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不(bù)同組成的晶體(tǐ),熱(rè)導(dǎo)率(shuài)往往有(yǒu)很(hěn)大(dà)的差異。這是因(yīn)為構(gòu)成晶體質點(diǎn)的(dí)大小,性質(zhì)不(bù)同,它(tā)們(mén)的晶格(gé)振(zhèn)動狀態(tài)不同,傳導熱量(liáng)的能(néng)力(lì)也(yě)就(jiù)不(bù)同。一(yī)般(bān)說來,組(zǔ)成元(yuán)素(sù)的原(yuán)子量愈小,晶體的密(mì)度(dù)愈小(xiǎo),楊(yáng)氏模(mó)量(liáng)愈大(dà),德拜溫度(dù)愈高(gāo)的(dí),其(qí)熱(rè)導(dǎo)率愈大,這(zhè)樣(yàng)輕(qīng)元素的固(gù)體或有大的(dí)結合能(néng)的(dí)固(gù)體熱導率較大(dà)。如(rú)金剛(gāng)石(shí)的λ=1.7×10-2W/(m▪k);而較重(zhòng)的矽(guī),儲的熱導(dǎo)率(shuài)則(zé)分別(bié)為(wéi)1.0×10-2w/(m▪k)和(hé)0.5×10-2W/(m▪k)。
圖4.1-21石(shí)英與石英玻(bō)璃(lí)熱(rè)導率與(yǔ)溫(wēn)度關係
圖4.1-22表示出某些(xiē)氧(yǎng)化(huà)物和碳化(huà)物(wù)中(zhōng)陽(yáng)離子(zǐ)的原子(zǐ)量與(yǔ)熱(rè)導(dǎo)率(shuài)的(dí)關(guān)係。可(kě)以(yǐ)看到(dào),凡是陽離(lí)子的原子量(liáng)較小的,即與(yǔ)氧或碳(tàn)的原(yuán)子(zǐ)量相近的(dí)氧(yǎng)化(huà)物(wù)和碳(tàn)化(huà)物(wù),其熱(rè)導率比(bǐ)陽(yáng)離(lí)子原子(zǐ)量(liáng)較大(dà)的(dí)要大些,因(yīn)此在氧化物陶(táo)瓷(cí)中(zhōng)Be0具(jù)有(yǒu)大(dà)的熱導(dǎo)率(shuài)。
晶(jīng)體(tǐ)中(zhōng)存在(zài)的(dí)各種缺(quē)陷和(hé)雜(zá)質,會(huì)導(dǎo)致(zhì)聲(shēng)子(zǐ)的散射,降低聲(shēng)子的(dí)平均(jūn)自(zì)由程,使熱(rè)導(dǎo)率(shuài)變(biàn)小。固溶體的形成同(tóng)樣(yàng)也降低熱導(dǎo)率,同(tóng)時取代(dài)元素(sù)的(dí)質量,大(dà)小,與原來基(jī)質(zhì)元(yuán)素相差愈(yù)大(dà),以(yǐ)及取(qǔ)代後結(jié)合(hé)力方(fāng)麵改(gǎi)變(biàn)愈(yù)大,則(zé)對熱(rè)導(dǎo)率(shuài)的(dí)影響愈大,這(zhè)種影(yǐng)響在(zài)低(dī)溫(wēn)時(shí)隨著(zhuó)溫度的升高而加劇,但(dàn)當溫(wēn)度(dù)大(dà)約比德拜(bài)溫度(dù)的(dí)一半高時,開(kāi)始與(yǔ)溫(wēn)度無關。這(zhè)是(shì)因為(wéi)極(jí)低溫度下聲(shēng)子傳導的(dí)平均(jūn)波(bō)長遠大(dà)於(yú)點缺(quē)陷的綫(xiàn)度。
所(suǒ)以並不引(yǐn)起(qǐ)散(sàn)射。隨(suí)著溫度升高平均波長減(jiǎn)小(xiǎo),散(sàn)射(shè)增(zēng)加,在(zài)接(jiē)近(jìn)點(diǎn)缺(quē)陷(xiàn)綫(xiàn)度(dù)後散(sàn)射(shè)達(dá)到了(liǎo)大值,此(cǐ)後溫(wēn)度再升高,散射已(yǐ)無多少(shǎo)變化,而(ér)變成與溫(wēn)度無關了。
圖(tú)4.1-22氧化(huà)物和碳化(huà)物(wù)中陽離子(zǐ)的原(yuán)子量與熱導率的關(guān)係(xì)
圖4.1-23表示(shì)了MgO-NiO固溶體在(zài)不同溫(wēn)度下與(yǔ)組成(chéng)的(dí)關係。可以(yǐ)看到在(zài)雜質(zhì)濃(nóng)度很低時,雜質(zhì)效應(yīng)是十分(fēn)顯著(zhù)的,所以(yǐ)在接近純MgO或純NiO處(chǔ),雜(zá)質含量稍(shāo)有增加,λ值(zhí)迅速(sù)下(xià)降(jiàng),隨著雜(zá)質(zhì)含量的(dí)不(bù)斷(duàn)增加,雜質(zhì)效應(yīng)也不斷(duàn)緩和。另(lìng)外從圖中可(kě)以看(kàn)到(dào)雜(zá)質(zhì)效應在(zài)473K的(dí)情(qíng)況下(xià)比(bǐ)1273K要(yào)強,倘是在低(dī)於室溫下,雜質(zhì)效應會(huì)強(qiáng)烈(liè)得(dé)多(duō)。

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