4.3无机材料的热传导 3.化学组成 质点的原子量愈小,密度愈小,杨 氏模量愈大,德拜温度愈高,则热导率 Si 碳化物 愈大 单质具有较大的导热系数。金刚石 B MSAICaZN Ti 氧化物 Th 的热传导系数比任何其他材料都大,常 用于固体器件的基片。 5 10 30 100 300 原子量
4.3 无机材料的热传导 3. 化学组成 5 10 30 100 300 原子量 U C Si Be B MgAl ZnNi Th 碳化物 氧化物 Ca λ Ti 质点的原子量愈小,密度愈小,杨 氏模量愈大,德拜温度愈高,则热导率 愈大 单质具有较大的导热系数。金刚石 的热传导系数比任何其他材料都大,常 用于固体器件的基片
4.3无机材料的热传导 较低原子量的正离子形成的氧化物和碳化物具有较高的热传导系数,如:BO,SiC 化学组成复杂的固体具 f和MgA1204。MgAl2O4 的热传导系数比低MgO、Al2 i02莫来石比尖晶石 更低
4.3 无机材料的热传导 较低原子量的正离子形成的氧化物和碳化物具有较高的热传导系数,如: BeO,SiC 化学组成复杂的固体具有小的热传导系数。如MgO、Al2O3和MgAl2O4。MgAl2O4 的热传导系数比低MgO、Al2O3的导热系数都低,又如,2Al2O33SiO2莫来石比尖晶石 更低
4.3无机材料的热传导 固溶体的形成会降低热导率,而且取代元 素的质量和大小与基质元素相差越大,对热导 率的影响越大。 仅限于低温,高温为常数 00.000050.000.0 在MgO-NO固溶体中,当杂质浓度很低时, 杂质效应十分显著。在接近纯MgO或纯NO处, 杂质含量稍有增加,热导率便迅速下降。随着 杂质含量的增加,这个效应不断减弱。 10.0 0 20 40 60 80100 MgO体积分数%NiO
4.3 无机材料的热传导 0 20 40 60 80 100 MgO 体积分数 NiO 热传导系数 ( 卡 /秒厘米 0 C 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 固溶体的形成会降低热导率,而且取代元 素的质量和大小与基质元素相差越大,对热导 率的影响越大。 在MgO-NiO固溶体中,当杂质浓度很低时, 杂质效应十分显著。在接近纯MgO或纯NiO处, 杂质含量稍有增加,热导率便迅速下降。随着 杂质含量的增加,这个效应不断减弱。 仅限于低温,高温为常数
4.3无机材料的热传导 4.复相陶瓷的热导率 复合材料:由两相或多相材料复合而成的具有新的功能的材料。 图 0.07 体积分数较大的相为连续相 0.06 分散相均匀地分散在连续相中 0.05 0.04 100℃ 0.03 1- 400℃ 1+2Vax222+1 0.024 2和2:分别为基体相和分散 0.01 800℃ 1=.× 1-名 相的热导率 2040608010 Va:分散相的体积分数 MgSO,的体积/% 1-Va× 图4.23Mg0-Mg.SiO,系统的热导率随国 成的变化关系
4.3 无机材料的热传导 4.复相陶瓷的热导率 体积分数较大的相为连续相 复合材料:由两相或多相材料复合而成的具有新的功能的材料。 分散相均匀地分散在连续相中 1 2 1 1 1 2 1 1 2 + − − + − + = d c d c d d c d c d c V V c和d:分别为基体相和分散 相的热导率 Vd:分散相的体积分数
4.3无机材料的热传导 5.气孔 无论在高温或低温,小的气孔均阻 碍热流动,在多相多孔材料中,热传递 的模式可能以更复杂的方式随温度变化。 少量的大气孔对热导率影响较小, 而且当气孔尺寸增大时,气孔内气体会 因对流而加强传热。 气凝胶
4.3 无机材料的热传导 5.气孔 无论在高温或低温,小的气孔均阻 碍热流动,在多相多孔材料中,热传递 的模式可能以更复杂的方式随温度变化。 气凝胶 少量的大气孔对热导率影响较小, 而且当气孔尺寸增大时,气孔内气体会 因对流而加强传热