.65…1 Белый 130…180 silic.com.ua
WLP 0.6 Белый   www.fischerelektronik.de
DOW CORNING DC-340 0.4 Белый   www.dowcorning.com

Примечание: Теплопроводность термопаст и их вязкость приведены в таблицах по данным производителя.

Предлагайте в комментариях термопасты к добавлению в таблицы!

Термопаста TS-4 высокая теплопроводность 4,8 Вт/(м·К), шприц 1мл (3,2г)

Термопаста TS-4 с высокой 4,8 Вт/(м·К) теплопроводностью обеспечивает эффективное рассеивание тепла от компонентов, установленных на радиатор. Термопаста TS-4 не высыхает и не проводит электрический ток, не вызывает “утечки” или замыкания в электрической цепи. Упаковка в форме шприца, обеспечивает удобство нанесения и хранение остатков. Теплопроводные свойства, стойкость к высыханию и диэлектрические параметры (свойство не пропускать электрический ток) являются основными показателями и характеристиками при выборе термопасты.

При выборе ориентируйтесь на следующее:

  • коэффициент теплопроводности пасты подбирайте НЕ НИЖЕ 1,2-1,3 Вт/(м•К) (теплопроводность пасты ватт-на-метр-кельвин, чем коэффициент ВЫШЕ, тем теплообмен ЛУЧШЕ)
  • коэффициент термического сопротивления – НЕ ВЫШЕ 0,3-0,4 К*см²/Вт (термосопротивление (коэф-нт термического сопротивления – келвин/цельсий-сантиметр-квадратный-на ватт, чем коэффициент НИЖЕ, тем теплообмен ЛУЧШЕ)

Термопаста – это теплопроводящий состав, который улучшает передачу тепла от компонента к радиатору. Принцип действия основан на увеличение плоскости соприкосновения поверхностей. Паста исключает воздушный слой, заполняет неровности между поверхностями, увеличивая теплоотвод. Поэтому, теплопроводность самая важная характеристика термпопасты. Термопасты бывают жидкой, средней и густой консистенции.

Характеристики термпопасты – теплопроводность, электропроводность, консистенция. С теплопроводностью понятно – чем выше, тем лучше. Для улучшения теплопроводности в некоторые пасты добавляют очень мелкие металлические опилки, что делает термопасту электропроводной. Учитывайте это, так как попадание такой термопасты на токопроводящие части приведет к замыканию или “утечке” в цепи и выходу устройства из строя. Консистенция пасты влияет на удобство нанесения и качество заполнения различных неровностей поверхности. Важной характеристикой термопасты следует назвать и стойкость к высыханию. Высыхание термопасты уменьшает ее теплопроводные свойства, что, в худшем случае, может привести к выходу компонента из строя из-за перегрева.

Расфасовка в шприц объемом 1 мл удобна для использования в “домашних условиях”, где нужда в замене термоинтерфейса возникает не часто. Для сервисных центров и ремонтных мастерских будет удобна фасовка в шприце 10, 100 мл или баночка 250 грамм. При выборе объема фасовки следует ориентироваться на частоту использования термопасты, а также площадь поверхности на которую наноситься паста.

Помните, что при нанесении термопасты следует стремиться к минимальной толщине слоя.

Характеристики термопасты TS-4:

  • Не высыхающая
  • Коэффициент теплопроводности при 20 °C, не менее — 4,8 Вт/(м·К)
  • Плотность: 3,2 г/см³
  • Рабочий интервал температур: от −60 до +180 °C
  • Вес: 3,2 грамма
  • Упаковка: шприц 1 мл

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов

Одной из основных характеристик теплоизоляционных материалов является теплопроводность. Почти у всех есть понимание, что чем она меньше, тем лучше. Но что означает этот термин и что он нам дает? Как сравнить два типа изоляции, используя этот параметр? Предлагаем разобраться

Что такое коэффициент теплопроводности?

Согласно определения в своде правил СП 61.13330.2012:

Коэффициент теплопроводности — количество тепла, которое передается за единицу времени на единицу площади поверхности при температурном градиенте (изменении температуры), равном единице. Обозначается символом λ (лямбда), единица измерения Вт/(м·К).

Само свойство теплопроводности определяет способность материалов передавать тепловую энергию от более горячего тела к более холодному.

От чего зависит коэффициент?

При изучении данной характеристики было определено, что существует зависимость коэффициента теплопроводности от температуры и других параметров:

  • параметров состояния — температуры, давления
  • свойств — плотность, влажность, структуры

При изменении данных свойств и параметров меняется и теплопроводность.

Обозначение λ0 определяет коэффициент теплопроводности, который получен при испытаниях при температуре 0 °С. При этом температура является среднеарифметическим значением от: (температура на внешней поверхности изоляционного материала + температура на изолируемой поверхности)/2.

По аналогии λ20 — это коэффициент полученный при проведении замеров при температуре 20 °С.

Как это использовать на практике?

Данная характеристика позволяет определить возможность использования теплоизоляции в определенных условиях. Кроме того, Вы можете сравнивать различные виды теплоизоляционных материалов и выбирать наиболее подходящий.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов

1. Вспененный полиэтилен. Сравнивая продукцию из вспененного полиэтилена можно определить, что при температуре 10 °С минимальным коэффициентом теплопроводности будет обладать теплоизоляция ALMALEN — 0.032 Вт/мК — 0.034 Вт/мК. Это наименьший показатель в данном классе.

2. Вспененный каучук. В данной группе теплоизоляции можно выделить AF/Armaflex — для неё λ0 ºC ≤ 0,033 Вт/(м·К).

3. Базальтовый утеплитель. При выборе материалов из базальтовой ваты, стоит обратить внимание на Цилиндры Paroc HVAC Section AluCoat T — λ10 ºC ≤ 0,034 В/(м·К).

Правильно ли сравнивать только по λ?

Прежде всего стоит сравнивать показатели, определенные при одной температуре. Существуют различные стандарты определения коэффициента. Могут отличаться «стандартные тепловые режимы»: согласно ГОСТ 7076-99 показатель определяется при 25 °С, а при использовании европейского стандарта EN 12667:2001, нормой является 10 °С.

Также учитывайте планируемые условия эксплуатации материала: влажность, возможное воздействие пара, наличие критических перепадов температуры и так далее.

Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Климат в России очень холодный, поэтому практически любой дом, построенный за городом, приходится утеплять. Для этого можно использовать самые разные материалы. Одним из наиболее популярных является пенополистирол. Монтируется этот утеплитель элементарно. Коэффициент же теплопроводности у него ниже, чем у любого другого современного изолятора.

Что представляет собой пенополистирол

Изготавливается этот материал примерно по тому же принципу, что и любые другие вспененные утеплители. Сначала в специальную установку наливается жидкий стирол. После добавления в него особого реагента происходит реакция с выделением большого количества пены. Готовая вспененная густая масса до застывания пропускается через формовочный аппарат. В результате получаются листы материала с огромным количеством мелких воздушных камер внутри.

Такая структура плит и объясняет высокие изоляционные качества пенополистирола. Ведь воздух, как известно, тепло сохраняет очень хорошо. Существуют виды пенополистирола, в ячейках которых содержатся и другие газы. Однако самыми эффективными изоляторами все же считаются плиты именно с воздушными камерами.

Входящие в структуру пенополистирола ячейки могут иметь размер от 2 до 8 мм. На их стенки при этом приходится примерно 2% массы материала. Таким образом, пенополистирол на 98% состоит из воздуха.

Что такое теплопроводность

Узнать, насколько хорошо тот или иной материал способен сохранять тепло, можно по коэффициенту его теплопроводности. Определяют этот показатель очень просто. Берут кусок материала площадью в 1 м2 и толщиной в метр. Одну из его сторон нагревают, а противоположную ей оставляют холодной. При этом разница температур должна быть десятикратной. Далее смотрят какое количество тепла достигнет холодной стороны за один час. Измеряют теплопроводность в ваттах, разделенных на произведения метра и градуса (Вт/мК). При покупке пенополистирола для обшивки дома, лоджии или балкона обязательно следует посмотреть на этот показатель.

От чего зависит теплопроводность

Способность пенополистирольных плит сохранять тепло зависит в основном от двух факторов: плотности и толщины. Первый показатель определяется по количеству и размеру воздушных камер, составляющих структуру материала. Чем плотнее плита, тем больший коэффициент теплопроводности у нее будет.

Зависимость от плотности

В таблице ниже можно посмотреть каким именно образом теплопроводность пенополистирола зависит от его плотности.

Плотность (кг/м3)Теплопроводность (Вт/мК)
100.044
150.038
200.035
250.034
300.033
350.032

Представленная выше справочная информация, однако, скорее всего, может пригодиться только владельцам домов, использовавшим пенополистирол для утепления стен, пола или потолка довольно-таки давно. Дело в том, что при изготовлении современных марок этого материала производители используют специальные графитовые добавки, в результате чего зависимость теплопроводности от плотности плит сводится практически на нет. В этом можно убедиться, взглянув на показатели в таблице:

МаркаТеплопроводность (Вт/мК)
EPS 500.031-0.032
EPS 700.033-0.032
EPS 800.031
EPS 1000.03-0.033
EPS 1200.031
EPS 1500.03-0.031
EPS 2000.031

Зависимость от толщины

Разумеется, чем толще материал, тем лучше он сохраняет тепло. У современного пенополистирола толщина может колебаться в пределах 10-200 мм. По этому показателю его принято классифицировать на три больших группы:

  1. Плиты до 30 мм. Этот тонкий материал обычно используется при утеплении перегородок и внутренних стен зданий. Коэффициент его теплопроводности не превышает 0.035 Вт/мК.
  2. Материал толщиной до 100 мм. Пенополистирол этой группы может применяться для обшивки как внешних, так и для внутренних стен. Тепло такие плиты сохраняют очень хорошо и с успехом используются даже в регионах страны с суровым климатом. К примеру, материал толщиной 50 мм имеет теплопроводность в 0.031-0.032 Вт/Мк.
  3. Пенополистирол толщиной более 100 мм. Такие габаритные плиты чаще всего используются для изготовления опалубок при заливке фундаментов на Крайнем Севере. Теплопроводность их не превышает 0.031 Вт/мК.

Расчет необходимой толщины материала

Точно вычислить толщину необходимого для утепления дома пенополистирола довольно-таки сложно. Дело в том, что при выполнении этой операции следует учитывать массу самых разных факторов. К примеру, таких, как теплопроводность материала, выбранного для сооружения утепляемых конструкций и его разновидность, климат местности, тип облицовки и пр. Однако примерно рассчитать необходимую толщину плит все-таки можно. Для этого понадобятся следующие справочные данные:

  • показатель требуемого теплосопротивления ограждающих конструкций для данного конкретного региона;
  • коэффициент теплопроводности выбранной марки утеплителя.

Собственно сам расчет производится по формуле R=p/k, где p — толщина пенопласта, R — показатель теплосопротивления, k — коэффициент теплопроводности. К примеру, для Урала показатель R равен 3,3 м2•°C/Вт. Допустим, для утепления стен выбран материал марки EPS 70 с коэффициентом теплопроводности 0.033 Вт/мК. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом:

  • 3.3=p/0.033;
  • p=3.3*0.033=100.

То есть толщина утеплителя для наружных ограждающих конструкций на Урале должна составлять минимум 100 мм. Обычно владельцы домов холодных регионов обшивают стены, потолки и полы двумя слоями пенополистирола на 50 мм. При этом плиты верхнего слоя располагают таким образом, чтобы они перекрывали швы нижнего. Таким образом можно получить максимально эффективное утепление.

