جدول المحتويات
ما هي مقاومة التلامس الحراري؟
تميز مقاومة التلامس الحراري انتقال الحرارة عند السطح البيني بين مادتين صلبتين.
لا يمكن تجنب الخشونة على السطح بسبب عمليات التصنيع والتشغيل الآلي، ولكن أيضًا بسبب الخصائص الجوهرية للمادة. ونتيجة لذلك، لا يكون سطح المادتين الصلبتين بأكمله على تلامس مباشر، بل جزء بسيط فقط وبالتالي لا يشارك في نقل الحرارة.
وعادةً ما تكون التجاويف الناتجة بين المواد الصلبة مملوءة بالهواء، وهو موصل حراري ضعيف. [1،2] وينتج عن ذلك قفزة في درجة الحرارة عند السطح البيني.
ينطبق ما يلي على مقاومة التلامس الحراري المحددة:[1]
ويُشار إلى قيمة مقلوبها أيضًا باسم معامل التلامس الحراري. يُشار إلى حاصل حاصل قسمة مقاومة التلامس الحراري النوعية rk ومساحة التلامس العيانية A باسم مقاومة التلامس الحراري:
وحدة مقاومة التلامس الحراري هي (K/W).
ما الذي يمكن أن يؤثر على مقاومة التلامس الحراري؟
- خشونة سطح المواد الصلبة
- ضغط التلامس على سطح التلامس بين المادتين الصلبتين
- ملء التجاويف بين أسطح التلامس بمواد موصلة للحرارة أفضل، على سبيل المثال:
- المواد الهلامية، والمعاجين، ومواد تغيير الطور، والأغشية، والمواد اللاصقة، والمواد البينية الحرارية، إلخ.
- وبوجه عام، يحدد الجمع بين المادتين الصلبتين مقاومة التلامس الحراري
المقاومة الحرارية للمواد 1.2 أو الهواء بالكيلوواط/ثانية
كيف أقيس مقاومة التلامس الحراري؟
يمكن قياس مقاومة التلامس الحراري، على سبيل المثال، باستخدام جهاز “ جهاز اختبار مواد الواجهة الحرارية ” (جهاز اختبار TIM)، على سبيل المثال. إذا تم استخدام جهاز اختبار TIM لقياس المعاوقة الحرارية لمادة بسماكات مختلفة من خلال تطبيق تدفق حراري عبر العينة.
يمكن حساب خط مستقيم متزايد من نقاط القياس باستخدام الانحدار الخطي و التوصيل الحراري الحرارية. يتوافق تقاطع الخط المستقيم مع مقاومة التلامس الحراري بين المادة وكتلة القياس. يمكن، على سبيل المثال، أن تكون كتلة القياس مصنوعة من النحاس الأصفر أو سبائك النحاس أو الألومنيوم سبائك الألومنيوم.
يظهر مثال على هذا القياس في الشكل 2. هذا قياس للمعاوقة الحرارية لعينة VespelTM بحجم 25 مم × 25 مم وضغط تلامس مطبق قدره 1 ميجا باسكال.
في هذا المثال، تم قياس عينات بسماكة تتراوح بين 1.1 مم و3.08 مم.
المؤلفات:
[1] جريسينجر، أندرياس. الإدارة الحرارية في الإلكترونيات، سبرينغر برلين هايدلبرغ، 2019.
[2] Incropera, DeWitt, Bergmann, Lavine, Fundamentals of heat and mass transfer.pdf”, John Wiley & Sons, 2017.
