soojusjuhtivust

Soojusjuhtivus on aine omadus, mis kirjeldab selle võimet juhtida soojust. Seda iseloomustab Fourieri seadus: soojusvoog q on proportsionaalne temperatuurigradiendiga ning q = -k ∇T, kus k on soojusjuhtivus ja ∇T on temperatuurgradient. Ühik on vatt per meeter-kelvin (W/(m·K)). Kõrgema soojusjuhtivusega materjalid juhivad soojust paremini kui madalama soojusjuhtivusega materjalid.

Soojusjuhtivus sõltub mitmetest teguritest, sealhulgas temperatuurist, materjali koostisest ja mikrostruktuurist. Metallid (nt vask, alumiinium) näitavad tavaliselt kõrget soojusjuhtivust; isolatsioonimaterjalid, õhk ja paljud PET-/polümeerkomposiidid omavad madalat soojusjuhtivust. Materjalid võivad olla kõvad või vedelad ning nende soojusjuhtivus võib samuti muutuda temperatuuriga, mis omakorda mõjutab soojusjuhtivuse suuruse käitumist. Anisotroopse materjalide puhul võib k- väärtus sõltuda suunast.

Mõõtmine ja hindamine põhinevad nii tasandatud kui ka ajutistel meetodil. Staatilised meetodid, nagu guarded hot plate ja heat-flow meter, mõõdavad konstantse temperatuuri gradientide korral k-d. Transientsed meetodid, näiteks laser flash analysis ja transient plane source, kasutavad ajutisi temperatuurireaktsioone materjalis. Vajadus mõõta täpset k-d suureneb elektroonikas, ehituses ja materjaliteaduses.

Kasutusvaldkonnad hõlmavad ehituslikke isolatsioone, elekter- ja elektroonikaseadmete jahutust, rohelisi energialahendusi ning erinevate materjalide soojasildade jaotusest tulenevate termiliste omaduste hindamist. Soojusjuhtivus on tihedalt seotud teiste soojusomaduste, näiteks soojusjuhtivuse ja soojusdifusiivsuse vahel: soojusdifusivus α = k/(ρc), kus ρ on tihedus ja c on spetsiifiline soojusmaht.