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熱接触抵抗とは何ですか？
熱接触抵抗は、2つの固体間の界面における熱の移動を特徴づける。
製造工程や機械加工工程だけでなく、固有の材料特性により、表面の粗さは避けられない。 その結果、2つの固体の表面全体が直接接触しているわけではなく、ごく一部が接触しているに過ぎず、それゆえ熱輸送には関与しない。
その結果、固体と固体の間に生じる空隙は通常、熱伝導率の低い空気で満たされる。[1,2] 界面での温度ジャンプがその結果だ。
具体的な熱接触抵抗は以下の通りである[1]。
その逆数は 熱接触係数とも呼ばれる。 比熱接触抵抗rkと巨視的接触面積Aの商を熱接触抵抗と呼ぶ：
熱接触抵抗の単位は□（K/W）である。
熱接触抵抗に影響を与えるものは何ですか？
- 固体の表面粗さ
- 2つの固体の接触面の接触圧
- 接触面間の空隙を、例えば、より優れた熱伝導性材料で埋める：
- ゲル、ペースト、相変化材料、箔、接着剤、熱界面材料など。
- 一般に、2つの固体の組み合わせが熱接触抵抗を決定する。
熱接触抵抗を計算するための高度に単純化されたモデルは、抵抗モデルを用いて設定することができる。 熱流は固体成分と流体成分に分割され、別々に扱われる。 固体の経路には、直列に接続された2つの抵抗があります。 流体を通る部分は、封入された空気によって形成される。 熱輸送は、両方の流路を通して並列に行われるため、等価回路図では並列回路として表すことができる。 (図1参照）
等価回路図と、直列接続と並列接続の抵抗値を計算するための既知の規則を用いて、以下の式[1]が得られる：
と
材料1,2または空気の熱抵抗（単位：K/W
それは有効だ：
このモデルにはいくつかの弱点がある。
第一に、輻射による熱伝達を考慮していないこと、第二に、境界層の厚さδと、熱伝達に関与する公称面積の一部φは、ごくまれな場合にしかわからないことである。
熱接触抵抗の測定方法は？
熱接触抵抗は、例えば、「熱界面材料テスター」（TIMテスター）を用いて測定することができる。 「サーマルインターフェイス・マテリアル・テスター”（TIMテスター）.TIMテスターは、試料に熱流束を印加することにより、異なる厚さの材料の熱インピーダンスを測定します。
測定点から直線回帰により増加する直線を求め、その傾きから熱伝導率を求めることができます。
直線の切片は、材料と測定ブロック間の熱接触抵抗に対応します。
例えば、メーターバーは真鍮製、銅合金製、アルミニウム合金製などがあります。
このような測定の例を図2に示します。
これは、VespelTM 試料の熱インピーダンスを測定したもので、サイズは25 mm x 25 mm、印加接触圧は1 MPaです。
この例では、厚さ1.1 mm～3.08 mmの試料を測定しています。
文学：
[1] Griesinger, Andreas. Wärmemanagement in der Elektronik, Springer Berlin Heidelberg, 2019.
[2] Incropera, DeWitt, Bergmann, Lavine, Fundamentals of heat and mass transfer.pdf”, John Wiley & Sons, 2017.
