凡是影响声子平均自由程的因素,都将影响导热陶瓷系数的大小。材料的化学组分越复杂、杂质含量越多,它的导热系数降低得越明显。这是因为第二组分和杂质的加入,破坏了晶体的完整性,容易引起或产生晶格的歪扭、畸变和错位,使晶体结构变得复杂。于是原来晶格中产生一种类似热运动附加的“扰乱”,从而引起声子的散射增加。非简谐振动加剧,使声子平均自由程减小,导热性能降低。同样晶体结构复杂的材料,声子的散射加剧,导热性能也减小;气孔能引起声子的散射,气孔内的气体导热系数很小,因此气孔率越大的材料,导热性能越差。各类缺陷、如点缺陷、线缺陷、面缺陷,都是引起声子散射的中心,因此都会减小声子的平均自由程,从而使导热率下降。在影响导热系数的诸因素中,气孔率和温度在给定的矿物组成下,对导热系数的影响尤为明显,下面主要讨论温度对导热系数的影响:
温度是影响导热系数的一个最基本,也是最重要的因素。对于纯晶体材料,从上面所介绍的六个理论方程中,均可得到导热系数与绝对温度成反比。这是由于温度越高,导致产生更多的非简谐振动,从而降低了声子的平均自由程,因此导热系数下降。
由于玻璃体的平均自由程很小,所以其导热系数对温度的依赖关系有所不同。在室温以上,玻璃体的声子平均自由程基本上可以认为是一常数,因此其导热系数随热容量增加而成比例增加。
陶瓷材料导热系数与温度的关系
陶瓷是晶体和玻璃体的结合物,所以它们的导热系数与温度的关系就要根据其所含晶体矿物与玻璃相对比例而定。本节对几种代表性瓷坯在不同温度下的导热系数进行了测定,并计算了各陶瓷毛坯的晶相和玻璃体的组成,得到了不同的K-T曲线。对于晶相含量高的高石英瓷,其导热系数值较大,且随温度升高呈线性下降。而其他几种晶相与玻璃相含量相差不大的瓷坯,其导热系数随温度升高而呈线性增加
地址:http://www.taocibang.cn/bangzhu/561.html
本文“影响陶瓷材料导热系数的主要因素分析”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2015-05-28 14:37:39
科众陶瓷是专业的工业陶瓷加工生产厂家,可来图来样按需定制,陶瓷加工保证质量、交期准时!
- 上一页:陶瓷材料微观结构及焙烧程度对导热系数的影响
- 下一页:陶瓷法兰减速机法兰