化學組成(cheng)對(dui)熱(re)導(dao)的(de)影(ying)響(xiang)

不(bu)同組成(cheng)的晶(jing)體，熱(re)導(dao)率(lv)往往有(you)很(hen)大的(de)差(cha)異。這是因為構(gou)成晶(jing)體質點的大小(xiao)、性質不(bu)同，它(ta)們(men)的(de)晶(jing)格振動(dong)狀態(tai)不(bu)同，傳導(dao)熱(re)量的能(neng)力也就(jiu)不(bu)同。壹般說來，組成(cheng)元素(su)的(de)原子(zi)量愈小(xiao)、晶(jing)體的密度愈小(xiao)、楊氏模(mo)量愈大、德(de)拜溫(wen)度愈(yu)高的(de)，其熱(re)導(dao)率(lv)愈大，這樣輕(qing)元素(su)的(de)固(gu)體(ti)或(huo)有(you)大的(de)結(jie)合能(neng)的(de)固(gu)體(ti)熱(re)導(dao)率(lv)較大。如(ru)金剛(gang)石的(de)λ=1.7×10^-2W/(m▪k）；而較(jiao)重的(de)矽(gui)、儲的(de)熱(re)導(dao)率(lv)則分(fen)別(bie)為1.0×10^-2w/（m▪k）和(he)0.5×10^-2W/(m▪k）。

圖4.1-21石英(ying)與(yu)石英(ying)玻璃(li)熱(re)導(dao)率(lv)與(yu)溫(wen)度關(guan)系(xi)

    圖4.1-22表示出(chu)某(mou)些氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)碳化(hua)物(wu)中陽離(li)子(zi)的原(yuan)子(zi)量與(yu)熱(re)導(dao)率(lv)的關(guan)系(xi)。可以看(kan)到(dao)，凡(fan)是陽離(li)子(zi)的原(yuan)子(zi)量較小(xiao)的，即與(yu)氧(yang)或(huo)碳(tan)的(de)原子(zi)量相近的氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)碳化(hua)物(wu)，其(qi)熱(re)導(dao)率(lv)比陽離(li)子(zi)原子(zi)量較大的(de)要(yao)大些，因此在氧(yang)化(hua)物(wu)陶(tao)瓷(ci)中Be0具(ju)有大的(de)熱(re)導(dao)率(lv)。

    晶(jing)體中存在的(de)各種缺陷(xian)和(he)雜質(zhi)，會(hui)導(dao)致(zhi)聲子(zi)的散射(she)，降低聲(sheng)子(zi)的平(ping)均自由(you)程，使(shi)熱(re)導(dao)率(lv)變小(xiao)。固(gu)溶體的(de)形(xing)成(cheng)同樣也(ye)降低熱(re)導(dao)率(lv)，同時取(qu)代元素(su)的(de)質量、大小(xiao)，與(yu)原(yuan)來基(ji)質(zhi)元素(su)相(xiang)差愈(yu)大，以(yi)及(ji)取代後結合力方(fang)面(mian)改(gai)變愈大，則對(dui)熱(re)導(dao)率(lv)的影(ying)響(xiang)愈大，這種影(ying)響(xiang)在低溫(wen)時隨著(zhe)溫(wen)度的(de)升高(gao)而加劇(ju)，但(dan)當(dang)溫(wen)度大約(yue)比(bi)德(de)拜溫(wen)度的(de)壹半(ban)高(gao)時，開始與(yu)溫(wen)度無(wu)關(guan)。這是因為極(ji)低溫(wen)度下聲(sheng)子(zi)傳導(dao)的(de)平均波(bo)長遠(yuan)大於(yu)點(dian)缺陷(xian)的(de)線度(du)。

所(suo)以(yi)並(bing)不(bu)引起散射(she)。隨著(zhe)溫(wen)度升(sheng)高平(ping)均波(bo)長減(jian)小(xiao)，散射(she)增加，在接近點(dian)缺陷(xian)線(xian)度後(hou)散射(she)達(da)到(dao)了(le)大值(zhi)，此後(hou)溫(wen)度再(zai)升高(gao)，散射(she)已無(wu)多少變化，而變成與(yu)溫(wen)度無(wu)關(guan)了(le)。

圖4.1-22氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)碳化(hua)物(wu)中陽離(li)子(zi)的原(yuan)子(zi)量與(yu)熱(re)導(dao)率(lv)的關(guan)系(xi)

圖4.1-23表示了(le)MgO-NiO固(gu)溶體在不(bu)同溫(wen)度下與(yu)組(zu)成(cheng)的(de)關(guan)系(xi)。可以看(kan)到(dao)在雜(za)質濃度很(hen)低時，雜(za)質效(xiao)應(ying)是十(shi)分(fen)顯(xian)著的(de)，所(suo)以(yi)在接近純(chun)MgO或純(chun)NiO處(chu)，雜質(zhi)含(han)量稍(shao)有(you)增(zeng)加，λ值(zhi)迅速下降(jiang)，隨著(zhe)雜質(zhi)含(han)量的不(bu)斷增加，雜質(zhi)效(xiao)應(ying)也(ye)不(bu)斷緩和(he)。另外(wai)從(cong)圖中可以看(kan)到(dao)雜(za)質效(xiao)應(ying)在473K的情(qing)況(kuang)下比(bi)1273K要強(qiang)，倘是在低於(yu)室溫(wen)下，雜(za)質(zhi)效(xiao)應(ying)會(hui)強(qiang)烈得多(duo)。