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導熱塑料的特性詮釋
Misa作為工程塑料的業內人士，我們不由得想起手頭正好有導熱塑料相關的研討會，這正好也是關于熱量傳遞的。它們是不是有相通之處呢？帶著這個問題，偶埋頭做起了研究......根據調查，自然界中不同物質的導熱系數如下（單位 W/m·K）：鉆石：2300金：317銀：429花崗巖：2.6-3.6水：0.5-0.7木頭：0.14-0.38空氣：0.01-0.04真是奇妙，大自然里的物質，傳熱的時候，也是要么猛烈如火，要么冷淡如冰。這點跟人還挺像呢！那有沒有材料能夠有像“我們的愛情 到這剛剛好 剩不多也不少”這樣的導熱性能呢？且容我慢慢道來......在日常生活中，你是不是有這樣的經驗：同樣穿著羽絨服，在南方的冬天，會比在北方感覺更冷！人們常說溫潤如玉，但是，玉石在觸摸或者佩戴的時候會給人涼涼的感覺！剛倒開水時，金屬杯子會馬上就很燙，而塑料杯則好得多！這些現象，都跟物質的導熱性能有關系！一般，物質間傳遞熱量有三種形式：熱傳導、熱對流和熱輻射。熱傳導是物體各部分之間不發生相位移時，依靠分子，原子及自由電子，聲子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞。熱傳導是分子間作用，是平均動能較高的分子以碰撞將動能傳遞（液/氣態）給鄰近的平均動能較低的分子。像用水壺燒水就是最簡單的熱傳導的例子，鐵壺被加熱后將熱量傳遞給溫度較低的水。熱對流發生在傳熱介質之一為流體（液體或氣體，如水，空氣等）的情況下。流體粘度越低，流動性越強，熱對流因素貢獻越大。像夏天時熱輻與冷源之間以發送/接收電磁波的形式交換熱量。像太陽能熱水器便是吸收了太陽光的輻射。會特別期待有風吹來送來涼爽，就是熱對流在起作用。熱傳導與物質的導熱性能密切相關，導熱性能可以用熱導率來衡量，即單位時間內通過單位面積的熱能（熱流密度 ）與溫度梯度的比，又稱導熱系數，單位是W/(m·K)。一般對人體感覺來說，常溫情況下，某個東西的導熱率越高，摸上去的時候其吸收人體熱量越快，人體感受就會越涼。羽絨服的保暖機理就是利用減少熱對流以及人體和空氣的導熱率差異。人體組織的熱導率在0.4 W/m·k左右，直接接觸外界空氣的話由于熱對流大熱量會被較快帶走。而蓬松的羽絨間儲藏了大量的空氣，干燥的空氣的熱導率是所有物質里最小的，只有大約0.02W/m·K，既形成一個相對封閉的環境，減少熱對流，又由于空氣導熱率低，人體的熱量散發的就慢。那為什么南方的冬天穿羽絨服也還是很冷呢？南方的冬天是“魔法攻擊”，南方的空氣里蘊含更多的水汽，水汽進入羽絨間的空氣導致熱導率增大，人體散熱也就更快。鉆石摸上去涼涼的，是因為鉆石的導熱系數可以達到近2300 W/(m·K)，是世界上導熱率最高的材料。常說溫潤如玉，實際上玉石的熱導率一般在10 W/(m·K)以上, 也遠大于人體，因此常溫時觸摸一般會覺得沁涼。但是有機寶石琥珀摸上去卻沒有玉石那么冰涼，這又是為什么呢？這是因為琥珀是一種天然高分子材料，其導熱系數僅為0.2 W/(m·K)左右。其實，普通高分子塑料的導熱系數也很低，在0.2-0.5W/(m·K)，遠低于鋼鐵的60 W/(m·K)，這也是為什么塑料杯倒開水時沒有金屬杯子那么快變燙的原因。為什么金屬和塑料的導熱率會差別這么大呢？這因為金屬主要靠大量的電子傳導熱量，而塑料主要依靠熱振動。雖然結晶材料能夠依靠規整的晶格結構的熱振動傳遞能量，但塑料大部分都是不結晶的，即使結晶，結晶度也不高，導熱率也遠小于金屬與一些無機材料。那為什么需要導熱塑料呢？導熱塑料有哪些優勢呢？
導熱塑料的優勢
1. 對于一些電子元器件場景，使用金屬做散熱外殼，可能存在信號屏蔽等問題，導熱塑料則沒問題；
2.導熱塑料的導熱系數可能正好符合一些特殊應用場景的導熱需求；
3. 導熱塑料可塑性強，加工方便，綜合成本更低；
4. 導熱塑料可以塑代鋼，實現輕量化；
5. 導熱塑料可實現更多顏色，甚至通過結構控制，實現定向導熱等。
那么，哪些領域在應用時會有導熱的需求，導熱塑料又有怎樣的應用呢？
比如電子元器件、芯片等工作時會產生很多熱量，如果不能及時傳導出去，就可能會因為過熱失效或者燒毀對于導熱塑料來說，有幾個關鍵難題，一是導熱率做高的話有難度，因為導熱填料添加比例一般在50%（V），再提升有難度。二是由于填充大量導熱填料，導電塑料的沖擊性能、加工性能等也會有下降。導熱塑料的主要供應商之一是杭州本松的功能塑料解決方案，其開發的導熱塑料可使用不同塑料基材，并可以針對客戶的應用場景定制化開發設計。
所以，答案來了！我建議在以后的日子里，請你多用導熱塑料制品！