Экструдированный пенополистирол

Обычный утеплитель этого типа маркируется буквами EPS. Вторая разновидность материала — экструдированный пенополистирол обозначается буквами XPS. Отличаются такие плиты от обычных, прежде всего, структурой ячейки. Он у них не открытая, а закрытая. Поэтому экструдированный пенополистирол гораздо меньше простого набирает влагу. То есть способен сохранять свои теплоизоляционные качества в полной мере даже под воздействием самых неблагоприятных факторов внешней среды. Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола в зависимости от марки может составлять 0.027-0.033 Вт/мК.

Сравнение утеплителей

Таким образом, экструдированный и обычный пенополистирол считаются у владельцев загородных участков едва ли не самыми лучшими видами утеплителя. Ниже представляем вашему вниманию таблицу с коэффициентами теплопроводности других видов изоляторов.

МатериалКоэффициент теплопроводности (Вт/мК)
Минеральная вата0.045-0.07
Стекловата0.033-0.05
Керамзит0.16
Керамзитобетон0.31
Пенополиуретан0.02-0.041

Как видите, лучше пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого составляет 0.031-0.033 Вт/мК, стены, потолки и полы можно утеплить только пенополиуретаном. Однако последний стоит очень дорого. К тому же при его нанесении используется специальное конструктивно сложное оборудование. А следовательно, наилучшим вариантом изолятора в плане способности сохранять тепло на данный момент является все же именно пенополистирол.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм

Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.

У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.

Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.

Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.

В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.

Высокий уровень энергосбережения пенопласт обеспечивает за счет низкой теплопроводности. Например, если построить стену из кирпича толщиной 201 см или воспользоваться древесным материалом толщиной 45 см, то для пенопласта толщина составит всего на всего 12 см для определенной величины энергосбережения.

Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.

Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.

Размеры листов

Изготовление пенополистирольных плит, осуществляется по нормам ГОСТ. При производстве пенопласта регулируется как состав, так и размеры листов. Стандартная длина листа колеблется от 100 см до 200 см. Ширина должна быть равна 100 см, а толщина от 2 см до 5 см. Теплопроводность пенопласта 50 мм – относительно высока, благодаря небольшой толщине и характеристикам материала, он является наиболее ходовым из всех.

А что же покупать?

На рынке строительных материалов представлен огромный выбор пенополистирольных плит. Высокая теплопроводность плит утеплителей зависит от их вида. Например: лист пенопласта ПСБ-С 15 обладает до 15 кг/м3 плотностью и 2 см толщиной. Для листа от 2-х до 50 см плотность составляет не более 35 кг/м3. При сравнении пенопласта с другими подобными материалами можно легко проследить зависимость теплопроводности пенополистирольных плит от его толщины.

Так, например: теплопроводность пенопласта 50 мм, больше в два раза, чем у минеральной ваты такого же объема, в таком случае теплопроводность пенопласта, толщина 150 мм, вообще в 6 раз превысит эти показатели. Базальтовая вата, тоже очень сильно проигрывает пенопласту.

Для того чтобы применить один из способов изоляции, необходимо верно выбрать габариты материала. По следующему алгоритму можно выполнить расчет:

  • Необходимо уточнить общее тепло-сопротивление. Эта величина зависит от региона, в котором необходимо выполнить расчет, а именно от его климата.
  • Для вычисления тепло-сопротивления стены можно воспользоваться формулой R=p/k, где ее толщина равна значению р, а k-коэффициент теплопроводности пенопласта.
  • Из постоянных показателей можно сделать вывод, какое сопротивление должно быть у изоляции.
  • Нужную величину можно вычислить по формуле р=R*k, найти значение R можно исходя из предыдущего шага и коэффициента теплопроводности.

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

  • ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
  • ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
  • ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Клееный брус теплопроводность таблица


Теплопроводность клееного бруса

При выборе материалов для строительства дома учитываются различные факторы, среди которых немаловажное значение имеют показатели теплопроводности. Чтобы дом был теплым и уютным, а затраты на его отопление небольшими, важно минимизировать тепловые потери. Деревянные дома всегда отличались прекрасными теплоизоляционными характеристиками. Например, коэффициент теплопроводности сосны – 0,18 Вт/м*С.

Но этот показатель может меняться в зависимости от плотности, влажности и других особенностей древесины. Поэтому пиломатериалы предварительно проходят специальную подготовку. Благодаря использованию современных технологий, застройщики получили отличную альтернативу оцилиндрованным бревнам – клееный брус. Он превосходит другие стройматериалы по многим параметрам, включая и коэффициент теплопроводности – у клееного бруса этот параметр равен 0,1 Вт/м*С.

Сравнение теплопроводности клееного бруса и других стройматериалов

Теплопроводность – важное свойство стройматериала, отражающее его способность принимать тепло от более нагретых объектов или передавать его менее теплым телам. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше материал сохраняет тепло. В нижеприведенной таблице можно наглядно оценить, насколько клееный брус превосходит другие стройматериалы по способности противостоять тепловым потерям.

МатериалКоэффициент теплопроводности, Вт/м*С
Клееный брус0,1
Сухая древесина0,09–0,18
Сосна, ель поперек/вдоль волокон0,09/0,18
Дуб поперек/вдоль волокон0,1/0,23
Профилированный брус0,18
Пенобетон0,08–0,47
Кирпич керамический пустотелый0,35–0,52
Кирпич красный глиняный0,56
Керамзитобетон0,66–0,73
Кирпич силикатный0,7–1,1
Бетон1,51
Железобетон1,69–2,04
Мрамор2,91
Гранит3,49

Прекрасные эксплуатационные характеристики клееных брусьев обеспечиваются благодаря особой технологии их изготовления – тщательно высушенные доски из хвойных пород древесины составляются в пакеты и склеиваются между собой с применением специального экологически безопасного клея и прессования. Такая слоистая конструкция обладает многочисленными достоинствами, одним из которых является высокая энергоэффективность. Она достигается благодаря низкой теплопроводности древесины и клея, которые используются при создании клееного бруса.

Поскольку плотность этого материала сравнительно низкая (порядка 500 кг/м3), показатели его теплопроводности также невысоки, что позволяет строить из клееного бруса уютные и комфортные дома. При этом стены домов можно делать более тонкими, чем при использовании других материалов. Например, стены из клееного бруса толщиной 150 мм обеспечивают примерно такую же защиту от тепловых потерь, как и стены из оцилиндрованного бревна диаметром 240 мм.

Преимущества клееного бруса по сравнению с обычным

Сравним клееный и обычный брус по теплопроводности и ряду других важных критериев.

Критерий для сравненияОбычный брусКлееный брус
ТеплопроводностьПо сравнению с оцилиндрованным бревном, он меньше накапливает влагу, поэтому лучше противостоит тепловым потерям, но клееному брусу по данному параметру уступает. Требует дополнительной теплоизоляции стен и конопатки.Теплопроводность клееного бруса почти вдвое меньше, чем обычного (0,1 и 0,18 Вт/м*С). В дополнительном утеплении дома из этого материала не нуждаются.
ЭкологичностьЭтот материал сохраняет все свойства обычной древесины, включая и экологическую чистоту.Экологичность Этот материал сохраняет все свойства обычной древесины, включая и экологическую чистоту. Доски для создания дерева – такой же экологически чистый материал, как и другая древесина. Используемый для их соединения клей и защитные пропитки также абсолютно безопасны. Главное – покупать стройматериалы у надежных производителей с безупречной репутацией.
Прочность, устойчивость к деформации и биологическому разрушениюПри хорошей обработке такой материал служит долго, но при высыхании он может немного деформироваться, а при отсутствии надлежащей обработки – гнить. Клееная древесина очень прочна (благодаря чередованию направления волокон), уверенно сохраняет свою форму и размеры, дает минимальную усадку (1%) и при своевременной обработке уверенно противостоит гнилостным поражениям и другим негативным воздействиям.
Устойчивость к возгораниюОбычный брус необходимо обрабатывать специальными составами, чтобы снизить его пожароопасность.Клееный брус устойчив к возгоранию благодаря отсутствию трещин и щелей, а также за счет обработки специальными пропитками. Со временем обработку антипиренами необходимо повторять.
Экономическая выгодаСтоимость такого материала ниже, чем клееного бруса или оцилиндрованного бревна, но важно предусмотреть дополнительные затраты на утепление стен, а также внешнюю и внутреннюю отделку.Сам материал стоит дороже, зато обеспечивается экономия на дополнительной отделке и утеплении.

Коэффициент сопротивления теплопередачи

Поскольку коэффициент теплопроводности не связан с толщиной материала, его практическое использование затруднительно. Поэтому на практике широко используется обратный параметр – коэффициент сопротивления теплопередачи. Он рассчитывается как отношение толщины материала к его коэффициенту теплопроводности. Требования к данному параметру при строительстве жилых зданий значатся в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003.

В зависимости от региона, в котором планируется строительство дома, рекомендованные значения коэффициента сопротивления теплопередачи материала могут быть различными:

РегионРекомендуемое тепловое сопротивление стен (min), м2*С/Вт
Якутск, Воркута5,6
Хабаровск, Чукотка, Камчатка4,9
Новосибирск, Магадан4,2
Москва, Санкт-Петербург, Красноярский край, Владимир, Алтай3,5
Волгоград, Белгород2,8
Астрахань, Ставрополь2,1
Сочи2,0

Для расчета термического сопротивления стены из конкретного материала нужно разделить толщину стены на коэффициент теплопроводности материала, из которого она сделана. Таким образом, для расчета рекомендуемой толщины стен нужно умножить коэффициент теплопроводности на значение теплового сопротивления. Выходит, что при строительстве дома из клееного бруса в Подмосковье или Санкт-Петербурге рекомендуемая толщина стен составляет 350 мм.

В действительности дома и коттеджи из клееного бруса с толщиной стен от 200 мм не нуждаются в дополнительном утеплении и стойко выдерживают даже сильные морозы на севере нашей страны. Дополнительное утепление может потребоваться стенам дачных домов и других сооружений, выполненных из клееного бруса с меньшей толщиной.

Выбор сечения клееного бруса

Выбор ширины сечения клееного бруса зависит от особенностей его использования, прежде всего – от назначения строительного объекта и региона страны, в котором планируется его возведение.

Толщина клееного бруса, ммПредпочтительное использованиеРегионы
240Дома для круглогодичного проживанияНаиболее морозные и ветреные широты
200, 212Дома для круглогодичного проживания. В большинстве случаев – оптимальный выбор по сочетанию цены и расходов на отопление.Любые
160, 168Дома для сезонного проживания и временного пребывания зимой. Гостевые, дачные домики, бани.Любые. Области с теплым климатом
125Летние домики, барбекю, веранды, беседки, бани, строения, в которых не планируется проживание в зимнюю пору, межкомнатные перегородки Дома для круглогодичного проживанияЛюбые. Регионы с мягким климатом
85Беседки, хозяйственные постройки, лестницы, оконные конструкции и пр.Любые

Независимо от того, брус какой толщины вы выберете, стоит учесть, что тепловые потери через стены дома не превышают 33%. Остальное теряемое тепло уходит через оконные и дверные проемы (27%), подвальные и чердачные перекрытия (21%) и вентиляционную систему (19%). Поэтому толщина бруса играет не самую важную роль для обеспечения общей энергетической эффективности дома.

Выводы

Дома из клееного бруса – теплые и комфортные. Они хорошо сохраняют тепло зимой и прохладу летом, требуют сравнительно небольших затрат на отопление и отличаются приятным микроклиматом. Но чтобы построенный дом был максимально уютным и защищенным от существенных тепловых потерь, нужно еще на этапе его проектирования использовать комплексный подход к обеспечению его энергоэффективности. Дома для постоянного проживания обычно строятся из клееного бруса с сечением 200х280 или 212х192 мм, а в наиболее холодных регионах применяется брус с сечением 240х192 или 240х280 мм.

