c.声子平均自由程1随温度升 高而降低。实验表明,低温下1值 的上限为晶粒的线度,高温下1值 的下限为晶格间距。(图4.13) Berman 0.1E ELL上1L d.例如Al,03在低温40k处,2值 020406080100 T/K 出现极大值,见图4.14。 0.1 2.显微结构的影响(micro- ·Berman(l95I) 。Lce和Kingery(l960)铂箔界面 structure) 0.01 。Lc和Kingery(1960),石量界面 0 200400600800100012001400 T/K (1)结晶构造的影响 图3.9 氧化铝单晶的热导率随 温度的变化
c. 声子平均自由程 l 随温度升 高而降低。实验表明,低温下l 值 的上限为晶粒的线度,高温下l 值 的下限为晶格间距。(图4.13) d. 例如Al2O3在低温40k处,λ值 出现极大值,见图4.14。 2 . 显微结构的影响 ( microstructure) (1)结晶构造的影响
声子传导与晶格振动的非谐 0.036 性有关,晶体结构愈复杂,晶格 0.032 0.028 振动的非谐性程度愈大,格波受 到的散射愈大,因此,声子平均 。 0.020 自由程较小,热导率较低,见图 0.012 4.15。 0.008 >(2)各向异性晶体的热导率 0.004 0.0001 02468101214 非等轴晶系的晶体热导率呈 T×100/℃ 图3.10校正到理论密度后的多晶 各向异性。温度升高,晶体结构 氧化物的热导率曲线 总是趋于更好的对称。因此,不 1.Ca0;2.尖晶石;3.Ni0: 4.莫来石5.悟英石;6.Ti02; 同方向的差异变小。 7.橄榄石:8.Zr02(稳定)
声子传导与晶格振动的非谐 性有关,晶体结构愈复杂,晶格 振动的非谐性程度愈大,格波受 到的散射愈大,因此,声子平均 自由程较小,热导率较低,见图 4.15。 (2)各向异性晶体的热导率 非等轴晶系的晶体热导率呈 各向异性。温度升高,晶体结构 总是趋于更好的对称。因此,不 同方向的λ差异变小
>(3)多晶体与单晶体 的热导率 0.04 由于多晶体中晶粒尺寸 0.0 单晶Ti02 小、晶界多、缺陷多、杂 平行于c轴单晶A仙,0, 多晶A1203 o晶粒尺寸为17um g晶粒尺寸为9μm 质也多,声子更易受到散 oo 射,它的1小得多,因此 助0.0叶 单晶Ti02垂直于c轴 单晶CaF2 ◆多晶Ti02 入小,故对于同一种物质, 多晶CaF228um 20040060080010001200 多晶体的热导率总是比单 T/℃ 图3.11几种不同晶型的无机材料热导率与温度的关系 晶小。见图4.16
(3)多晶体与单晶体 的热导率 由于多晶体中晶粒尺寸 小、晶界多、缺陷多、杂 质也多,声子更易受到散 射,它的 l 小得多,因此 λ小,故对于同一种物质, 多晶体的热导率总是比单 晶小。见图4.16