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氮化鋁陶瓷熱導率的計算方法

文章出處:http://www.cvkoa.com/wenda/318.html人氣:364時間:2020-07-31

AIN氮化鋁陶瓷因具有高的熱導率(室溫下理論熱導率為319W/(mK)、低的介電常數(25℃為8.8MHz)、與Si相匹配的熱膨脹系數(20-400℃時為4.3×10-6/℃)、良好的絕緣性(25℃時電阻率大于1014Ω.cm)然而,AlN陶瓷屬于共價化合物,自擴散系數很小(小于10-13cm²/s),難于燒結致密,且雜質等各種缺陷的存在對其熱導率亦有很大的損害。
導熱機理
在AIN氮化鋁陶瓷材料中,熱量是由晶格振動的格波來傳遞的。根據量子理論,晶格振動的能量是量子化的,這種量子化的能量被稱為聲子。格波在晶體中傳播時遇到的散射可被看作是聲子與質點的碰撞,而理想晶體中的熱阻可歸結為聲子與聲子之間的碰撞,由此Debye首先引入聲子的概念來解釋陶瓷的熱傳導現象,并得出類似氣體熱傳導的公式:

式中:λ為陶瓷的熱導率,c為陶瓷的體積熱容,ν為聲子的平均速度,ι為聲子的均自由程

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