1.2热的传递方式有三种:传导、对流、辐射
1.2.1铜的热传递方式主要起传导的作用;
1.2.2 铝的热传递方式为对流,要借助介质进行对流,一般与空气中的水分子(风)作用,把铝散热器表层的热量给带走;
1.2.3石墨的热传递方式为辐射,石墨随着温度的升高,在分子间的作用力之下,就像自然打开窗户一样,温度越高,石墨辐射热量的能力就越强;
晶格振动存在两种传导机制,一种是光子传导,在高温下这种机制是主要的。这是由于物质中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态的改变,会辐射出频率较高的电磁波,其中波长在0.4~40um间的可见光的近红外光具有较强的热效应,称为热射线,其传热过程为热辐射。另一种是声子量子化的传导,当温度不太高时是主要的,由声子传导决定的固体热导率的普遍形式为……由于晶格热振动是非线性的,晶格间存在耦合作用,这会引起声子相互碰撞,使声子的平均自由程减小,这种声子碰撞引起的散射是晶格中存在热阻的主要来源。晶格中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起散射,也等效于声子平均自由程的减小,降低热导率。温度升高时,声子振动能量增加,碰撞几率变大,平均自由层减小,引起热导率降低。
高聚物(石墨散热器)中以共价键为主,不存在自由电子,热传导主要是通过分子(或原子)相互碰撞的声子传导,因此结晶程度就对热导率有重要影响。由于高聚物很难形成完整的单晶体,因此结晶或非晶高聚物的热导率都不高,但结晶度高时热导率也高。在高聚物中,分子内的热导率高于分子间的热导率,所以分子量的增加对热导率的提高有利。在取向的高分子材料中,取向方向上的热导率高于垂直取向方向上的热导率。在很低的温度下,高聚物的热导率随温度的升高而增大,当温度达到100K以上时,热导率随温度的升高而下降,在0~100℃之间,不同高聚物的热导率随温度的变化规律不尽相同,但变化的幅度在10%以内。
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