影響陶瓷材料導熱系數的主要因素分析

凡是影響聲子平均自由程的因素，都將影響導熱陶瓷系數的大小。材料的化學組分越復雜、雜質含量越多，它的導熱系數降低得越明顯。這是因為第二組分和雜質的加入，破壞了晶體的完整性，容易引起或產生晶格的歪扭、畸變和錯位，使晶體結構變得復雜。于是原來晶格中產生一種類似熱運動附加的“擾亂”，從而引起聲子的散射增加。非簡諧振動加劇，使聲子平均自由程減小，導熱性能降低。同樣晶體結構復雜的材料，聲子的散射加劇，導熱性能也減小；氣孔能引起聲子的散射，氣孔內的氣體導熱系數很小，因此氣孔率越大的材料，導熱性能越差。各類缺陷、如點缺陷、線缺陷、面缺陷，都是引起聲子散射的中心，因此都會減小聲子的平均自由程，從而使導熱率下降。在影響導熱系數的諸因素中，氣孔率和溫度在給定的礦物組成下，對導熱系數的影響尤為明顯，下面主要討論溫度對導熱系數的影響：

溫度是影響導熱系數的一個最基本，也是最重要的因素。對于純晶體材料，從上面所介紹的六個理論方程中，均可得到導熱系數與絕對溫度成反比。這是由于溫度越高，導致產生更多的非簡諧振動，從而降低了聲子的平均自由程，因此導熱系數下降。

由于玻璃體的平均自由程很小，所以其導熱系數對溫度的依賴關系有所不同。在室溫以上，玻璃體的聲子平均自由程基本上可以認為是一常數，因此其導熱系數隨熱容量增加而成比例增加。

陶瓷材料導熱系數與溫度的關系

陶瓷是晶體和玻璃體的結合物，所以它們的導熱系數與溫度的關系就要根據其所含晶體礦物與玻璃相對比例而定。本節對幾種代表性瓷坯在不同溫度下的導熱系數進行了測定，并計算了各陶瓷毛坯的晶相和玻璃體的組成，得到了不同的K-T曲線。對于晶相含量高的高石英瓷，其導熱系數值較大，且隨溫度升高呈線性下降。而其他幾種晶相與玻璃相含量相差不大的瓷坯，其導熱系數隨溫度升高而呈線性增加

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本文“影響陶瓷材料導熱系數的主要因素分析”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2015-05-28 14:37:39
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