材料扩散
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光扩散材料的应用
光扩散材料一般是通过在透明树脂中添加光扩散剂以达到柔和光线的效果。光扩散材料包括光扩散PC和光扩散PMMA,材料具有透过率高、雾度高、耐候性好等特点,广泛应用在LED、电子电器、家电等领域。
光扩散PC材料
光扩散PC是以透明PC(聚碳酸酯)塑料为基材,添加一定比列光扩散剂以及其它助剂经过特殊工艺聚合而成的一种透光而不透明的光扩散材料颗粒。
材料优点
1、高透光、高扩散、无眩光、无光影的光学级PC原料
2、耐老化、阻燃性佳、抗紫外线性佳。
3、可挤出,也可注塑,使用方便,损耗低。
4、光源隐蔽性极佳、无光点。
5、具有高抗冲击强度。
6、适合LED灯泡、灯管、透光板、外壳等使用的LED照明灯罩专用光扩散材料。
典型牌号:SUPERSUN1102、SUPERSUN1105、SUPERSUN2102、SUPERSUN2105、SUPERSUN
FR1100、SUPERSUN 100MB
应用:LED日光灯、LED节能灯罩、LED球泡灯、LED路灯罩、LED隧道灯、LED吸顶灯、光扩散板、按钮、显示屏
光扩散PMMA材料
光扩散PMMA材料是一种透光率高、无定型的PMMA热塑性树脂,物理密度在1.19,折光参数1.49,透光率90到92%,不加紫外线吸收剂时,能透过波长270nm以上的紫外光,具备优良的光学性能。
特点:高透过率、高雾度
典型牌号:SUPERSUN3102、SUPERSUN3105、SUPERSUN4102、SUPERSUN4105、SUPERSUN300MB
应用:LED日光灯、LED节能灯罩、LED球泡灯罩、LED路灯罩、光扩散板、按钮、显示屏
常见材料的热扩散系数
随着科技日新月异,热传导成为困扰科学家们的一大问题。若要推动科学进步,除了要掌握一些有关热传导的基本理论外,也要充分理解并了解各种材料的热扩散系数的属性。热扩散系数是描述某些物体在热对流中传递能量的能力,又称传热系数或传热率。
一般而言,空气、水、铝等材料的热扩散系数为0.026;而金属材料如铜、铁和不锈钢的热扩散系数则要高得多,可分别达到400、90和13.1。对于金属材料,当温度升高时,它们的热扩散系数也会减小,从而影响热对流性能。
低导热性材料的热扩散系数也很重要,它们可以在金属和金属表面提供有效的热阻隔。低导热性材料的热扩散系数通常为0.01,其中树脂、纤维素织物和橡胶的热扩散系数在0.011到0.018之间,而陶瓷等材料均不及此值。
此外,还可以采用绝热隔断屏蔽钢筋,这样可有效降低材料的热扩散系数,常见的钢筋隔断系数达0.032,而尼龙的可以达到0.026,柔性石墨的则可达0.005,具有良好的热隔离效果。
综上所述,热扩散系数是研究热传导问题有重要意义的因素,也能够帮助我们获得更全面的热传导知识,从而系统把握整体设计。同时,不同类型的材料在不同温度下具有不同的热扩散系数,需要根据工况来分析并评估热传导特性。
第四章 固体中的扩散
物质传输的方式:
1、对流--由内部压力或密度差引起的
2、扩散--由原子性运动引起的
固体中物质传输的方式是扩散
扩散:物质中的原子或分子由于热运动而进行的迁移过程
本章主要内容:
扩散的宏观规律:扩散物质的浓度分布与时间的关系
扩散的微观机制:扩散过程中原子或分子迁移的机制
一、扩散现象
原子除在其点阵的平衡位置作不断的振动外,某些具有高能量的单个原子可以通过无规则的跳动而脱离其周围的约束,在一定条件下,按大量原子运动的统计规律,有可能形成原子定向迁移的扩散流。
将两根含有不同溶质浓度的固溶体合金棒对焊起来,形成扩散偶,扩散偶沿长度方向存在浓度梯度时,将其加热并长时间保温,溶质原子必然从左端向右端迁移→扩散。沿长度方向浓度梯时 逐渐减少,最后整个园棒溶质原
子 浓度趋于一致
二、扩散第一定律(Fick第一定律)
Fick在1855年指出:在单位时间内通过垂直于扩散方向某一单位截面积的扩散物质流量
(扩散通量)与该处的浓度梯度成正比。
数学表达式(扩散第一方程)
式中 J:扩散通量:物质流通过单位截面积的速度, 常用量钢kg·m-2·s-1 D:扩散系数,反映扩散能力,m2/S
:扩散物质沿x轴方向的浓度梯度
负号:扩散方向与浓度梯度方向相反
可见:1) , 就会有扩散
2)扩散方向通常与浓度方向相反,但并非完全如此。
适用:扩散第一定律没有考虑时间因素对扩散的影响,即J和dc/dx不随时间变化。故Fick
第一定律仅适用于dc/dt=0时稳态扩散。
实际中的扩散大多数属于非稳态扩散。
三、扩散第二定律(Fick第二定律)
多层材料的热扩散系数
多层材料的热扩散系数可以通过热传导定律来计算。热传导定律描述了热量在材料中的传递过程,其中热扩散系数是一个重要的参数。
对于多层材料,每一层都有自己的热扩散系数。在垂直传热的情况下,考虑两个相邻层之间的热传递,可以使用以下公式计算多层材料的等效热扩散系数:
1/λ_eq = Σ(d_i/λ_i)
其中,d_i 是材料第 i 层的厚度,λ_i 是第 i 层的热扩散系数。等效热扩散系数 λ_eq 反映了整个多层材料中的热传导性能。
需要注意的是,以上公式假设多层材料的热传导是沿垂直方向进行的,并且不考虑横向热传导或界面热阻对热传递的影响。实际情况中,材料之间的界面效应可能会对热传递产生影响,这需要进一步考虑,例如考虑界面热阻或接触导热的影响。
此外,应注意热扩散系数 λ 是一个材料的固有性质,它与材料的组成、结构和温度有关。因此,在计算多层材料的等效热扩散系数时,需要对每个层的材料性质和温度进行详细的分析和测量,以获得准确的结果。