我們都知道導(dǎo)熱材料的參數(shù)有導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻等等，那就需要先了解一下導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻之間的關(guān)系了。

　　導(dǎo)熱系數(shù)λ：

　　是指在穩(wěn)定傳熱條件下，設(shè)在物體內(nèi)部垂直于導(dǎo)熱方向取兩個(gè)相距1米，面積為1平方米的平行面，而這兩個(gè)平面的溫度相差1度，則在1秒內(nèi)從一個(gè)平面?zhèn)鲗?dǎo)到另一平面的熱量就規(guī)定為該物質(zhì)的熱導(dǎo)率。其單位為：瓦/(米·度), 導(dǎo)熱系數(shù)在0.12瓦/(米·度)以下的材料稱為絕熱材料。

　　導(dǎo)熱系數(shù)反應(yīng)的是導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，則其導(dǎo)熱性越好。

　　熱阻θ：

　　就是熱流量在通過(guò)物體時(shí)，在物體兩端形成的溫度差。即：θ=(T2-T1)/P——(1) 單位是：℃/W。 式中： T2是熱源溫度 ，T1是導(dǎo)熱系統(tǒng)端點(diǎn)的溫度 ，P是熱源的功率。(1)式是指在一維、穩(wěn)態(tài)、無(wú)內(nèi)熱源的情況下的熱阻。

　　熱阻反應(yīng)的是導(dǎo)熱材料對(duì)熱流傳導(dǎo)的阻礙能力，導(dǎo)熱材料的熱阻越大，則其對(duì)熱傳導(dǎo)的阻礙能力越強(qiáng)。

　　一般可以通過(guò)下面公式計(jì)算導(dǎo)熱系統(tǒng)端點(diǎn)的溫度： (T2-T1)=Pθ，熱源功率越小，熱阻越小，其熱流傳導(dǎo)能力越好，熱阻越大，熱流傳導(dǎo)能力越差。

　　熱阻還可以由下式表達(dá)： θ=L/(λS)——(2)式中：λ是導(dǎo)熱系數(shù)，L是材料厚度或長(zhǎng)度，S是傳熱面積。物體對(duì)熱流傳導(dǎo)的阻礙能力，與傳導(dǎo)路徑長(zhǎng)度成正比，與通過(guò)的截面積成反比，與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。

　　對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)與熱阻的理解和應(yīng)用場(chǎng)合

　　導(dǎo)熱系數(shù)反映的是物質(zhì)在單位體積下的導(dǎo)熱能力。實(shí)際上它反映了物質(zhì)導(dǎo)熱的固有能力。這種能力是由物質(zhì)的原子或分子結(jié)構(gòu)決定的。它是評(píng)價(jià)物質(zhì)之間導(dǎo)熱能力的參數(shù)。

　　熱阻其實(shí)是導(dǎo)熱系數(shù)與物體的幾何形狀相結(jié)合而體現(xiàn)的該形狀物體的導(dǎo)熱能力。 對(duì)非均勻厚度的物體，均勻熱流密度的熱流通過(guò)物體后，兩端任意兩點(diǎn)的溫度差可能是不同的，也就是說(shuō)，任意兩點(diǎn)間的熱阻可能是不同的。

　　談熱阻，必須要明確這一點(diǎn)：熱阻必須是指定的兩個(gè)點(diǎn)之間的熱阻，并且兩點(diǎn)之間沒(méi)有其它的熱源。它反映的是特定兩點(diǎn)間的導(dǎo)熱能力。就是說(shuō)，給定了熱阻值，同時(shí)必須明確給出計(jì)量的起點(diǎn)和終點(diǎn)。偏離了這兩個(gè)位置點(diǎn)，這個(gè)熱阻值就沒(méi)有意義了。 純就每種物質(zhì)而言，談熱阻是沒(méi)有太大意義的。因?yàn)閹缀涡螤畈煌?，熱阻就不同了。只有確定了幾何形狀，才可以利用熱阻的概念做導(dǎo)熱能力的比較。

　　比如：a. 同一種材料，截面積相同、長(zhǎng)度不同的柱體，它們的導(dǎo)熱系數(shù)是相同的，而它們兩對(duì)面的熱阻是絕不同的。

　　b. 同一種材料，設(shè)計(jì)成不同的形狀，則不同幾何結(jié)構(gòu)之間，它們的兩個(gè)對(duì)面的熱阻可能不同。某些不同形狀的物體，熱源端某點(diǎn)到對(duì)面某點(diǎn)和到側(cè)面某點(diǎn)的熱阻可能相同。

