淺談導熱陶瓷的熱傳導機制

固態材料的熱量是靠自由電子運動與晶格振動所傳導。而晶格振動能量的量子化稱之為聲子。

k=ke+kp

其中,k :固態材料的熱傳導係數,ke :自由電子的熱傳導係數,kp :聲子的熱傳導係數。

在導熱陶瓷中,自由電子的熱傳導貢獻可以忽略,因此聲子的熱傳導是主要的因子。

影響導熱陶瓷的聲子的熱傳導特性有以下幾點:

(1)結晶性 :結晶性高,非諧和的振動與聲子界面散射會較少,導熱能力較好。而單晶導熱比多晶來的好 。

(2)晶粒大小 :晶粒越大,聲子界面散射會較少,導熱能力較好。

(3)粉體的大小 :一般來說粉體越大,聲子界面散射會較少,導熱能力較好。

(4)粉體表面平滑度 :粉體表面越平滑,聲子平均自由徑較短,導熱能力較好。

(5)緻密度 :陶瓷緻密度越高,代表孔隙較少(空氣導熱性差),導熱能力較好。

(6) 陶瓷的種類:陶瓷材料種類不同,導熱能力也不同。

(7)晶型 :同種類材料中,密度較高的晶型 ,一般來說有較好的導熱能力。具有異方性晶形,導熱係數有會有異方性。

(8)對樹脂的親和力 :對樹脂與陶瓷複合材料來說,樹脂與陶瓷的親和力越好,導熱能力越好。

(9)雜質的影響:視雜質種類與含量而定。

(10)導熱網絡的完整性。