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最新有效散熱方式幅射散熱---石墨散熱器


發(fā)布日期：2011-04-04	閱讀：68

　　固體中的導(dǎo)熱主要是由晶格振動和自由電子的運動來實現(xiàn)的。金屬中有大量的自由電子，而且電子的質(zhì)量很輕，能很迅速的傳遞熱量，所以金屬有較大的熱導(dǎo)率。對于金屬導(dǎo)熱，晶格振動是次要的；對高聚物固體(石墨散熱器），自由電子很少，因此，高分子中原子的振動是主要的導(dǎo)熱機制。
　　假設(shè)晶格中一質(zhì)點處于較高的溫度下，它的熱振動較強烈，平均振幅也較大，而其鄰近質(zhì)點所處的溫度較低，熱振動較弱。由于質(zhì)點間存在相互作用力，振動較弱的質(zhì)點在振動較強質(zhì)點的影響下，振動加劇，熱運動能量增加。這樣，熱量就能轉(zhuǎn)移和傳遞，使整個晶體中熱量從溫度較高處傳向溫度較低處，產(chǎn)生熱傳導(dǎo)現(xiàn)象�？梢�，熱量是由晶格振動傳遞的。晶格振動存在兩種傳導(dǎo)機制，一種是光子傳導(dǎo)，在高溫下這種機制是主要的。這是由于物質(zhì)中分子、原子和電子的振動、轉(zhuǎn)動等運動狀態(tài)的改變，會輻射出頻率較高的電磁波，其中波長在0.4~40um間的可見光的近紅外光具有較強的熱效應(yīng)，稱為熱射線，其傳熱過程為熱輻射。另一種是聲子量子化的傳導(dǎo)，當(dāng)溫度不太高時是主要的，由聲子傳導(dǎo)決定的固體熱導(dǎo)率的普遍形式為……
　　由于晶格熱振動是非線性的，晶格間存在耦合作用，這會引起聲子相互碰撞，使聲子的平均自由程減小，這種聲子碰撞引起的散射是晶格中存在熱阻的主要來源。晶格中的各種缺陷、雜質(zhì)以及晶粒界面都會引起散射，也等效于聲子平均自由程的減小，降低熱導(dǎo)率。溫度升高時，聲子振動能量增加，碰撞幾率變大，平均自由程減小，引起熱導(dǎo)率降低。
　　高聚物(石墨散熱器）中以共價鍵為主，不存在自由電子，熱傳導(dǎo)主要是通過分子（或原子）相互碰撞的聲子傳導(dǎo)，因此結(jié)晶程度就對熱導(dǎo)率有重要影響。由于高聚物很難形成完整的單晶體，因此結(jié)晶或非晶高聚物的熱導(dǎo)率都不高，但結(jié)晶度高時熱導(dǎo)率也高。在高聚物中，分子內(nèi)的熱導(dǎo)率高于分子間的熱導(dǎo)率，所以分子量的增加對熱導(dǎo)率的提高有利。在取向的高分子材料中，取向方向上的熱導(dǎo)率高于垂直取向方向上的熱導(dǎo)率。在很低的溫度下，高聚物的熱導(dǎo)率隨溫度的升高而增大，當(dāng)溫度達(dá)到100K以上時，熱導(dǎo)率隨溫度的升高而下降，在0~100℃之間，不同高聚物的熱導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律不盡相同，但變化的幅度在10%以內(nèi)。


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