缺陷、雜質和顯微結構對物質和陶瓷材料導熱系數的影響很大，這是由介電晶體的聲子導熱機理決定的。
在完全是簡諧晶格振動的理想晶體中，不存在熱阻，聲子的平均自由程和導熱系數在數值上是無窮大的。但是，每一種實際晶體的原子排列，總存在著不完整性和不規則性，即存在各種各樣的缺陷：點缺陷如空位和間隙原子；線缺陷，如位錯；面缺陷，如晶界和相界面等。各類缺陷都是引起聲子散射的中心，因此都會減小聲子平均自由程和導熱系數。缺陷對總的陶瓷導熱系數的影響，由與倒逆過程( Umklapp Process)的平均自由程相比較的相對聲子平均自由程決定。為討論方便起見，通常把晶體的缺陷或不完整性按其大小分為原子線度的缺陷（如雜質原子和位錯）和較大尺寸的缺陷（如晶界和氣孔）。由小尺寸缺陷散射的聲子平均自由程很難計算，但是可近似地認為它與溫度無關，而與缺陷濃度有關。
晶界對導熱系數的影響，除了表現在它對聲子的散射作用外，還表現在它本身的導熱系數與晶粒內部的導熱系數的差別上。由于相鄰晶粒的位向不同，晶界的原子排列遠較晶粒內部不規則和疏松，且易于聚集雜質，因此導熱系數比晶粒內部低。對于多晶體來說，晶粒內部、晶界和氣孔的導熱系數各不相同，這三者決定了多晶體總的導熱系數。減小晶界寬度、增大晶粒尺寸以減小晶體中晶界體積的百分比，以及把晶界的非晶態轉化為晶態，都將使晶體材料總的導熱系數增大，反之則降低。
Charvat和Kingery的研究也表明，晶界對多晶體導熱系數的影響決定于晶界的寬度和它的導熱系數，而晶界寬度與晶界上的雜質含量有關。
非立方結構的多晶陶瓷，由于它的熱膨脹性能有明顯的各向異性，因此通常在晶體中存在著微裂紋，導致導熱系數減少。微裂紋的大小及數量又與晶體的熱力學有關，特別是與加熱溫度的高低有關。要建立顯微結構與導熱系數之間的定量關系式是困難的，通常通過測試來確定它對導熱系數的影響。
除了缺陷和顯微結構以外，對于透明的物質或陶瓷材料，測試導熱系數時所用的試樣的大小，也會對導熱系數的測試值有很大的影響。為此，測定透明物質的熱導試樣，一般都需要做得比較大。這樣，不同研究者在測試同一種透明物質的導熱系數時，由于所用試樣的尺寸不同，測定的導熱系數值往往不能很好地吻合。例如，高溫下玻璃的導熱系數數據就極不一致。
地址：http://m.dttpc.cn/jishu/556.html
本文“缺陷和顯微結構與陶瓷導熱系數的關系”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2019-03-16 09:40:05
科眾陶瓷是專業的工業陶瓷加工生產廠家，可來圖來樣按需定制，陶瓷加工保證質量、交期準時！
有疑問請點擊咨詢客服
- 上一頁：晶體結構與導熱系數的內在關系
- 下一頁：陶瓷成形壓力對坯體導熱系數的影響