Теплопроводность выбранных материалов и газов

Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как

«количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала — в направлении, перпендикулярном к поверхности единицы площади — из-за градиента температуры единицы в установившемся режиме»

Теплопроводность Единицами измерения являются [Вт / (м К)] в системе СИ и [БТЕ / (ч футов F)] в системе Imperial.

См. Также теплопроводность вариации с температурой и давлением , для: Воздуха, аммиака, диоксида углерода и воды

Теплопроводность для обычных материалов и изделий:

1.7 — 4.0 Молибден 900 900 Красный металл
Теплопроводность
k —
Вт / (м К)

Материал / Вещество Температура
25 o C
(77 o F)
125 o C
(257 o F)
225 o C
(437 o F)
Acetals 0.23
Ацетон 0,16
Ацетилен (газ) 0,018
Акрил 0,2
Воздух, атмосфера (газ) 0,0262 0,0333 0,0398
Воздух, высота над уровнем моря 10000 м 0,020
Агат 10,9
Алкоголь 0.17
Глинозем 36 26
Алюминий
Алюминий латунь 121
Оксид алюминия 30
Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
Сурьма 18,5
Яблоко (85.Влажность 6%) 0,39
Аргон (газ) 0,016
Асбестоцементная плита 0,744
Асбестоцементные листы 0,166
Асбестоцемент 2,07
Асбест, неплотно упакованный 0,15
Асбестовая доска 0.14
Асфальт 0,75
Древесина бальзы 0,048
Битум 0,17
Битум / войлок 0,579
Говядина постная (влажность 78,9%) 0,43 — 0,48
Бензол 0,16
Бериллий
Висмут 8.1
Битум 0,17
Доменный газ (газ) 0,02
Вес котла 1,2 — 3,5
Бор 25
Латунь
Бриз Блок 0,10 — 0,20
Кирпич плотный 1.31
Кирпич огнеупорный 0,47
Кирпич изоляционный 0,15
Кирпич обыкновенный общий (Строительный кирпич) 0,6 -1,0
Кирпичная кладка с плотностью 1,6
Бром (газ) 0,004
Бронза
Руда бурого железа 0.58
Масло сливочное (влажность 15%) 0,20
Кадмий
Силикат кальция 0,05
Углерод 1,7 7
Углекислый газ (газ) 0,0146
Угарный газ 0,0232
Чугун
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированный 0.23

Ацетат целлюлозы, литой, листовой

0,17 — 0,33
Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 — 0,21
Цемент, Портленд 0,29
Цемент, раствор 1,73
Керамические материалы
Мел 0.09
Древесный уголь 0,084
Хлорированный полиэфир 0,13
Хлор (газ) 0,0081
Хром никель сталь 16,3
Хром
Оксид хрома 0,42
Глина, сухая и влажная 0.15 — 1,8
Глина насыщенная 0,6 — 2,5
Уголь 0,2
Кобальт
Треска (влажность 83% содержание) 0,54
Кокс 0,184
Бетон легкий 0,1 — 0,3
Бетон средний 0.4 — 0,7
Бетон плотный 1,0 — 1,8
Бетон камень 1,7
Констант 23,3
Медь
Corian (керамический наполнитель) 1,06
Пробковая доска 0,043
Пробка гранулированная 0.044
Пробка 0,07
Хлопок 0,04
Вата 0,029
Углеродистая сталь
Вата 0,029
мельхиор 30% 30
алмаз 1000
диатомовая земля (Sil-o-cel) 0.06
Диатомит 0.12
Дуралий
Земля сухая 1,5
Эбонит 0,17 E 900ry
11,6
Моторное масло 0,15
Этан (газ) 0.018
Эфир 0,14
Этилен (газ) 0,017
Эпоксидная смола 0,35
Этиленгликоль 0,25
Перья 0,034
Войлочная изоляция 0,04
Стекловолокно 0.04
Волокнистая изоляционная плита 0,048
Древесноволокнистая плита 0,2
Огнеупорный кирпич 500 o C 1,4
Фтор (газ) 0,0254
Пеностекло 0,045
Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
Бензин 0,15
Стекло 1,05
Стекло, Жемчуг сухой, 0,18
Стекло, Жемчуг, насыщенное 0,76
Стекло, окно 0.96
Стекло, шерсть Изоляция 0,04
Глицерин 0,28
Золото
Гранит
Графит 168
Гравий 0,7
Грунт или почва, очень влажная зона 1.4
Земля или почва, влажная зона 1,0
Земля или почва, сухая зона 0,5
Земля или почва, очень сухая зона 0,33
Гипсокартон 0,17
Войлок 0,05
ДСП высокой плотности 0.15
Лиственные породы (дуб, клен ..) 0,16
Hastelloy C 12
Гелий (газ) 0,142
Мед ( 12,6% влагосодержание) 0,5
Соляная кислота (газ) 0,013
Водород (газ) 0,168
Сероводород (газ) 0.013
Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
Инконель 15
Слиток железа 47 — 58
Изоляционные материалы 0,035 — 0,16
Йод 0,44
Иридий 147
Железо
Железооксид 0 0 ,58
Капок изоляция 0,034
Керосин 0,15
Криптон (газ) 0,0088
Свинец Кожа сухой 0,14
Известняк 1,26 — 1,33
Литий
Магнезиальная изоляция (85%) 0.07
Магнезит 4.15
Магний
Магниевый сплав 70 — 145
Мрамор 2,08 — 2,94 900 900
Меркурий, жидкость
Метан (газ) 0,030
Метанол 0.21
Слюда 0,71
Молоко 0,53
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04
Монель
Неон (газ) 0,046
Неопрен 0.05
Никель
Оксид азота (газ) 0,0238
Азот (газ) 0,024
Оксид азота (газ) 0,0151
Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
Масло смазочное для машин SAE 50 0,15
Масло оливковое 0.17
Кислород (газ) 0,024
Палладий 70,9
Бумага 0,05
Воск парафиновый 0,25
Торф 0,08
Перлит, атмосферное давление 0,031
Перлит, вакуум 0.00137
Фенольные литые смолы 0,15
Фенолформальдегидные формовочные смеси 0,13 — 0,25
Фосфорная бронза 110 900ch
900 900 900 900 900ch 159
Пек 0,13
Угольный карьер 0.24
Гипс светлый 0,2
Гипс, металлическая планка 0,47
Гипс, песок 0,71
Гипс, деревянная планка 0,28
Пластилин 0,65 — 0,8
Пенопласт (изоляционные материалы) 0.03
Платина
Плутоний
Фанера 0,13
Поликарбонат 0,19
Полиэстер 900.05 Полиэстер
Полиэтилен низкой плотности, ПЭЛ 0,33
Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 — 0,51
Натуральный каучук полиизопреновый 0,13
Твердый каучук полиизопреновый 0,16
Полиметилметакрилат 0,17 — 0,25
Полипропилен 0,1 — 0,22
Полистирол, пенополистирол 0,03
Полистирол 0.043
Пенополиуретан 0,03
Фарфор 1,5
Калий 1
Картофель, сырая мякоть 0,55
Пропан (газ) 0,015
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
Пирекс 1,005
Кварц минеральный 3
Радон (газ) 0,0033
Красный металл
Рений
Родий
Камень твердый 2 — 7
Камень пористый вулканический (туф) 0.5 — 2,5
Изоляция из каменной ваты 0,045
Канифоль 0,32
Каучук сотовый 0,045
Каучук натуральный 0,13
Рубидий
Лосось (влажность 73%) 0,50
Песок сухой 0.15 — 0,25
Песок влажный 0,25 — 2
Песок насыщенный 2 — 4
Песчаник 1,7
Опилки 0,08
Селен
Овечья шерсть 0,039
Кремнеземный аэрогель 0.02
Силиконовая литая смола 0,15 — 0,32
Карбид кремния 120
Силиконовое масло 0,1
Серебро Серебро
Шлаковая вата 0,042
Шифер 2,01
Снег (температура o C) 0.05 — 0,25
Натрий
Хвойные породы (пихта, сосна) 0,12
Грунт глинистый 1,1
Грунт органический материя 0,15 — 2
Почва насыщенная 0,6 — 4

Припой 50-50

50

Сажа

0.07

Пар насыщенный

0.0184
Пар низкого давления 0,0188
Стеатит 2
Сталь углеродистая
Сталь, нержавеющая сталь
Изоляция соломенной плиты, сжатая 0,09
Пенополистирол 0.033
Диоксид серы (газ) 0,0086
Сера, кристалл 0,2
Сахар 0,087 — 0,22
Тантал
Смола 0,19
Теллур 4,9
Торий
Древесина ольхи 0.17
Пиломатериалы ясеня 0,16
Пиломатериалы березы 0,14
Пиломатериалы лиственницы 0,12
Пиломатериалы клена 0,16
Пиломатериалы дуб 0,17
Пиломатериалы 0,14
Пиломатериалы 9009 0.19
Пиломатериалы из красного бука 0,14
Пиломатериалы из красной сосны 0,15
Пиломатериалы из белой сосны 0,15
Пиломатериалы из грецкого ореха 0,15
Олово
Титан
Вольфрам
Уран
Уретановая пена 0.021
Вакуум 0
гранулы вермикулита 0,065
виниловый эфир 900 900
9005
9005 9005 9005 9005 9005 9005 9005 900 0 9009 900 0 9009 900 0 9009 0,606
Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
Мука пшеничная 0.45
Белый металл 35 — 70
Дерево через зерно, белая сосна 0,12
Дерево через зерно, бальза 0,055
Древесина поперек зерна, желтая сосна, древесина 0,147
Древесина, дуб 0,17
Шерсть, войлок 0.07
Древесная вата, сляб 9009 0,1 — 0,15
Ксенон (газ) 0,0051
Цинк
Пример — Проводящая теплопередача через Алюминиевый горшок или горшок из нержавеющей стали

Проводящий теплообмен через стенку резервуара можно рассчитать как

q = (к / с) A dT (1)

или альтернативно

q / A = (к / с) dT

, где

q = теплообмен (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (h ft 2 ))

k = Номинальная электропроводность (Вт / мК, БТЕ / (ч футов ° F) )

dT = t 1 — t 2 = разность температур ( o C, o F)

с = толщина стенки (м, футы)

Калькулятор кондуктивного теплопередачи

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (ч футов F) )

с = толщина стенки (м, футы)

A = площадь поверхности (м 2 , футы 2 )

dT = t 1 — t 2 = разница температур ( o C, o F)

Примечание! — что общая теплопередача через поверхность определяется «общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к проводящей теплопередаче зависит от

Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку резервуара толщиной 2 мм — разность температур 80
o C

Теплопроводность для алюминия составляет 215 Вт / (м К) (из таблицы выше).Кондуктивный теплообмен на единицу площади может быть рассчитан как

q / A = [(215 Вт / (м К)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

= 8600000 (Вт / м 2 )

= 8600 (кВт / м 2 )

Проводящий теплообмен через стенку из нержавеющей стали толщиной 2 мм — перепад температур 80
o C

Теплопроводность для нержавеющей стали составляет 17 Вт / (м К) (из таблицы выше).Кондуктивный теплообмен на единицу площади можно рассчитать как

q / A = [(17 Вт / (м К)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

= 680000 (Вт / м 2 )

= 680 (кВт / м 2 )

.

