熱設計や材料選定の際に欠かせない指標が「熱伝導率」です。
銅やアルミなどの金属はもちろん、最近ではグラファイトや窒化ケイ素など、高熱伝導の非金属材料も注目されています。
本記事では、代表的な金属・樹脂・セラミックス材料の熱伝導率データを一覧で整理し、
放熱・断熱設計や材料比較の際に役立つ基礎情報をまとめました。
熱伝導率とは?基本の定義と単位
熱伝導率(Thermal Conductivity, λ)は、熱がどれだけ伝わりやすいかを示す物性値で、単位は W/m・K(ワット毎メートル・ケルビン)で表されます。
値が大きいほど熱を伝えやすく、放熱材やヒートシンクでは高い値が求められます。
一方、断熱材ではできるだけ小さい値が理想的です。

注意して頂きたいのが、工業用材料の場合、強度や加工性や耐食性を上げるために、
色々な成分が入っています。不純物ですね。
熱伝導率や熱伝導率の温度測定が低くなる方向に変わる場合があるので、
熱伝導率が重要な用途では注意したほうが良いです。
ベテルに依頼して測定して頂いても良いかもしれません。
樹脂・高分子材料の熱伝導率一覧

金属材料の熱伝導率一覧(代表値)
材料名 熱伝導率 [W/m·K] 備考
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
銅(Cu) 約390 高熱伝導。電気・電子部品で広く使用
銅(Cu) 約390 高熱伝導。電気・電子部品で広く使用
アルミニウム(Al) 約230 軽量で加工性良好。ヒートシンク用途
鉄(Fe) 約80 機械構造用。熱伝導は中程度
ステンレス(SUS304) 約16 耐食性重視だが熱伝導は低い
銀(Ag) 約430 金属中で最も高いが高価
チタン(Ti) 約22 強度と耐食性重視の構造材
※温度や純度により値は変動します。
注意して頂きたいのが、工業用材料の場合、強度や加工性や耐食性を上げるために、
色々な成分が入っています。不純物ですね。
熱伝導率や熱伝導率の温度測定が低くなる方向に変わる場合があるので、
熱伝導率が重要な用途では注意したほうが良いです。
ベテルに依頼して測定して頂いても良いかもしれません。
樹脂・高分子材料の熱伝導率一覧
材料名 熱伝導率 [W/m·K] 備考
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
ポリエチレン(PE) 約0.4 一般的な樹脂。低熱伝導
ポリカーボネート(PC) 約0.2 光学用途など
エポキシ樹脂 約0.2 封止材・接着用途で広く使用
熱伝導性フィラー入り樹脂 1〜10 AlN, BN, グラファイトなどで高熱伝導化
→ 樹脂単体は低いですが、充填材の配合により大幅に向上します。
ただし、充填剤の配合量に比例して熱伝導率が向上するわけでもなく、
実測して頂くのが良いでしょう。
ただし、充填剤の配合量に比例して熱伝導率が向上するわけでもなく、
実測して頂くのが良いでしょう。
セラミックス・炭素系材料の熱伝導率一覧
材料名 熱伝導率 [W/m·K] 備考
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
アルミナ(Al₂O₃) 約25 絶縁性あり。電子基板用途
窒化アルミニウム(AlN) 約150 高熱伝導・絶縁性両立
窒化ケイ素(Si₃N₄) 約90 機械的強度・耐熱性に優れる
グラファイト(シート含む) 100〜1600(面内方向) 異方性大。放熱シート用途
ダイヤモンド 約2000 最高レベルの熱伝導率
熱伝導率データを活用する際の注意点
温度依存性:熱伝導率は温度上昇とともに変化します。
方向性(異方性):グラファイトなどは方向により値が大きく異なります。
測定条件:測定法(定常法/非定常法)によって結果が異なる場合があります。
したがって、カタログ値や文献値を直接比較する際には、条件をそろえることが重要です。
熱伝導率測定のご相談や受託測定は株式会社ベテル ハドソン研究所まで!
https://hrd-thermal.jp/contact/
まとめ
金属は一般に高い熱伝導率を示し、放熱設計に適する。
樹脂は低いが、フィラー配合で改善可能。
セラミックスは絶縁+高熱伝導を両立できる材料として注目。
材料選定や評価を行う際は、測定法や試料条件を確認したうえで比較することが重要です。
熱伝導率測定のご相談や受託測定は株式会社ベテル ハドソン研究所まで!
https://hrd-thermal.jp/contact/