接觸熱導

接觸熱導（thermal contact conductance）是指二個固體在有热接触時的热传导。接觸熱導係數（thermal contact conductance coefficient）是有二個相接觸的固體之間的熱導率，也表示其導熱的能力。接觸熱導係數的倒數稱為接觸熱阻（thermal contact resistance）。

定義
圖1：兩個相接觸固體之間的熱流以及其溫度分佈

當二個固體相接觸（例如圖1的A和B），熱會由較高溫的物體流到較低溫的物體。二個固體的溫度分佈大致如圖1所示。在接觸面上有明顯的溫度落差，這就是二個接觸面之間接觸熱阻造成的影響。接觸熱阻定義為溫度差和介面平均熱流的比例[1]。

依照傅立葉定律，兩物體之間的熱流如下式所示：

 

 

 

 

(1)

其中為熱流，為熱傳導率，為截面積，是延著熱流方向的溫度梯度。

考慮能量守恆，兩物體之間的熱流可以用以下方式計算：

 

 

 

 

(2)

可以看出熱流和兩物體的熱傳導率和，接觸面積，以及接觸熱阻有關。而接觸熱阻的倒數即為接觸熱導係數。

重要性

大部份實驗確定的接觸熱阻值在0.000005和0.0005 m2 K/W之間（其對應接觸熱導在200,000至2000 W/m2 K之間）。要知道接觸熱阻對整體的影響大不大，可以比較系統中各層熱阻的大小，再和接觸熱阻比較。若系統是良好熱導體（例如金屬）組成，接觸熱阻的影響很大，甚至是決定整體的熱阻，但若是針對隔熱材質，接觸熱阻就可以忽略[2]。 在許多應用中，接觸熱導都是重要的參數，大部份是因為許多物理系統是由多個材料所組成的。以下是一些接觸熱導很重要的應用[3][4][5]。

參考資料
  1. Holman, J. P. . McGraw-Hill. 1997.
  2. Çengel. .
  3. Fletcher, L. S. . Journal of Heat Transfer. November 1988, 110 (4b): 1059–1070. Bibcode:1988ATJHT.110.1059F. doi:10.1115/1.3250610.
  4. Madhusudana, C. V.; Ling, F. F. . Springer. 1995.
  5. Lambert, M. A.; Fletcher, L. S. . Journal of Heat Transfer. November 1997, 119 (4): 684–690. doi:10.1115/1.2824172.
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