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氮化铝陶瓷热导率的计算方法

文章出处:http://www.jundro.cn/wenda/318.html人气:126时间:2020-07-31

AIN氮化铝陶瓷因具有高的热导率(室温下理论热导率为319W/(mK)、低的介电常数(25℃为8.8MHz)、与Si相匹配的热膨胀系数(20-400℃时为4.3×10-6/℃)、良好的绝缘性(25℃时电阻率大于1014Ω.cm)然而,AlN陶瓷属于共价化合物,自扩散系数很小(小于10-13cm²/s),难于烧结致密,且杂质等各种缺陷的存在对其热导率亦有很大的损害。
导热机理
在AIN氮化铝陶瓷材料中,热量是由晶格振动的格波来传递的。根据量子理论,晶格振动的能量是量子化的,这种量子化的能量被称为声子。格波在晶体中传播时遇到的散射可被看作是声子与质点的碰撞,而理想晶体中的热阻可归结为声子与声子之间的碰撞,由此Debye首先引入声子的概念来解释陶瓷的热传导现象,并得出类似气体热传导的公式:

式中:λ为陶瓷的热导率,c为陶瓷的体积热容,ν为声子的平均速度,ι为声子的均自由程

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