% PDF-1.4 % 1657 0 объектов > endobj Xref 1657 810 0000000016 00000 n 0000020105 00000 n 0000020316 00000 n 0000020354 00000 n 0000030545 00000 n 0000030646 00000 n 0000030809 00000 n 0000030959 00000 n 0000031152 00000 n 0000031300 00000 n 0000031494 00000 n 0000031644 00000 n 0000031838 00000 n 0000031987 00000 n 0000032180 00000 n 0000032328 00000 n 0000032521 00000 n 0000032669 00000 n 0000032861 00000 n 0000033009 00000 n 0000033171 00000 n 0000033321 00000 n 0000033484 00000 n 0000033635 00000 n 0000034842 00000 n 0000036044 00000 n 0000037252 00000 n 0000038450 00000 n 0000039262 00000 n 0000039371 00000 n 0000039482 00000 n 0000039760 00000 n 0000040353 00000 n 0000040462 00000 n 0000041093 00000 n 0000041807 00000 n 0000041897 00000 n 0000042158 00000 n 0000042697 00000 n 0000042990 00000 n 0000043572 00000 n 0000056523 00000 n 0000067809 00000 n 0000078061 00000 n 0000086398 00000 n 0000093833 00000 n 0000101224 00000 n 0000101375 00000 n 0000108332 00000 n 0000116340 00000 n 0000163635 00000 n 0000172115 00000 n 0000227675 00000 n 0000275637 00000 n 0000275708 00000 n 0000275794 00000 n 0000279282 00000 n 0000279548 00000 n 0000279730 00000 n 0000279759 00000 n 0000280173 00000 n 0000335655 00000 n 0000335926 00000 n 0000336490 00000 n 0000343866 00000 n 0000343907 00000 n 0000344865 00000 n 0000344906 00000 n 0000345593 00000 n 0000345778 00000 n 0000346074 00000 n 0000346254 00000 n 0000346874 00000 n 0000347059 00000 n 0000347243 00000 n 0000347850 00000 n 0000348035 00000 n 0000348647 00000 n 0000348831 00000 n 0000349016 00000 n 0000349201 00000 n 0000349386 00000 n 0000349570 00000 n 0000349755 00000 n 0000349938 00000 n 0000350123 00000 n 0000350308 00000 n 0000350492 00000 n 0000350677 00000 n 0000350861 00000 n 0000351046 00000 n 0000351231 00000 n 0000351416 00000 n 0000351601 00000 n 0000351786 00000 n 0000351970 00000 n 0000352154 00000 n 0000352338 00000 n 0000352521 00000 n 0000352704 00000 n 0000352889 00000 n 0000353074 00000 n 0000353259 00000 n 0000353443 00000 n 0000353628 00000 n 0000353813 00000 n 0000353997 00000 n 0000354181 00000 n 0000354364 00000 n 0000354548 00000 n 0000354733 00000 n 0000354917 00000 n 0000355102 00000 n 0000355286 00000 n 0000355471 00000 n 0000355656 00000 n 0000355840 00000 n 0000356024 00000 n 0000356209 00000 n 0000356394 00000 n 0000356577 00000 n 0000356761 00000 n 0000356947 00000 n 0000357132 00000 n 0000357319 00000 n 0000357506 00000 n 0000357692 00000 n 0000357880 00000 n 0000358067 00000 n 0000358673 00000 n 0000358859 00000 n 0000359044 00000 n 0000359630 00000 n 0000359815 00000 n 0000360410 00000 n 0000360596 00000 n 0000361171 00000 n 0000361356 00000 n 0000361543 00000 n 0000361729 00000 n 0000361913 00000 n 0000362099 00000 n 0000362283 00000 n 0000362469 00000 n 0000362655 00000 n 0000362840 00000 n 0000363026 00000 n 0000363212 00000 n 0000363397 00000 n 0000363583 00000 n 0000363767 00000 n 0000363952 00000 n 0000364138 00000 n 0000364324 00000 n 0000364510 00000 n 0000364696 00000 n 0000364881 00000 n 0000365066 00000 n 0000365250 00000 n 0000365434 00000 n 0000365619 00000 n 0000365805 00000 n 0000365991 00000 n 0000366177 00000 n 0000366361 00000 n 0000366547 00000 n 0000366733 00000 n 0000366918 00000 n 0000367103 00000 n 0000367287 00000 n 0000367472 00000 n 0000367657 00000 n 0000367842 00000 n 0000368028 00000 n 0000368213 00000 n 0000368399 00000 n 0000368585 00000 n 0000368771 00000 n 0000368956 00000 n 0000369142 00000 n 0000369328 00000 n 0000369514 00000 n 0000369700 00000 n 0000369886 00000 n 0000370072 00000 n 0000370258 00000 n 0000370443 00000 n 0000370627 00000 n 0000370812 00000 n 0000371440 00000 n 0000371626 00000 n 0000371810 00000 n 0000371993 00000 n 0000372179 00000 n 0000372363 00000 n 0000372548 00000 n 0000372733 00000 n 0000372919 00000 n 0000373103 00000 n 0000373289 00000 n 0000373474 00000 n 0000373659 00000 n 0000373844 00000 n 0000374030 00000 n 0000374215 00000 n 0000374401 00000 n 0000374584 00000 n 0000374770 00000 n 0000374956 00000 n 0000375141 00000 n 0000375326 00000 n 0000375512 00000 n 0000375697 00000 n 0000375881 00000 n 0000376066 00000 n 0000376251 00000 n 0000376435 00000 n 0000376619 00000 n 0000376805 00000 n 0000376989 00000 n 0000377175 00000 n 0000377361 00000 n 0000377547 00000 n 0000377732 00000 n 0000377917 00000 n 0000378103 00000 n 0000378289 00000 n 0000378882 00000 n 0000379066 00000 n 0000379644 00000 n 0000379828 00000 n 0000380407 00000 n 0000380591 00000 n 0000380775 00000 n 0000381346 00000 n 0000381530 00000 n 0000381714 00000 n 0000381898 00000 n 0000382082 00000 n 0000382267 00000 n 0000382450 00000 n 0000382634 00000 n 0000382816 00000 n 0000382999 00000 n 0000383182 00000 n 0000383365 00000 n 0000383549 00000 n 0000383733 00000 n 0000383916 00000 n 0000384099 00000 n 0000384284 00000 n 0000384468 00000 n 0000384651 00000 n 0000384835 00000 n 0000385017 00000 n 0000385201 00000 n 0000385384 00000 n 0000385567 00000 n 0000385751 00000 n 0000385933 00000 n 0000386115 00000 n 0000386299 00000 n 0000386482 00000 n 0000386666 00000 n 0000386850 00000 n 0000387034 00000 n 0000387218 00000 n 0000387402 00000 n 0000387586 00000 n 0000387770 00000 n 0000387954 00000 n 0000388138 00000 n 0000388323 00000 n 0000388507 00000 n 0000388691 00000 n 0000388873 00000 n 0000389055 00000 n 0000389239 00000 n 0000389423 00000 n 0000389606 00000 n 0000389790 00000 n 0000389973 00000 n 0000390156 00000 n 0000390341 00000 n 0000390523 00000 n 0000390707 00000 n 0000390891 00000 n 0000391075 00000 n 0000391259 00000 n 0000391443 00000 n 0000391626 00000 n 0000391808 00000 n 0000391992 00000 n 0000392175 00000 n 0000392360 00000 n 0000392544 00000 n 0000392727 00000 n 0000392910 00000 n 0000393094 00000 n 0000393277 00000 n 0000393461 00000 n 0000393645 00000 n 0000393829 00000 n 0000394012 00000 n 0000394196 00000 n 0000394381 00000 n 0000394566 00000 n 0000394750 00000 n 0000394933 00000 n 0000395117 00000 n 0000395300 00000 n 0000395484 00000 n 0000395668 00000 n 0000395852 00000 n 0000396035 00000 n 0000396216 00000 n 0000396399 00000 n 0000396584 00000 n 0000396767 00000 n 0000396951 00000 n 0000397134 00000 n 0000397318 00000 n 0000397872 00000 n 0000398058 00000 n 0000398601 00000 n 0000398786 00000 n 0000399337 00000 n 0000399523 00000 n 0000400060 00000 n 0000400245 00000 n 0000400432 00000 n 0000400976 00000 n 0000401162 00000 n 0000401347 00000 n 0000401873 00000 n 0000402058 00000 n 0000402585 00000 n 0000402771 00000 n 0000403300 00000 n 0000403485 00000 n 0000403672 00000 n 0000403858 00000 n 0000404044 00000 n 0000404228 00000 n 0000404413 00000 n 0000404599 00000 n 0000404785 00000 n 0000404969 00000 n 0000405154 00000 n 0000405340 00000 n 0000405524 00000 n 0000405710 00000 n 0000405895 00000 n 0000406079 00000 n 0000406264 00000 n 0000406449 00000 n 0000406634 00000 n 0000406820 00000 n 0000407005 00000 n 0000407190 00000 n 0000407375 00000 n 0000407559 00000 n 0000407744 00000 n 0000407930 00000 n 0000408116 00000 n 0000408302 00000 n 0000408488 00000 n 0000408674 00000 n 0000408860 00000 n 0000409045 00000 n 0000409229 00000 n 0000409415 00000 n 0000409601 00000 n 0000409787 00000 n 0000409972 00000 n 0000410158 00000 n 0000410343 00000 n 0000410528 00000 n 0000410711 00000 n 0000410897 00000 n 0000411082 00000 n 0000411268 00000 n 0000411453 00000 n 0000411638 00000 n 0000411822 00000 n 0000412007 00000 n 0000412193 00000 n 0000412377 00000 n 0000412563 00000 n 0000412748 00000 n 0000412933 00000 n 0000413117 00000 n 0000413303 00000 n 0000413488 00000 n 0000413673 00000 n 0000413859 00000 n 0000414045 00000 n 0000414229 00000 n 0000414414 00000 n 0000414600 00000 n 0000414786 00000 n 0000414971 00000 n 0000415154 00000 n 0000415338 00000 n 0000415523 000

.

Теплопроводность

000057
Материал Теплопроводность
(кал / с) / (см 2 С / см)
Теплопроводность
(Вт / м К) *
Алмаз 1000
Серебро 1.01 406.0
Медь 0.99 385.0
Золото 314
Brass… 109.0
Алюминий 0.50 205.0
Чугун 0.163 79.5
Сталь 109,0 109,0 34,7
Меркурий 8,3
Лед 0,005 1,6
Стекло обыкновенное 0,0025 0.8
Бетон 0,002 0,8
воды при 20 ° С 0,0014 0,6
Асбест 0,0004 0,08
снег (сухой) 0,00026
Стеклопластик 0,00015 0,04
Кирпич изоляционный 0,15
Кирпич красный 0,6
пробковая доска 0,00011 0,04
шерстяной фетр 0,0001 0,04
каменная вата 0 000 000 0 000 000 ) 0,033
Полиуретан 0,02
Дерево 0,0001 0,12-0,04
Воздух при 0 ° C 0 0003 0,024
Гелий (20 ° C) 0,138
Водород (20 ° C) 0,172
Азот (20 ° C) 0,0234
Кислород (20 ° C) 0,0238
Аэрогель кремнезема 0,003

* Большинство из Янга, Хью Д., Физика университета, 7-е изд.Таблица 15-5. Значения для алмазного и кремнеземного аэрогеля из Справочника по химии и физике CRC.

Обратите внимание, что 1 (кал / с) / (см 2 С / см) = 419 Вт / м К. С учетом этого два приведенных выше столбца не всегда соответствуют друг другу. Все значения взяты из опубликованных таблиц, но их нельзя считать достоверными.

Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана можно принять за номинальное значение, которое определяет пенополиуретан как один из лучших изоляторов. NIST опубликовал процедуру численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http: // cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для наполненного фреоном полиуретана с плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0,022 Вт / мК. Расчет для наполненного полиуретаном CO 2 плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК.

Index

Tables

Reference
Young
Ch 15.

.

