T 越高,热阻碰撞几率就越大,平均自由程越短,热阻越大,热传导越小.这种由声 子相互碰撞散射而产生热阻是晶体中热阻的主要来源,特别在高温时更为明显

热学
1 晶格振动:晶体点阵中的质点(原子,离子)总是围绕着平衡位置作微小的振动. 2 格波:每个原子在平衡位置振动,会通过邻近原子以行波的形式在晶体中传播,这种波称 为行波,波长为 1/K.晶格中原子振动的频率ω和波矢 K 的关系,实质上就是原子振动的能 量和动量的关系. 3 光频支:反映原胞内各原子间的相对振动,能量大,频率高,在红外区.振动时 原胞的 质量中心保持不动,只是不同原子的相对振动 声 频 支 : 反 映 各 晶 胞 间 的 相 对 运 动 , 是 以 晶 胞 整 体 进 行 振 动 的 单 位.能量小,频率低,以声波的形式出现的驻波. 4 热容: 分子热运动的能量随着温度而变化的一个物理量. 物体温度升高 1K 所需要的能量: 杜隆-珀替定律:恒压下元素的原子热容为 25J/Kmol.热容是与温度无关的常数. 柯普定律:化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和. 5 固体热容的量子理论 振子的能量受到激发而占有能量的值,不是任意连续的,而是量子化的.第 n 个能级,占有 的能量是ε=nhω; 振子具有 nhω能量的几率是 e- nhω/kT (k 为波尔兹曼常数) 低温时,对热容起主要作用的是声频支. T>> θD,x 很小,ex-1=x,CV=3NkB (杜隆定律相符合) T<< θD,CV~(T/ θD)3 (德拜 T3 定律) 客观反应了晶体受热后激发出来的晶格波和温度的关系. 5 固体热膨胀机理 本质:点阵结构中的质点间平均距离随温度升高而增大. 在简谐力存在的同时还有非简谐力,造成右移. 随着物质中离子键性的增加,膨胀系数增大. 氧离子紧密堆积, 线膨胀系数较大, 因为氧紧密堆积, 相互热振动导致膨胀系数的增大. 声子与声子热导:
1 k = CV vl 3
其中:CV:单位体积中声子的比热(热容) v:声子运动的速度(即晶体内传播的声速) l :声子的平均自由程 主要由声子的平均自由程 l 决定,其大小由声子的碰撞和散射决定. 影响热传导的声子散射: 1) ,热阻碰撞过程:热阻碰撞几率为～ e
θ D / 2T
可见 T 越高,热阻碰撞几率就越大,平均自由程越短,热阻越大,热传导越小.这种由声 子相互碰撞散射而产生热阻是晶体中热阻的主要来源,特别在高温时更为明显. 2) ,点缺陷:点缺陷引起声子的散射强弱是和点缺陷大小与声子波长相对大小有关的.
λ=
θDa
T
a 为原子间距散射几率
～λ-4～T4 则: l～ T-4
CV～T3 所以:热阻～T
3) ,晶界散射: 4) ,位错引起的声子散射:
光子热导: (热辐射,即热射线的传递) 7 实验指出,平均自由程 l 值随温度的变化规律为: 低温下 l 值的上限为晶粒的线度; 高温下 l 值的下限为晶格间距. 8 热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力,所以又称为抗热震性. 抗热冲击断裂性:材料发生瞬时断裂,抵抗这种破坏的性能称为抗热冲击断裂