因?yàn)殇X基板是固體,所以只討論固體材料的導(dǎo)熱機(jī)理。對(duì)于固體來(lái)說(shuō),導(dǎo)熱主要是由晶格振動(dòng)的格波和自由電子的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;在高溫下,也可以通過(guò)光子來(lái)傳導(dǎo)熱量。銅箔和鋁基屬于金屬材料,依靠自由電子的遷移和晶格的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱的傳導(dǎo),而自由電子的遷移占了主要部分,這與其導(dǎo)電機(jī)理一致,因此,良導(dǎo)電體也是良導(dǎo)熱體,銅和鋁就屬于這一類(lèi)型。
絕緣層因?yàn)橐笥辛己玫碾娊^緣性,一般為聚合物材料,自由電子很少,導(dǎo)熱則主要是通過(guò)晶格振動(dòng)(格波)完成,也稱(chēng)為聲子導(dǎo)熱。晶格振動(dòng)實(shí)際上是具有特定頻率和波長(zhǎng)的沿一定方向傳播的彈性波,整個(gè)系統(tǒng)由一系列相互獨(dú)立的諧振子構(gòu)成。按照量子力學(xué),能量是量子化的,相應(yīng)的能態(tài)En可以認(rèn)為是由n個(gè)量子相加而成，這種量子化的最小單位就是聲子。
聲子自由程是指聲子兩次碰撞之間走過(guò)的距離,平均自由程1即指的是統(tǒng)計(jì)上的聲子自由程的平均值。
在聚合物中,聲子運(yùn)動(dòng)的平均自由程比較小,因此其熱導(dǎo)率一般比較低。 |
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