Loft Insulation — Введение

Когда вы начнете рассматривать изоляционные материалы, такие как изоляция чердаков, вы можете быстро увязнуть в некоторых довольно сложных технических терминах. В этой статье мы постараемся упростить их, чтобы вы могли постоять за себя, находясь в местном магазине DIY!

Теплопроводность изоляционных материалов

Теплопроводность, также известная как Лямбда (обозначается греческим символом λ), является мерой того, насколько легко тепло проходит через определенный тип материала, не зависит от толщины рассматриваемого материала.

Чем ниже теплопроводность материала, тем лучше тепловые характеристики (т.е. чем медленнее тепло будет проходить по материалу).

Измеряется в ваттах на метр по Кельвину (Вт / мК).

Чтобы вы могли почувствовать изоляционные материалы — их теплопроводность варьируется от примерно 0,008 Вт / мК для панелей с вакуумной изоляцией (так что это лучшие, но очень дорогие!) До примерно 0,061 Вт / мК для некоторых видов древесного волокна. .

>>> НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ U-ЗНАЧЕНИЯХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ <<<

Если бы вы использовали овечью шерсть для утепления своей собственности, это примерно 0.034 Вт / мК, примерно так же, как и для большинства других изоляционных материалов из шерсти и волокна.

Значения R

R-значение — это мера сопротивления тепловому потоку через материал заданной толщины. Таким образом, чем выше значение R, тем выше термическое сопротивление материала и, следовательно, лучше его изоляционные свойства.

R-значение рассчитывается по формуле

Где:

l — толщина материала в метрах и

λ — коэффициент теплопроводности в Вт / мК.

Значение R измеряется в метрах в квадрате Кельвина на ватт (м 2 K / Вт)

Например, тепловое сопротивление 220 мм монолитной кирпичной стены (с теплопроводностью λ = 1,2 Вт / мК) составляет 0,18 м 2 К / Вт.

Если вы изолируете сплошную кирпичную стену, вы просто найдете коэффициент сопротивления изоляции и затем сложите эти два значения. Если вы изолировали это полиизоциануратом с фольгой толщиной 80 мм (с теплопроводностью λ = 0,022 Вт / мК и значением R 0,08 / 0.022 = 3,64 м 2 K / Вт), у вас будет общее значение R для изолированной стены 0,18 + 3,64 = 3,82 м 2 K / Вт. Следовательно, это улучшит тепловое сопротивление более чем в 21 раз!

Таким образом, значение R — это относительно простой способ сравнить два изоляционных материала, если у вас есть теплопроводность для каждого материала. Это также позволяет увидеть эффект от добавления более толстых слоев того же изоляционного материала.

В реальных зданиях стена состоит из множества слоев различных материалов.Общее тепловое сопротивление всей стены рассчитывается путем сложения теплового сопротивления каждого отдельного слоя.

К сожалению, тепло входит и выходит из вашего дома несколькими различными способами, и значения R учитывают только теплопроводность. Он не включает ни конвекцию, ни излучение.

Таким образом, вы можете использовать значение U, которое учитывает все различные механизмы потери тепла — читайте дальше, чтобы узнать, как это рассчитывается!

U-значения

Значение U строительного элемента является обратной величиной полного теплового сопротивления этого элемента.Показатель U — это мера того, сколько тепла теряется через заданную толщину конкретного материала, но включает три основных способа потери тепла — теплопроводность, конвекцию и излучение.

Температура окружающей среды внутри и снаружи здания играет важную роль при расчете коэффициента теплопроводности элемента. Если мы представим внутреннюю поверхность участка 1 м² внешней стены отапливаемого здания в холодном климате, то тепло поступает в этот участок за счет излучения от всех частей внутри здания и за счет конвекции от воздуха внутри здания.Таким образом, следует учитывать дополнительные термические сопротивления, связанные с внутренней и внешней поверхностями каждого элемента. Эти сопротивления обозначаются как R si и R , так что соответственно с общими значениями 0,12 км² / Вт и 0,06 км² / Вт для внутренней и внешней поверхностей, соответственно.

Это мера, которая всегда находится в пределах Строительных норм. Чем ниже значение U, тем лучше материал как теплоизолятор.

Рассчитывается путем взятия обратной величины R-Value и последующего добавления тепловых потерь на конвекцию и излучение, как показано ниже.

U = 1 / [R si + R 1 + R 2 +… + R so ]

На практике это сложный расчет, поэтому лучше всего использовать программное обеспечение для расчета U-Value.

Единицы измерения — ватты на квадратный метр по Кельвину (Вт / м 2 K).

Ориентировочно неизолированная полая стена имеет коэффициент теплопередачи около 1,6 Вт / м 2 K, а цельная стена имеет коэффициент теплопередачи около 2 Вт / м 2 K

Использование значений U, R и теплопроводности

Если вы сталкиваетесь с проблемами теплопроводности, R-значений и U-значений в будущем, вот 3 простых вещи, которые следует запомнить, чтобы убедиться, что вы получите лучший изоляционный продукт.

    • Более высокие числа хороши при сравнении термического сопротивления и значений R продуктов.
    • Низкие числа хороши при сравнении значений U.
    • Коэффициент теплопроводности — это наиболее точный способ оценить изолирующую способность материала, принимая во внимание все различные способы потери тепла, однако его труднее рассчитать.

Внедрение энергосберегающих технологий

Вы заинтересованы в установке домашних возобновляемых источников энергии? Мы обыскали страну в поисках лучших торговцев, чтобы убедиться, что мы рекомендуем только тех, кому действительно доверяем.Вы можете найти одного из этих мастеров на нашей простой в использовании карте местного установщика.

>>> ПЕРЕЙДИТЕ НА КАРТУ МЕСТНОГО УСТАНОВЩИКА <<<

В качестве альтернативы, если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика, просто заполните форму ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!

Теплопроводность — Energy Education

Теплопроводность , часто обозначаемая как [math] \ kappa [/ math], — это свойство, которое связывает скорость потери тепла на единицу площади материала со скоростью изменения температуры.{\ circ} F} \ right) [/ math]. [3] Материалы с более высокой теплопроводностью являются хорошими проводниками тепловой энергии.

Поскольку теплопроводность включает передачу энергии без движения материала, логично, что скорость передачи тепла будет зависеть только от разницы температур между двумя точками и теплопроводности материала.

Для получения дополнительной информации о теплопроводности см. Гиперфизика.

Значения для обычных материалов

Теплопроводность, [математика] \ каппа [/ математика] [4]
Материал Электропроводность при 25 o C
Акрил 0.2
Воздух 0,024
Алюминий 205
Битум 0,17
Латунь 109
Цемент 1,73
Медь 401
Алмаз 1000
Войлок 0,04
Стекло 1,05
Утюг 80
Кислород 0.024
Бумага 0,05
Кремнеземный аэрогель 0,02
Вакуум 0
Вода 0,58


Из таблицы справа видно, что большинство материалов, которые обычно считаются хорошими проводниками, обладают высокой теплопроводностью. В основном металлы обладают очень высокой теплопроводностью, которая хорошо сопоставима с тем, что известно о металлах.Кроме того, изоляционные материалы, такие как аэрогель и изоляция, используемые в домах, имеют низкую теплопроводность, что указывает на то, что они не пропускают тепло через себя. Таким образом, низкая теплопроводность свидетельствует о хорошем изоляционном материале.

Промежуточные материалы не обладают значительными изолирующими или проводящими свойствами. Цемент и стекло не проводят слишком большое количество тепла и не обладают хорошей изоляцией.

Идея о том, что теплопроводность определенных материалов связана с тем, насколько хорошо они изолируют, обеспечивает связь между теплопроводностью и R-значениями / U-значениями.Поскольку значения U и R отражают, насколько хорошо определенный материал сопротивляется потоку тепла, теплопроводность играет роль в формировании этих значений. Однако значения U и R также зависят от толщины материала, тогда как теплопроводность этого не учитывает.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ HyperPhysics. (12 мая 2015 г.). Теплопроводность [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thercond.html
  2. ↑ Р. Чабай, Б. Шервуд. (12 мая 2015 г.). Материя и взаимодействия , 3-е изд., Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2011
  3. ↑ Д. Грин, Р. Перри. (12 мая 2015 г.). Справочник инженеров-химиков Перри , 7-е изд., McGraw-Hill, 1997.
  4. ↑ The Engineering Toolbox. (12 мая 2015 г.). Теплопроводность обычных материалов и газов [Онлайн]. Доступно: http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html

Теплопроводность оксида цинка вюрцита из первых принципов динамики решетки — сравнительное исследование с нитридом галлия

Прогнозирование теплопроводности и сравнение с экспериментами

Значения и тенденции теплопроводности, рассчитанные с использованием основных принципов динамики решетки (см. Раздел «Методы»): изображенный на рис.1 как функция температуры как для ZnO, так и для GaN. Как видно, наши предсказания для изотопно-обогащенного GaN очень хорошо согласуются с данными из [5]. [13]. Небольшое расхождение при низких температурах, вероятно, связано с размером сетки q , использованным в расчетах. При низких температурах времена релаксации фононов и, следовательно, длина свободного пробега (MFP) становятся значительно больше, особенно для длинноволновых фононов (около центра зоны Бриллюэна). Это требует более плотной сетки q -пространства для достижения высокой точности.Тем не менее, расхождение составляет менее 5%. Стоит отметить, что предсказанная теплопроводность чистого GaN заметно выше экспериментального значения (230 Вт / мК) 27 при комнатной температуре. Было обнаружено, что такая большая разница связана с изотопным рассеянием 13 , в том числе это привело к лучшему согласию между расчетным и экспериментальным значением (штрихпунктирная линия на рис. 1а).

Рис. 1

( a ) Зависимость теплопроводности ZnO и GaN от температуры.Линдси — Ref. 13; Mion — Ref. 27. ( b ) Расчетная теплопроводность ZnO по разным направлениям кристалла и сравнение с экспериментальными данными. Флореску — Ссылка. 7; Озгур — Ссылка. 8; Олоруниолеми — Ссылка. 10; Цубота — Ref. 9; Кацуяма — Ссылка. 11; Баррадо — Ref. 12.

На рис. 1б показана анизотропная теплопроводность ZnO в направлениях [1000] и [0001]. Теплопроводность в направлении [0001] (, то есть , по оси c , как показано на вставке) на ~ 40% выше, чем в направлении [1000].На рисунке 1b также показаны экспериментальные значения теплопроводности из различных опубликованных измерений. Видно, что значения из экспериментов с лазерной вспышкой 9,10,11,12 хорошо согласуются с нашими расчетами при комнатной температуре и выше. Следует отметить, что наши прогнозы относятся к идеальному кристаллу и, таким образом, представляют собой верхний предел значений теплопроводности ZnO. Таким образом, ожидается, что они будут выше, чем экспериментальные измерения, полученные на образцах, где невозможно избежать рассеяния дефектов на границах зерен и изотопов.Мы рассчитали эффект рассеяния изотопов, используя формулу Тамуры 28 для естественных концентраций изотопов (Zn 64 : 48,6%, Zn 66 : 27,9%, Zn 67 : 4,1%, Zn 68 : 18,8 %, Zn 70 : 0,6%; O 16 : 99,76%, O 17 : 0,038%, O 18 : 0,2%). При учете эффекта естественного рассеяния изотопов мы обнаружили, что теплопроводность снижается на 12% при комнатной температуре, в отличие от GaN, который претерпевает снижение на 40%.Стоит отметить, что изотопное рассеяние приводит к теплопроводности ниже, чем некоторые данные измерений лазерной вспышки (два зеленых ромбовидных символа при температурах ниже 600 K на рис. 1b). Однако наше недавнее исследование показало, что формула Тамуры с правилом Маттиссена имеет тенденцию переоценивать эффект рассеяния изотопов и, таким образом, недооценивать теплопроводность 29 . Фактически, экспериментальные данные в большинстве своем меньше предсказанной теплопроводности даже после учета изотопного рассеяния.Вероятно, это связано с тем, что в экспериментальном образце также существует другое рассеяние, такое как рассеяние на дефектах, которое не учитывается в нашем расчете. В этом контексте мы считаем согласие наших расчетов с экспериментальными результатами благоприятным.

