Värmeledare

Värmeledare, eller värmeledning, är material som överför värme främst genom ledning. Den termiska ledningsförmågan k mäts i watt per meter kelvin (W/m·K). Ju högre k, desto bättre värmeledare. Värmeledare används där man vill föra bort eller sprida värme och ingår i kyl- och värmesystem, medan material med låg ledningsförmåga används som isolatorer.

Värme sprids i fasta ämnen huvudsakligen genom två mekanismer: elektronisk ledning i metaller och gittervibrationer (fononer) i både metaller och icke-metaller. Fria elektroner dominerar i metaller medan fononer står för större delen av värmeöverföringen i icke-metalliska material. I gaser är värmeledning begränsad och gaser är generellt dåliga värmeledare.

Materialegenskaper som påverkar k inkluderar kemisk sammansättning, kristallstruktur, defekter och temperatur. Exempel på bra värmeledare är koppar och aluminium, där koppar har cirka 385 W/m·K och aluminium cirka 205 W/m·K. Dåliga värmeledare återfinns bland trä, plast och de flesta polymerer. Grafit kan uppvisa hög anisotropi i värmeledning, medan diamant är en av de bästa k-värdena bland stabila material.

Användningar innefattar kylflänsar och värmeväxlar i industri och elektronik, köksredskap och byggnadsmaterial där man vill leda bort eller sprida värme. Vanliga sätt att mäta k inkluderar metoder som hot-wire och laserflash, och värdet varierar med exempelvis temperatur och materialets tillstånd.

---