銅是用於製造電器和更多導電應用的最廣泛使用的材料之一.
這種合金在傳熱過程中以最小的能量損失和非常有效的導熱性而聞名.
銅的導熱係數為 413 瓦/米-K, 這是所有金屬中第二高的. 銅金屬顏色為紅棕色, 這是它與其他金屬的區別.
銅是優異的熱導體和電導體, 在這兩種情況下僅被白銀超越. 這種品質與其原子結構有關, 其中每個銅原子彼此靠近排列, 允許電子在附近原子之間非常容易地移動. 其卓越的導熱性源自於電子的運動.
由於其優異的導熱性, 銅用於許多應用，例如熱水管, 馬達繞組, 和汽車散熱器.
材料將熱量從一端傳導或傳遞到另一端的能力稱為導熱係數. 導熱係數用λ或k表示; 此係數顯示絕緣和保存的強弱. 導熱係數的符號是k, 電導率的單位是W/m-K (瓦每米開爾文). 材料的導熱率是衡量其傳熱效率的指標.
導熱係數是決定傳導傳熱的重要因素. 熱量可以通過三個通道傳遞: 傳導, 對流, 和輻射. 當兩個特定地點之間存在溫差時完成熱傳遞過程; 所有的熱傳遞都會發生; 傳導的不同之處在於熱量穿過物質的主體. 固體內不存在對流, 且輻射通常可以忽略不計, 因此傳導對於解釋熱動力學至關重要.
導熱係數是一種物理性質; 所以, 它可能會因材料類型而異, 結構, 並說明. 相似地, 它是溫度的函數, 在溫度可能大幅波動的應用中必須記住這一點, 例如電子熱控制系統.
由於金屬鍵結中電子的分散遷移率，金屬具有不同的導熱率. 因此, 金屬比其他材料加熱得更快, 例如塑膠或玻璃.
銅的導熱率是什麼意思?
銅是所有金屬中導電率第二高的金屬. 如果你問哪種金屬在頂部, 答案是銀色, 儘管銀線不用於電氣應用. 除了價格貴得多之外, 銀不具備銅的其他理想特性，例如延展性和延展性.
因此, 銅是絕大多數需要導電性和導熱性的應用的首選材料. 導熱率較高的金屬會, 可預見地, 具有較高的電導率.
所以, 銅具有優良的導電性，在輸電電線及其他電器中應用最為廣泛, 尤其是重型電機.
銅腐蝕緩慢且熔點高. 銅據稱是一種有效的金屬，可以最大限度地減少導熱過程中的能量損失.
銅的導電特性用於汽車散熱器等電器, 熱水管, 金屬鍋, 等等. 銅以其傳輸電力和熱量的能力而聞名. 發生這種情況是因為金屬固體晶格內的離域電子具有在其晶格內自由移動的靈活性.
它們將作為從一端到另一端的熱和電荷傳輸器, 將金屬轉化為優良的導體. 銅以其耐腐蝕性而聞名, 電導率, 抗菌品質, 可回收性質, 和導熱係數. 然而, 銅的導熱性是所有材料中最重要且最突出的.
測試銅導熱係數的不同方法
一般來說, 測試銅的導熱係數有兩種基本方法: 穩態方法和非穩態或瞬態方法.
穩態法
一般來說, 穩態方法在材料溫度恆定時進行測量, 且觀察到的溫度不隨時間變化. 因此, 訊號分析很簡單 (穩態訊號意味著連續訊號). 唯一的缺點是通常需要精心設計的實驗裝置.
當測試材料的熱狀態達到完美平衡時, 穩態技術記錄測量結果. 不利的一面是通常需要很長時間才能達到理想的平衡. 因為經常需要一個精心設計的實驗安裝系統, 該方法提供了昂貴的方法設備. 然而, 它是基本且最準確的測量方法.
瞬態方法
記錄加熱過程中測量結果的方法稱為測試銅導熱係數的瞬態或非穩態方法. 在此方法中使用瞬態感測器確定熱導率參數.
在這個方法中, 可以快速獲得測量結果, 使它們比穩態方法具有優勢. 因此, 已經使用一種方法找到了瞬態熱傳導方程式的幾種解, 二, 和三維幾何形狀. 針式探頭或導線通常用於瞬態程序中獲得結果.
銅導熱性的應用
由於其出色的導熱性, 耐腐蝕性能, 耐久性和導電性, 銅金屬有許多應用. 下面給出了銅的一些關鍵應用:
熱交換器
銅廣泛應用於空調熱交換器, 工業大廈, 熱水箱, 地暖系統, 和冷藏.
電線
由於其良好的導熱性和導電性, 銅廣泛用於電氣線路. 它有效地將熱量從電線傳導走, 減少過熱並保持電氣性能.
炊具和散熱器
銅是減少傳熱過程中能量損失的優異材料. 因此, 它主要用於製造各種物品, 包括平底鍋, 熱水管, 和電子散熱器.
變壓器繞組
變壓器用銅箔帶是電氣行業用途最廣泛的材料, 並且對於繞製變壓器導體具有重要優勢.
銅箔帶是通過將銅軋製成非常薄的厚度製成的 (介於 0.0015 毫米和 0.3 毫米之間) 然後根據所需厚度進行冷軋或熱軋. 這之後可以進行退火 (更大的靈活性) 並進一步加工成帶絕緣材料的帶或層壓板.