С другой стороны, учитывая расхождение экспериментальных значений с данными измерений SThM, чрезвычайно сложно сравнивать экспериментальные результаты и результаты динамики решетки как однозначное сравнение. Тем не менее, маловероятно, что теплопроводность ZnO может достигать ~ 100 Вт / мК, как сообщается для нескольких исследованных образцов 7,8 .Возможно, что либо в экспериментах SThM измерялась теплопроводность какой-то особой фазы, либо соединения, образовавшиеся в результате термической обработки на поверхности образцов, либо на точность измерения влиял сигнал топологии поверхности, который, как известно, сворачивается с термической обработкой. сигналы и приводят к большой неопределенности 30,31,32 .

Следует также отметить, что отклонение между предсказанными и экспериментально измеренными значениями теплопроводности становится больше при более высоких температурах (нижний правый угол рис.1б). Вероятно, это связано с тем, что процессы рассеяния фононов более высокого порядка (> 3 rd порядка) учитываются при очень высоких температурах, которые не учитываются в наших расчетах, что приводит к завышенной оценке теплопроводности при таких высоких температурах.

В целом можно сделать вывод, что значения (37–49 Вт / мК при комнатной температуре), измеренные с помощью лазерной вспышки для теплопроводности ZnO, являются более разумными, учитывая, что рассеяние на дефектах и ​​границах зерен может снизить теплопроводность.Размеры зерен образцов, измеренные в [1,2]. [9, 10, 11, 12] не были ясными, но они должны быть относительно большими, поскольку отношение теплопроводности хорошо масштабируется 1 / T при комнатной и высокой температуре — особенность, наблюдаемая в чистых кристаллах или кристаллах с крупными зернами.

Кроме того, как видно из рис. 1а, теплопроводность ZnO намного меньше, чем у GaN при всех температурах. При комнатной температуре теплопроводность ZnO, которая оценивается в 50 Вт / мК (в среднем по всем направлениям), примерно в восемь раз меньше, чем у GaN.Чтобы понять это большое различие, мы провели подробный анализ свойств фононов в следующих разделах.

Фононные свойства

Чтобы понять механизм более низкой теплопроводности ZnO по сравнению с GaN, мы проанализировали различные связанные с фононами свойства, такие как дисперсия фононов, групповые скорости, времена релаксации фононов и фазовое пространство рассеяния фононов. Во-первых, расчетное соотношение дисперсии фононов ZnO, показанное на рис. 2а, хорошо согласуется с экспериментальными данными, хотя частоты оптических фононов несколько завышены.Однако, когда мы настроили размеры примитивных ячеек для точного совпадения с экспериментальными частотами, было обнаружено, что изменение расчетной теплопроводности составило <2%. Расчетная дисперсия фононов GaN (рис. 2b) также хорошо согласуется с экспериментальными значениями 33 и другим расчетом с использованием динамики решетки из первых принципов 13 (данные не показаны).

Рис. 2

Зависимость дисперсии фононов ( a ) ZnO и ( b ) GaN, рассчитанная на основе динамики решетки из первых принципов.(Символы на панели ( и ) представляют собой экспериментальные данные: сплошные и открытые красные треугольники — ссылка 54; фиолетовые кружки — ссылка 55, 56; синие квадраты — ссылка 57).

Затем мы анализируем влияние теплоемкости, групповой скорости фононов и времени релаксации на теплопроводность. Согласно кинетической теории теплопроводность κ может быть выражена как, где c v , v и τ соответственно обозначают объемную теплоемкость, скорость звука и время релаксации фононов.Хотя расчет теплопроводности в этой работе намного более подробен и сложен, формула кинетической теории предлагает приближение первого порядка для легкого сравнения теплопроводности между ZnO и GaN. Во-первых, как видно из Таблицы 1, существует лишь небольшая разница между c v и, таким образом, она не может быть ответственной за наблюдаемую большую разницу в теплопроводности. Скорость звука v GaN примерно в 1,3–1,5 раза больше, чем соответствующее значение для ZnO.Макроскопически разница между и также может быть выведена из упругих констант (Таблица 1), если отметить, что v примерно равно, где E — это постоянная упругости материала, а плотность. С микроскопической точки зрения, упругие постоянные связаны с жесткостью межатомных связей, которая отражается как наибольшие гармонические силовые константы (Таблица 1). Учитывая, что плотности ZnO и GaN очень похожи, жесткость связи, таким образом, является основной причиной наблюдаемых различий в скорости звука.На рис. 3 мы построили подробный график групповых скоростей для каждой фононной моды в первой зоне Бриллиуна в зависимости от частоты. Из рисунка видно различие в групповых скоростях фононов, а различия на низкочастотных модах (длинноволновые акустические моды) обычно составляют 1,4, что хорошо согласуется с разницей в скорости звука. Из-за своей квадратичной зависимости такой множитель должен давать ~ 2-кратную разницу в теплопроводности. Таким образом, можно сделать вывод, что разницы в жесткости межатомных связей (и, следовательно, групповой скорости) недостаточно, чтобы объяснить восьмикратную разницу в наблюдаемой теплопроводности.

Рис. 3

Групповые скорости фононов как функция частоты для ZnO и GaN.

Третьей характеристикой фононов, которая может влиять на теплопроводность, является время релаксации фононов τ. На рис. 4 показаны значения τ ZnO и GaN в зависимости от частоты для всех фононных мод. Строго говоря, этот расчет имеет смысл только в рамках приближения времени одномодовой релаксации (SMRTA), которое, как показано, недооценивает теплопроводность, поскольку рассматривает как нормальное, так и Umklapp рассеяние как резистивные процессы 34 .Однако мы обнаружили, что SMRTA дает результаты в пределах 4,5% от результатов итеративного решения как для ZnO, так и для GaN при комнатной температуре. Из рис. 4 хорошо видно, что τ фононов ZnO намного меньше, чем у фононов GaN. В следующих разделах мы дополнительно исследуем причину наблюдаемой разницы во временах релаксации.

Рис. 4

Времена релаксации фононов в зависимости от частоты для ZnO и GaN, рассчитанные с помощью SMRTA.

Фазовое пространство трехфононного рассеяния

Как видно на рис.2, одной примечательной особенностью дисперсии фононов является разрыв между самой высокой частотой акустического фонона и самой низкой частотой оптического фонона. Было показано, что такая щель может сильно препятствовать трехфононному рассеянию, поскольку она затрудняет выполнение правил рассеяния (сохранение энергии и квазиимпульса), что приводит к увеличению времени жизни фононов 13 . Было обнаружено, что больший зазор часто приводит к более высокой теплопроводности 22,35 . Одна из основных причин высокой теплопроводности GaN связана с таким большим зазором 13 .Из дисперсионного соотношения на рис. 2, такая частотная щель для ZnO намного меньше, чем для GaN. Чтобы количественно оценить разницу, мы сравниваем фазовое пространство трехфононного рассеяния для обоих кристаллов вюрцита, что примерно указывает на вероятность рассеяния фононов. Фазовое пространство для каждой моды вычисляется как: 35

, где q , s и ω относятся к волновому вектору, поляризации и угловой частоте фононной моды соответственно. N q относится к общему количеству q точек в дискретизированной первой зоне Бриллиона в расчетах, а N s — к общему количеству фононных ветвей. G — вектор обратной решетки. Верхний индекс и двойной штрих используются для обозначения различных фононных мод, участвующих в трехфононном рассеянии. Из рис. 5а видно, что фазовое пространство ZnO ​​больше, чем у GaN, как и ожидалось из-за меньшей фононной частотной щели в дисперсии ZnO. Это говорит нам о том, что фононы в ZnO будут иметь больше каналов для рассеяния, что приведет к относительно меньшим временам релаксации фононов.

Рис. 5

( a ) Фазовое пространство трехфононного рассеяния; и ( b ) параметр Грюнайзена ZnO и GaN как функция частоты.

Параметр Грюнайзена

Фактором, определяющим силу каждого канала рассеяния, является фононный ангармонизм. Ангармонизм кристалла обычно характеризуется параметром Грюнайзена, который описывает, насколько частота фононов смещается при изменении объема. Мы рассчитали параметр Грюнайзена для ZnO и GaN по формуле. 2 для каждой фононной моды, и мы сравнили некоторые из них с доступными экспериментальными данными из рамановской спектроскопии 36 . Уравнение параметра Грюнайзена определяется как:

, где α, β, γ представляют компонент x, y, z декартовых координат, соответственно. X обозначает равновесное положение атома и является силовой постоянной. указывает тип атома, а R — вектор трансляции между конкретной элементарной ячейкой и примитивной ячейкой в ​​суперячейке. i, j относятся к индексам атомов по всем соседям атома. Видно, что наш расчет хорошо согласуется с имеющимися экспериментальными данными (Таблица 2), что свидетельствует о точности предсказанных констант кубической силы из расчетов DFT.

Таблица 2 Параметр Грюнайзена различных мод в центре зоны Бриллюэна.

Далее мы сравниваем модальный параметр Грюнайзена как функцию частоты для ZnO и GaN (рис. 5b) и наблюдаем, что параметры Грюнайзена у ZnO обычно больше, чем у GaN, что указывает на то, что ZnO ​​более ангармоничен. Следовательно, мы заключаем, что малые времена релаксации фононов ZnO являются результатом комбинированного эффекта большего фазового пространства рассеяния и более высокого ангармонизма.

Вклад мод в теплопроводность

Мы также вычислили относительные вклады акустических и оптических фононных мод, чтобы оценить их важность для теплопроводности (сплошные квадраты на рис.6). ZnO и GaN имеют много общего с точки зрения вклада мод: акустические моды доминируют в теплопроводности при всех температурах, но оптические моды становятся все более важными с повышением температуры. В первую очередь мы связываем это с увеличением теплоемкости оптических мод при повышении температуры. При разложении вкладов теплопроводности от мод выше и ниже фононной частотной щели видно, что моды ниже частотной щели почти полностью доминируют в теплопроводности, в то время как моды выше щели не так важны.Хотя их вклад в теплопроводность невелик, модами выше частотной щели нельзя пренебречь, поскольку они участвуют в процессах рассеяния фононов с другими фононами. На рис. 7 показан вклад различных процессов рассеяния в общее фазовое пространство. Процессы разделены на вклады от различных трехфононных групп: (L, L, L), (L, L, H), (L, H, H) и (H, H, H), где «L» и «H» относится к фононным модам ниже и выше частотной щели соответственно. Видно, что как для ZnO, так и для GaN моды выше частотной щели необходимы для двух типов доминирующих процессов рассеяния ( i.е. , (L, L, H) и (L, H, H)). Процессы рассеяния с участием двух «H» -мод в ZnO гораздо более значительны, чем в GaN, что связано с меньшей частотной щелью в дисперсии фононов ZnO. Меньший частотный интервал позволит большему количеству трех фононных групп (две моды «H» и одна мода «L») удовлетворять правилам рассеяния (сохранение энергии и квазиимпульса) и, таким образом, приведет к большему фазовому пространству и более низкой теплопроводности.

Рис. 6

Вклад моды в общую теплопроводность ( a ) ZnO и ( b ) GaN.Закрашенные в квадрат символы обозначают разложение теплопроводности на три акустические ветви (TA1 и TA2: две поперечные акустические ветви; LA: продольная акустическая ветвь) и сумму оптических мод. Открытые треугольники соответствуют разложению на фононные моды ниже и выше частотной щели, как показано на рис. 2.

