Varmaleiðni Varmaleiðni er mælikvarði á getu efnis til að flytja varma. Efni með mikla hitaleiðni geta flutt varma á skilvirkan hátt og tekið hann auðveldlega upp úr umhverfinu. Lélegur varmaleiðari mun hindra varmaflæðið og ná hægt og rólega hita frá umhverfi sínu. Samkvæmt SI (System International) leiðbeiningunum er hitaleiðni efnis mæld í vöttum á metra á kelvin (W/mK).
10 efstu hitaleiðandi efnin sem mæld eru og gildi þeirra eru tekin saman hér að neðan. Þar sem hitaleiðni er mismunandi eftir búnaði sem notaður er og umhverfinu sem mælingarnar eru fengnar í eru þessi leiðnigildi meðalgildi.
Náttúruleg hitaleiðandi efni
1. Demantur - 2000 - 2200 W/mK
Demantur er besta hitaleiðniefni náttúrunnar, með leiðnimælingu 5 sinnum hærri en kopar, mest framleidda málmur í Bandaríkjunum. Demantsatóm samanstanda af einfaldri kolefnisbeinagrind, sem gerir hana að tilvalinni sameindabyggingu fyrir skilvirkan hitaflutning. Venjulega hafa efnin með einföldustu efnasamsetningu og sameindabyggingu hæstu hitaleiðnigildin.
Demantur er mikilvægur hluti margra nútíma rafeindatækja. Hlutverk þeirra í rafeindatækni er að stuðla að hitaleiðni og vernda viðkvæma tölvuíhluti. Hin mikla varmaleiðni demönta hefur einnig reynst gagnleg þegar ákvarðað er áreiðanleika gimsteina í skartgripum. Ef lítið magn af demanti er tekið inn í verkfæri og tækni getur það haft gríðarleg áhrif á hitaleiðni.
2. Silfur - 429 W/mK
Silfur er tiltölulega ódýr og ríkur hitaleiðari. Silfur er órjúfanlegur hluti af mörgum raftækjum og er einn af fjölhæfustu málmunum vegna sveigjanleika hans. Þrjátíu og fimm prósent af silfri sem framleitt er í Bandaríkjunum er notað í rafmagnsverkfæri og rafeindatækni (US Geological Survey Mineral Community 2013). Aukaafurð silfurs, silfurmauk, er í aukinni eftirspurn vegna notkunar þess sem umhverfisvænn orkuvalkostur. Silfurmauk er notað við framleiðslu á ljósafrumum, sem eru stór hluti af sólarrafhlöðum.
3. Kopar - 398 W/mK
Kopar er algengasti málmurinn til framleiðslu á leiðandi tækjum í Bandaríkjunum. Kopar hefur hátt bræðslumark og miðlungs tæringarhraða. Það er líka mjög duglegur málmur til að lágmarka orkutap við hitaflutning. Málmpönnur, heitavatnsrör og bílaofnar eru öll tæki sem nýta sér leiðandi eiginleika kopars.
4. Gull - 315 W/mK
Gull er sjaldgæfur og dýr málmur sem notaður er fyrir sérstakar leiðandi notkun. Ólíkt silfri og kopar, svertir gull sjaldan og þolir mjög ætandi aðstæður.
5, álnítríð - 310 W/mK
Álnítríð er oft notað í stað beryllíumoxíðs. Ólíkt berylliumoxíði, veldur álnítríði ekki heilsufarsáhættu fyrir framleiðslu, en sýnir samt svipaða efna- og eðlisfræðilega eiginleika og beryllíumoxíð. Álnítríð er eitt af fáum efnum með mikla hitaleiðni og rafmagns einangrunareiginleika. Það hefur einstaklega viðnám gegn hitaáfalli og virkar sem rafmagns einangrunarefni í vélrænni flís.
6. Kísilkarbíð - 270 W/mK
Kísilkarbíð er hálfleiðari sem samanstendur af jafnvægisblöndu af kísil- og kolefnisatómum. Þegar það er framleitt og blandað saman sameinast kísill og kolefni og mynda afar hart og endingargott efni. Þessi blanda er almennt notuð sem hluti af bremsum, túrbínum og stálblöndum.
7. Ál - 247 W/mK
Ál er oft notað sem hagkvæmur valkostur við kopar. Þó að það sé minna leiðandi en kopar, er ál mikið og auðvelt að vinna með það vegna lágs bræðslumarks. Ál er mikilvægur hluti af LED lampum (Light Emitting Diodes). Kopar-álblöndur verða sífellt vinsælli vegna þess að þær geta nýtt sér eiginleika bæði kopar og áls og er hægt að framleiða þær með lægri kostnaði.
8, Volfram - 173 W/mK
Volfram hefur hátt bræðslumark og lágan gufuþrýsting, sem gerir það tilvalið efni fyrir tæki sem verða fyrir hástyrk rafmagni. Efnafræðileg tregða Volfram gerir það kleift að nota það sem rafskaut sem hluta af rafeindasmásjá án þess að breyta straumnum. Það er einnig oft notað í íhluti fyrir ljósaperur og bakskautsgeislarör.
9. Grafít 168 W/mK
Grafít er úrræðagóður, ódýr og léttari valkostur en aðrar kolefnishverfur. Það er oft notað sem aukefni í fjölliðablöndur til að auka varmaleiðni þeirra. Rafhlöður eru algengt dæmi um tæki sem nýta mikla hitaleiðni grafíts.
10. Sink 116 W/mK
Sink er einn af fáum málmum sem auðvelt er að sameina við aðra málma til að mynda málmblöndu (blanda tveggja eða fleiri málma). Tuttugu prósent af sinktækjum í Bandaríkjunum eru framleidd úr sinkblendi. Galvaniserun notar 40 prósent af framleiddu hreinu sinki. Galvaniserun er ferlið við að bera sinkhúð á stál eða járn til að vernda málminn gegn veðrun og ryðgun.
Gervi yfirborðsmeðferðarefni
DLC Diamond Like Coating - nanóhúð framleidd með lofttæmihúðunartækni, PVD ferli. Hefur góða einangrun og hitaleiðni
Al2O3 áloxíðhúð - nanóhúð framleidd með CVD ferlinu. Það er algengari samsetta hagnýta kvikmyndin með góða einangrun auk hitaleiðni. Stýring á filmuþykkt og tenging mun hafa umtalsverða kosti fram yfir varmaúða. Hins vegar er hátt verð varla vinsælt. Varmaleiðni: 23-32 (W/m*k)
HBN sexhyrnd bórnítríð húðun {{0}} (W/m*k), besta keramikhúðin fyrir hitaleiðni yfir 500 gráðu umhverfi. Einnig besta keramik einangrunarefnið við háan hita (bilunarspenna 3kv/mm). Venjulega efnafræðilega óvirkur, lítill núningsstuðull 0,16 Oxunarþolinn, 900 gráður með súrefni, 2000 gráður án súrefnis. TiB2 samsett lofttæmihúðunarferli NAXICO gerir ráð fyrir sérsniðinni ofurhitaþolinni og ofurharðri nanóhúð.
BeO beryllium oxíð - svipað hitaleiðni og fjólublár kopar. Duft er mjög eitrað. flökt byrjar við 1000 gráður. Byrjar að leggjast niður.
