由于在固體材料中熱傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和過程是很復(fù)雜的的過程中,對(duì)于熱導(dǎo)率的定量分析顯得十分困難,因此下面對(duì)影響熱導(dǎo)率的一些主要因素進(jìn)行定性地討論狀況。今天主要看一下溫度對(duì)導(dǎo)熱的影響
由式(4.1-51)可知範圍和領域,在以聲子導(dǎo)熱為主的溫度區(qū)間,決定熱導(dǎo)率的因素有材料的熱容C要求、聲子的平均速度v。自由程l。其中v通巢粩喟l展?煽醋鞒?shù)便利性,只有在溫度較高時(shí),由于介質(zhì)的結(jié)構(gòu)松弛和蠕變非常重要,使介質(zhì)的彈性模量迅速下降實事求是,才使v減小,如對(duì)一些多晶氧化物測(cè)得在溫度高于1000~1300K時(shí)就出現(xiàn)這一效應(yīng)。熱容C與溫度的關(guān)系是已經(jīng)知道的結構,在低溫下它與T3成比例空間廣闊,在超過德拜溫度以后的較高溫度上趨于一恒定值。聲子平均自由程l隨溫度的變化效果,類似于氣體分子運(yùn)動(dòng)中的情況,隨著溫度升高l值降低。實(shí)驗(yàn)指出服務水平,l值隨溫度的變化規(guī)律是:低溫下l值的上限為晶粒的線度線上線下,高溫下l值的下限為晶格間距。不同組成的材料能力建設,具體的變化速率不一知識和技能,但隨溫度升高l減小的規(guī)律一致。
圖4.1-19Al2O3單晶的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系
圖4.1-19是氧化鋁的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系曲線醒悟,在很低溫度時(shí)聲子的平均自由程l增大到晶粒的大羞M行部署。ù藭r(shí)邊界效應(yīng)是主要的),達(dá)到了上限新模式,因此l值基本上無多大變化重要作用,而熱容Cv在低溫下與溫度的三次方成正比,因此λ也近似與T3成比例地變化品質。隨著溫度的升高提供了遵循,λ迅速增大,然而隨著溫度繼續(xù)升高能運用,l值要減小,Cv隨T的變化也不再與T3成比例參與水平,而要逐漸緩和講理論,并在德拜溫度以后,Cv趨于一恒定值智能設備,而l值因溫度升高而減小提供深度撮合服務,成了主要因素,因此λ隨溫度升高而迅速減小競爭力,這樣在某個(gè)低溫處(~40K)λ值出現(xiàn)了*大值最為突出。高溫度后,由于Cv已基本上無變化特點,l值也逐漸趨于它的下限,所以溫度的變化又變得緩和了。在達(dá)到1600K的高溫后λ值又有少許回升意見征詢,這就是高溫輻射傳熱帶來的影響組成部分。高溫會(huì)使金屬的遷移率和熱導(dǎo)率降低,但是高溫也將增加電子的能量,使熱量得以通過點(diǎn)陣運(yùn)動(dòng)被傳導(dǎo)高效化,故金屬的熱導(dǎo)率往往先隨溫度升高而降低大大提高,保持恒定或稍有下降后稍許上升。
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