Рис. 7

Фазовое пространство трехфононного рассеяния, разделенное на вклады от различных групп рассеяния.

«L» и «H» относятся к фононным модам ниже и выше частотной щели соответственно.

Размерный эффект в наномасштабе

Во многих устройствах слои ZnO часто выращиваются на подложках, таких как кремниевая пластина с естественным оксидом. Несоответствие решеток обычно приводит к большой деформации и, таким образом, к росту кристаллов с малым размером зерна. Известно, что границы зерен будут рассеивать фононы, и, таким образом, размер кристаллического домена действует как ограничивающая длина для фононов MFP. Таким образом, стоит изучить этот размерный эффект на теплопроводность ZnO. На рис. 8a мы изображаем накопление теплопроводности как функцию MFP, что дает представление о том, как размер может влиять на теплопроводность.Видно, что размерный эффект будет наиболее выражен в диапазоне 10–1000 нм. Кривые сдвигаются в сторону более высокого MFP при понижении температуры, потому что фононы могут иметь более крупное MFP при низких температурах, когда ангармоническое рассеяние фононов становится слабым.

Рисунок 8

( a ) Зависимость накопления теплопроводности от фононного МФП при различных температурах; ( b ) Зависимая от размера теплопроводность ZnO при 300 K и экспериментальные данные (Huang — Ref.38 и Сюй — Ссылка. 39).

Далее мы вычисляем зависящую от размера теплопроводность при комнатной температуре, используя правило Маттиссена 37 (уравнение 3) для объединения рассеяния из-за ангармонизма и размерного эффекта (рис. 8b).

, где τ — эффективное время релаксации фононов, а τ ph-ph и τ граница — это те, которые связаны с собственным ангармоническим рассеянием и граничным рассеянием, соответственно. Установлено, что размер 100 нм может привести к снижению теплопроводности на ~ 50% при комнатной температуре по сравнению с объемным кристаллом.Хуанг и др. 38 использовали переходное термоотражение для измерения теплопроводности поликристаллических тонких пленок ZnO, нанесенных золь-гель методом на кремниевую подложку, и обнаружили значения в диапазоне 1,4–6,5 Вт / мК. Измеренные размеры зерен в этих образцах находятся в диапазоне 18–26 нм. Xu et al. 39 получали тонкие пленки ZnO с размером зерен от 35 до 100 нм с использованием реактивного распыления с различным содержанием кислорода и измеренными значениями теплопроводности (2.3–7,1 Вт / мК) находятся в том же диапазоне, что и у Huang et al. 38 . Эти данные представлены на рис. 8b для сравнения с нашими расчетами, но наши прогнозы заметно превышают экспериментальные значения. Расхождение может быть связано с другими дефектами в образце (, например, , химический остаток, посторонние частицы, кристалличность, пустоты и т. Д.), А также, возможно, с погрешностями в измерениях. Следует провести систематическую фононную спектроскопию 40,41,42 для измерения размерно-зависимой теплопроводности монокристаллов ZnO и сравнения с нашими расчетами.

PPFRC12.indd

% PDF-1.4 % 151 0 объект > эндобдж 150 0 объект > поток 2018-08-31T18: 20: 10 + 05: 30 2018-08-31T18: 20: 10 + 05: 30 Приложение Adobe InDesign CS4 (6.0) Acrobat Distiller 10.0.0 (Macintosh) / pdf

  • ajay
  • PPFRC12.indd
  • uuid: 4389f8f9-76ff-a64c-b7b7-3248c6477a3euuid: a465677f-c7cb-f14f-946e-6d3e9ecc51c6 конечный поток эндобдж 148 0 объект > эндобдж 145 0 объект > эндобдж 57 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 58 0 объект > эндобдж 96 0 объект > эндобдж 93 0 объект > эндобдж 97 0 объект > эндобдж 98 0 объект > поток h ޜ WnF) T, G $ Su «AZ @ Ikr% nMr.: C ~ @ `~ a ~ {= oI-A ?? # E` {@, 7G xrЗēxs;? =? PĻp̝Bn҉ {% k4 ~ Xcbo / «HZ> Q

    k

    Eur1QPr

    Все, что нужно знать о Thermalpaste — W / mK, Contact, & Эффективность | GamersNexus

    Ну, может быть, не все, но, безусловно, самая полезная информация для сборщика систем. В прошлом мы писали о том, как работают и термопаста, и кулеры процессора, но решили, что эту тему стоит пересмотреть сейчас, когда сайт значительно вырос.

    В этом видео и статье мы рассмотрим теплопроводность, эффективность контакта между охлаждающей пластиной и IHS, отверждение и старение, сравнение меди и меди.алюминиевое охлаждение и др.

    Как работает термопаста и нанесение термопаста

    Термопаста (также известная как термопаста, TIM, термоклей) используется для заполнения микроскопических дефектов на поверхности охлаждающей пластины процессорного кулера и встроенного теплораспределителя процессора. Это наивысшее определение термопасты.

    Если бы вы использовали высокоточный лазер для измерения гладкости любой из поверхностей, было бы обнаружено, что ни холодная пластина, ни IHS не являются идеально плоскими поверхностями, а это означает, что невозможно обеспечить идеальный прямой контакт.В идеальном случае медная или алюминиевая холодная пластина кулера полностью контактирует с IHS с нулевым TIM между металлами. Однако это не идеальный мир, поэтому мы вынуждены сделать два основных выбора: заполнить небольшие промежутки каким-то теплопроводящим материалом или оставить их в покое, и в этом случае воздух заполнит промежутки.

    Атмосферный воздух имеет теплопроводность около 0,024 Вт / мК (Ватт на метр Кельвина) при 25 ° C, так что это нехорошо. Для сравнения, средний тюбик термопасты будет сидеть где-то в диапазоне 4-8.5Вт / мК; большая часть стандартной пасты составляет ~ 4 Вт / мК, хотя соединения серебра и алмаза могут иметь более высокие значения проводимости. Медь рассчитана на ~ 401 Вт / мК при 25 ° C, алюминий — на 205 Вт / мК. Даже в случае алюминия ясно, что термопаста не приближается к термической эффективности металла, но металл не собирается деформироваться, чтобы соответствовать поверхности, поэтому нам нужно использовать что-то более податливое (при по крайней мере, без разогрева и плавления).

    Материал Теплопроводность (Вт / мК) при 25 ° C
    Воздух атмосферный 0.024
    Вода 0,058
    Термопаста (AVG) ~ 5,3 — 8,5
    Алюминий 205
    Медь 401

    (вверху: источник)

    Без какого-либо интерфейса, заполняющего зазоры, воздух будет оставаться между охлаждающей пластиной и IHS и создавать тепловые карманы. Заполнение зазоров термоинтерфейсом обеспечит материал с более высокой проводимостью, с тем чтобы он служил каналом для тепла, поступающего к охлаждающей пластине от IHS.Это единственная цель TIM. Использование слишком большого количества термопаста фактически снизит термический КПД всей системы, поскольку ограничивает прямой контакт между охлаждающей пластиной и IHS и создает толстую термическую стенку с более низкой проводимостью, чем у меди.

    Ранее мы тестировали эффективность медных и алюминиевых охлаждающих пластин в отношении отвода тепла от ЦП и обнаружили, что для сокетов меньшего размера (115X) разница незначительна. Большие поверхности могут иметь большее значение, но мы еще не подтвердили это (LGA 2011 будет хорошим тестом).

    Отверждение, старение и растрескивание

    Существует «процесс отверждения» с использованием термопаста — период времени, необходимый пасте для достижения максимальной эффективности. В свежем виде термопаста еще не затвердела и все еще немного жидкая. Только после периода старения компаунда достигается максимальная термическая эффективность. Это может занять несколько часов или несколько дней, в зависимости от уровня нагрузки и типа смеси. Если бы вы подвергали свой процессор термическому тестированию сразу после приложения, а затем снова тестировали его через неделю, результаты должны были бы немного отличаться.Немного, но достаточно, чтобы забрать с точным оборудованием и методологией.

    В конце концов, термопаста достигает и выходит за пределы своей максимальной эффективности, потенциально склоняясь к старению и растрескиванию. Хороший компаунд не сделает этого в течение среднего срока службы ПК (соединения алмаза и серебра являются хорошим примером высокопрочной пасты), но более дешевые вещества (например, силикон) со временем разлагаются. При достаточно сильном нагревании паста начинает трескаться и теряет способность эффективно передавать тепло от одной поверхности к другой.

    Ноутбуки

    — отличный пример этого процесса. Многие из наших читателей, вероятно, имели опыт замены каких-либо внутренних компонентов ноутбука — вентилятора, термопасты графического процессора, оплавления припоя или чего-то подобного. Ноутбуки часто подвергаются жестокому обращению, они потенциально подвергаются воздействию внешних источников тепла (например, солнца, если они используются на улице), их вентиляционные отверстия часто заглушены, внутренние части предрасположены к более высоким тепловым воздействиям в результате плотного корпуса, способности к охлаждению относятся к более мелким фанатам и так далее.Мы несколько раз заменяли компаунды графического процессора ноутбуков, обычно потому, что исходный компаунд высох и потерял способность адекватно охлаждать кремний. В процессе замены проницательный техник обнаружит хлопья засохшего компаунда, падающие с охлаждающей пластины при снятии комбинации радиатор / вентилятор. Это старение.

    Различные типы соединений

    В розничных магазинах представлены десятки марок термопаст. Цена обычно устанавливается на основе теплопроводности и количества соединения в тюбике (обычно в пределах 3 г, что является редкостью).Трубка из углеродного соединения 8,5 Вт / мК, устойчивого к старению, стоит около 10 долларов за 4 г.

    Типом соединения обычно является материал на основе металла (серебро), алмаз / углерод (часто называемый «наноалмазом») или керамика. В составах на основе металлов, таких как соединение серебра, используются крошечные чешуйки металла, которые помогают отводить тепло к охлаждающей пластине. Алмазные компаунды обычно немного тяжелее выходят из тюбика, и для их дозирования требуется дополнительная работа, но теоретически они прочнее при длительном использовании.

    Для большинства сборщиков систем различия между составными типами не обязательно окажут заметное влияние. Оверклокерам следует позаботиться о более высоких напряжениях и высокой температуре, но сборщики общего назначения могут взять любую лампу мощностью ~ 5,3 Вт / мК и быть вполне счастливы. Мы видели несколько трубок с компаундом мощностью до 1,5 Вт / мК, которых мы настоятельно не рекомендуем избегать, но это главное, на что следует обращать внимание. При создании системы с длительным сроком службы, требующей минимального обслуживания, мы рекомендуем использовать соединение на основе углерода (например, алмаз) для его долговечности.

    Стандартная паста с кулерами обычно хороша, хотя лично я хочу кое-чего избегать. Компаунд Cooler Master, входящий в комплект радиаторов AMD, является одним из них — он любит прилипать (как клей) к IHS, а это означает, что удаление кулера процессора часто вырывает процессоры AMD из разъемов. Это опасно для контактов (установленных на процессоре, а не на разъеме) и может нанести непоправимый ущерб процессору. Я всегда использую запасной состав, когда мне предлагают пасту AMD.

    В системе существуют не только термопаста, но и другие термоинтерфейсы, и вы наверняка видели некоторые из них.Термопрокладки являются наиболее распространенными. Тепловые прокладки используются для крепления радиаторов VRM к дросселям, конденсаторам и полевым МОП-транзисторам, они используются для крепления медных / алюминиевых кулеров графического процессора к модулям VRM и VRAM, а прокладки широко используются в ноутбуках. Термопрокладка по большей части менее термически агрессивна, чем паста, но дешевле и лучше прилегает к поверхности. Если производитель хочет, например, покрытия на сторонах дроссельной заслонки, термопрокладка обеспечит некоторый отток от давления, оказываемого радиатором.

