アルミニウム合金の熱伝導率と膨張率

アルミニウム合金はその優れた熱伝導性で有名であり、効率的な熱伝達を必要とする用途に理想的です。アルミニウム合金の熱伝導率は、特定の合金組成にもよりますが、通常120から235W/m・Kの範囲です。比較のため、純アルミニウムの室温での熱伝導率は約235W/m・Kです。

この高い熱伝導性により、アルミニウム合金は熱を素早く放散させることができ、自動車、航空宇宙、電子機器など様々な産業におけるヒートシンク、ラジエーター、その他の熱管理部品に適しています。

しかし、アルミニウム合金の高い熱伝導率は、比較的高い熱膨張係数（CTE）を伴います。ほとんどのアルミニウム合金のCTEは、20～25μm/m・K（ミクロン毎メートル毎ケルビン）です。これは、温度が1℃上昇するごとに、アルミニウム部品は長さ1メートルあたり約20～25ミクロン膨張することを意味します。

アルミニウム合金の熱膨張特性は、特に寸法安定性が重要な用途や、アルミニウム部品が異なる膨張率を持つ材料と接する用途において、設計およびエンジニアリングにおける重要な考慮事項です。エンジニアは、特に温度変化の激しい環境において、アセンブリの応力、反り、または破損を防ぐために、この膨張を考慮する必要があります。

アルミニウム合金の熱特性に関して考慮すべきいくつかの重要なポイントがあります：

1. 合金の組成は、熱伝導率と膨張率の両方に大きく影響する。
2. 熱処理や製造工程によって、これらの特性がわずかに変化することがある。
3. 高い熱伝導率と膨張率の組み合わせは、多くの用途で慎重な設計を必要とする。
4. 場合によっては、良好な熱伝達特性を維持しながら熱膨張の影響を緩和するために、複合材料や特殊コーティングを使用することもある。