三、影响热导率的因素 由于无机材料中热传导机构和过程是很复杂的, 下面只定性讨论(qualitative analysis)热导率的主要 因素: 1.温度(temperature). a.在温度不太高的范围内,主要是声子传 导=Col。 b.热容C在低温下与T3成正比,所以也近似与T3 成正比
三、影响热导率的因素 由于无机材料中热传导机构和过程是很复杂的, 下面只定性讨论(qualitative analysis)热导率的主要 因素: 1.温度(temperature) a. 在温度不太高的范围内,主要是声子传 导 。 b. 热容C在低温下与T3成正比,所以λ也近似与T3 成正比。 Cl 3 1 =
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 10 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) d.例如A203在低温40k处,值 581 Berman 0.1 02006080100 T/K 出现极大值,见图4.14。 0.1 2.显微结构的影响(micro structure) ·Berman(195) 。Lce和Kingery(1960)铂箔界面 0.01 Lce和Kingery(I960石题界面 >(1)结晶构造的影响 0200400600800100012001400 T/K 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 024 到的散射愈大,因此,声子平均 0.020 0.016 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 0.000L 024681012i4 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λ差异变小。 7.橄榄石;8.202(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