    Вот и все. Если у вас есть вопросы, оставьте их для нас ниже или напишите на нашем форуме один на один!

    — Стив «Lelldorianx» Берк.

    Теплопроводность и температура вспышки

    Измерения теплопроводности

    Глубина измерений FDTR зависит от материала и измеряемых свойств, но обычно составляет <10 мкм. Глубина проникновения тепловых волн в материал определяется формулой

    $$ d = \ sqrt {\ frac {{2 \ chi}} {\ omega}} $$

    , где χ — коэффициент температуропроводности, а ω — угловая частота модуляции.На рис. 4 показана зависимость глубины проникновения от частоты для кремния и плавленого кварца. Например, полученное значение для кремния составляет первые 10 мкм от поверхности, а для плавленого кварца оно ближе к 1 мкм. Кроме того, хотя измерение FDTR использует широкий диапазон частот модуляции, существует только чувствительность к данному физическому свойству в более узком диапазоне частот. Например, теплопроводность наиболее чувствительна в диапазоне частот примерно 1–10 МГц, тогда как теплоемкость имеет тенденцию быть более чувствительной на более низких частотах, поэтому значения теплоемкости представляют собой немного более глубокий слой образца, чем значения теплопроводности. .Следовательно, точное число глубины измерения будет немного отличаться для каждого материала и каждого свойства, но все они будут находиться в пределах примерно первых 10 микрон от поверхности. Это похоже на глубину, на которой происходит повышение температуры вспышки для быстро движущихся источников тепла.

    Рис. 4

    Зависимость глубины проникновения от частоты для кремния и плавленого кварца

    На рисунках 5 и 6 ниже показаны карты измеренных значений теплопроводности шарика и диска из карбида вольфрама и шарика из диоксида циркония.Карта для диоксида циркония показывает довольно постоянную проводимость по исследуемой поверхности, а карта карбида вольфрама показывает значительные вариации теплопроводности по всей поверхности. Это может отражать либо поры, имеющие очень низкую теплопроводность (как видно на карте шара WC), либо распределение второго компонента. Для некоторых образцов вполне вероятно, что эти отклонения отражают шероховатость поверхности образцов. Фактически, шероховатость образца Si 3 N 4 была слишком высокой, чтобы можно было проводить измерения коэффициента отражения по всей поверхности.По этой причине для образца Si 3 N 4 измерения теплопроводности для таблицы 2 были выполнены только на тех участках поверхности, которые имеют достаточную отражательную способность. Расположение этих областей измерения указано на картах промежуточной фазы в дополнительной информации.

    Рис. 5

    Карты теплопроводности для измеренных образцов, — WC диск , WC шар; (единицы цветовой шкалы Вт / мК)

    Рис.6

    Карты теплопроводности циркониевого шара: (единицы измерения цветовой шкалы Вт / мК)

    Теплопроводность стали AISI 52100

    Наиболее поразительным выводом этого исследования является то, что испытанные шары MTM из стали AISI 52100 и диски демонстрируют теплопроводность менее половины значений, обычно цитируемых в литературе. Карты теплопроводности для этих образцов показаны на рис. 7. Они не показывают уровень неоднородности, наблюдаемой с WC, хотя есть некоторые пространственные вариации.Ясно, что происхождение этого несоответствия между литературными ценностями и ценностями, обнаруженными в этом исследовании, представляет интерес. Примечательно, что и шар, и диск MTM демонстрируют схожую теплопроводность, хотя они были произведены совершенно разными производителями и, предположительно, из стали. Это говорит о том, что низкая теплопроводность, обнаруженная в текущем исследовании, является общим, а не только результатом партии материала, не отвечающего техническим требованиям.

    Рис. 7

    Карты теплопроводности для образцов стального диска и шара, a стальной диск , b стальной шарик ; (единицы цветовой шкалы Вт / мК)

    Расхождение между литературными значениями и значениями, измеренными в этом исследовании, может иметь одно из двух основных причин.Во-первых, он представляет собой разницу в приповерхностной структуре или составе, возникающую в результате производственного процесса между образцами AISI 52100, использовавшимися в прошлом для определения теплопроводности, и текущими образцами MTM. Это может быть результатом, например, измельчения зерна или увеличения карбидного состава сплава вблизи поверхности. Большинство традиционных методов определения теплопроводности измеряют объемные свойства, но значения FDTR получают в пределах примерно 10 мкм от поверхности. Следует отметить, что если бы это было так, FDTR, вероятно, был бы более применим для расчетов температуры вспышки.В качестве альтернативы он может представлять разницу в объемной теплопроводности материала, использованного для получения литературных значений, и образцов, испытанных в текущем исследовании.

    Обе возможности были исследованы путем получения новых измерений объемной теплопроводности стали AISI 52100 в Национальной физической лаборатории (NPL, Теддингтон, Великобритания) с использованием устройства лазерной вспышки. При этом короткий лазерный импульс прикладывается к одной плоской поверхности образца диска, и переходное повышение температуры противоположной поверхности отслеживается с помощью инфракрасного детектора.Отсюда можно измерить коэффициент температуропроводности, что в сочетании с параллельными измерениями удельной теплоемкости и плотности позволяет рассчитать теплопроводность. Чтобы избежать необходимости обрабатывать образцы для соответствия устройству, были исследованы образцы дисков с высокочастотным возвратно-поступательным движением (HFRR) AISI 52100 диаметром 10 мм и толщиной 3 мм. Были испытаны диски HFRR двух твердостей; стандартные, используемые при испытании смазочных материалов [30], с твердостью 196 HV и закаленные, часто используемые при исследованиях смазочных материалов, с твердостью 772 HV.

    Измеренные объемные тепловые свойства двух дисков перечислены в таблице 3. Теплопроводность двух дисков HFRR сильно отличается друг от друга. Мягкий диск имеет теплопроводность, сравнимую со значениями, найденными в литературе, а жесткий диск имеет проводимость, аналогичную измеренному значению FDTR для образцов MTM. Измеренная удельная теплоемкость довольно близка к значениям образца MTM, полученным с помощью FDTR,

    . Таблица 3 Измерения тепловых свойств в объеме из NPL

    Таким образом, представляется вероятным, что текущие литературные значения теплопроводности AISI 52100 основаны на измерениях (или, возможно, только одном историческом измерении) отожженного сплава, и что сквозная закалка для производства стали для полезных компонентов подшипника приводит к значительному увеличению снижение проводимости.Это может происходить из-за различий между структурой в значительной степени перлитно-отожженной и в значительной степени мартенситно-закаленной и отпущенной.

    Влияние температуры вспышки

    Представляет интерес оценить влияние твердых образцов AISI 52100, имеющих значение теплопроводности 21 Вт / мК, а не 46 Вт / мК, обычно используемое для оценки повышения температуры вспышки.

    В качестве примера рассматривается стальной шарик диаметром 19,5 мм, скользящий по стальному плоскому контакту под нагрузкой 30 Н.Анализируются два типа движения; (i) неподвижный шар, скользящий по плоскости (чистое скольжение), как правило, присутствующий в конфигурации «штифт на диске», и (ii) обе поверхности, движущиеся со средней скоростью захвата 3 м / с, но с движущейся плоскостью. быстрее мяча, что часто используется в исследованиях тяги EHD. Соотношение скользящих валков — это отношение скорости скольжения к скорости уноса. Метод расчета температуры вспышки описан в Приложении. На рис. 8 сравнивается максимальное повышение температуры вспышки неподвижного шара и движущейся плоскости в диапазоне скоростей скольжения, принимая за теплопроводность как измеренное значение 21 Вт / мК, так и обычно используемое значение 46 Вт / мК.Коэффициент трения принят равным 0,1, плотность стали 7710 кг / м 3 и удельная теплоемкость 440 Дж / кг · К. Радиус контакта Герца составляет 129 мкм. Можно видеть, что расчетное повышение температуры вспышки на основе К, = 21 Вт / мК в два раза выше на низких скоростях и на две трети выше на высоких скоростях скольжения, чем рассчитанное по обычному значению.

    Рис. 8

    Расчетное максимальное повышение температуры вспышки как функция скорости скольжения для скользящего контакта штифт-диск, нагрузка 30 Н

    На рисунке 9 показаны прогнозы для системы качения-скольжения.Условия контакта такие же, как и в примере чистого скольжения, за исключением того, что коэффициент трения принимается равным 0,05, что типично для значений EHD. Повышение температуры шара и плоской поверхности очень похоже и эффективно совмещается. Опять же, более низкое значение теплопроводности 21 Вт / мК дает значительно более высокий рост температуры вспышки, примерно на 50% выше, чем полученный при К = 46 Вт / мК во всем диапазоне условий прокатки-скольжения.

    Рис. 9

    Расчетная максимальная температура вспышки как функция отношения скольжения-качения для контакта качения / скольжения шарик-диск при нагрузке 30 Н и скорости уноса 3 м / с (шарик и плоскость показывают почти идентичные температуры вспышки)

    4.2.3 Теплопроводность

    4.2.3 Теплопроводность

    Теплопроводность моделируется степенным законом:


    куда это значение при 300 К. Из ранних экспериментов = 130 Вт / мК для «объемного» GaN [292]. Тем не мение, более поздние измерения эпитаксиальных структур дали более высокие значения [293], и наблюдалась сильная зависимость от плотности дислокаций. [294]. На основании различных исследований [292,293,295,296,297,298] мы даем два набора параметров в таблице 4.4, применимый для различного качества материала. Рис.4.1. сравнивает два набора моделей с другими моделями и экспериментальными данными.
    Таблица 4.4: Параметры модели теплопроводности.
    Материал [Вт / мК]
    GaN модель 1 130 -0,43
    GaN модель 2 220 -1,2
    AlN 350 -1.7
    InN 45-176 0

    Рисунок 4.1: Зависимость теплопроводности GaN от температуры.

    Для AlN изменение измеренных значений теплопроводности составляет меньшего размера (рис. 4.2). Мы предполагаем = 350 Вт / мК, что составляет близко к значению, приведенному в [299]. Параметр, который моделирует снижение с температурой, калибруется по измеренным данным [299 300 301].

    Рисунок 4.2: Зависимость теплопроводности AlN от температуры.

    На сегодняшний день исследований температурной зависимости теплопроводности InN нет. доступны. На основе [302] a = 176 Вт / мК при 300 К предполагается. Это теоретическая оценка, в то время как измеренное значение было всего лишь 45 Вт / мК из-за рассеяния фононов на точечных дефектах и ​​межзеренных границах.

    Для теплопроводности существует несколько выражений полупроводниковых сплавов.Например, Adachi et al. [303] использовать один основан на сложной модели Абелеса [304]. Однако еще больше прямой подход предложен в [305], где гармоническая Среднее значение используется для моделирования проводимости при 300 К, а показатель степени линейно интерполируется из-за отсутствия экспериментальных данных для температуры, отличные от 300 К, пока:


    Применяя эти выражения, принято значение 3,1 Вт / мК для AlGaN. Это приводит к справедливому соглашению с экспериментальные данные Daly et al. [306] и Liu et al. [298], как показано на рис. 4.3, и соответствует значению, используемому в [303].
    Рисунок 4.3: Зависимость теплопроводности AlGaN от содержания Al.
    Рисунок 4.4: Зависимость теплопроводности InGaN от содержания In.

    Для InGaN принято = 1,5 Вт / мК, что снова соответствует модель [303] (рис. 4.4) и экспериментальные данные Pantha et al.