　　公式(1)可以不考慮材料的幾何形狀與構(gòu)成。也就是說(shuō)，不管傳導(dǎo)熱的物體是什么形狀，也不管是由幾種材料組合而成，只要測(cè)得兩點(diǎn)間的溫度和施加的熱功率，就可以得到熱阻值。這對(duì)實(shí)際應(yīng)用測(cè)量是很方便的。公式(2)則是根據(jù)材料特征來(lái)計(jì)算熱阻。利用公式(2)，可以不用做實(shí)際的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，利用各材料的導(dǎo)熱系數(shù)和各組成材料的幾何形狀，就可以計(jì)算出熱阻。這對(duì)做模擬計(jì)算是非常好的理論依據(jù)。同時(shí)，公式(2)更容易讓人理解熱阻產(chǎn)生的本質(zhì)。

　　導(dǎo)熱系數(shù)與熱阻的應(yīng)用問(wèn)題

　　采用熱阻的概念，只能是兩個(gè)系統(tǒng)保持不變的情況下來(lái)分析、比較系統(tǒng)的熱狀態(tài)。兩個(gè)系統(tǒng)若有改變，比較的結(jié)果可能完全相反。

　　比如，兩種不帶鋁基板的1W白光LED，見(jiàn)圖2和圖3，它們的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖4和圖5，根據(jù)銅底座尺寸，按照公式(2)計(jì)算，圖2產(chǎn)品的中心軸向熱阻應(yīng)是圖3產(chǎn)品的1.54倍。可在實(shí)際使用中，圖3的芯片溫度要低。怎么會(huì)這樣?因?yàn)?，它的底板下部的面積大，便于熱流橫向擴(kuò)展。上面的計(jì)算沒(méi)有考慮熱流橫向擴(kuò)展!它們實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還必須要加散熱器，見(jiàn)圖5。通常散熱器是鋁合金材料，導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于純銅材料。圖2的LED接觸面小，熱量在往散熱器上傳導(dǎo)時(shí)，橫向的熱阻就大了;而圖3的產(chǎn)品由于銅底座面積大，熱量便于橫向散開(kāi)傳導(dǎo)到散熱器上，使得熱流密度減小，將熱量更有效地傳導(dǎo)到散熱器的外部翅片上。所以，雖然圖3的結(jié)構(gòu)縱向路徑長(zhǎng)了，但由于有了好的橫向路徑，其實(shí)熱阻反倒小了。

　　再比如，兩個(gè)材料、工藝相同制成的散熱器，A表面積比B表面積大一倍，似乎A的熱阻比B小，A要好?？墒?，給B配上風(fēng)扇，B的熱阻就會(huì)小于A。事實(shí)上是B和風(fēng)扇形成了系統(tǒng)，是這個(gè)系統(tǒng)比A好。并不是A比B的熱阻小而最終在使用上A比B系統(tǒng)好。A和B的比較就沒(méi)有意義，因?yàn)锽不是單獨(dú)使用。

　　這個(gè)例子是有實(shí)際應(yīng)用意義的。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的散熱器結(jié)構(gòu)時(shí)，我們可能采用兩種方案：只用散熱器自然散熱和散熱器加風(fēng)扇散熱。在采用風(fēng)扇散熱時(shí)，可以選取一個(gè)較小的散熱器，其與風(fēng)扇組合的散熱效果可能遠(yuǎn)優(yōu)于只采用一個(gè)較大的散熱器的效果。雖然小散熱器的熱阻大于大散熱器的熱阻，但在兩個(gè)系統(tǒng)中，我們也不能單以兩個(gè)散熱器的熱阻大小來(lái)說(shuō)好壞。

　　在系統(tǒng)構(gòu)成后，不用熱阻的概念，通過(guò)溫度值就可以知道導(dǎo)熱效果的差異。這里“系統(tǒng)的構(gòu)成后”是指相比較的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定，熱源確定?？梢詼y(cè)試相關(guān)點(diǎn)的溫度就知道結(jié)果。沒(méi)有必要已經(jīng)知道了相關(guān)點(diǎn)的溫度后再去算出個(gè)熱阻來(lái)。通過(guò)相關(guān)點(diǎn)的溫度值已經(jīng)很明確了哪個(gè)好，哪個(gè)不好。如果說(shuō)不是測(cè)試，而是要通過(guò)模擬計(jì)算得到結(jié)果的話，在模擬計(jì)算中，也是通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，先算出相關(guān)點(diǎn)的溫度。計(jì)算得到了各點(diǎn)的溫度，導(dǎo)熱好壞也就明了了。也可以不需要再多算一步來(lái)算出熱阻值。

　　對(duì)于熱系統(tǒng)間的比較，僅僅知道各系統(tǒng)的熱阻值，也無(wú)法比較哪個(gè)好壞。