试述材料热传导的物理机制,金属、陶瓷和透明材料的热传导机制有何区别?
热传导过程就是材料内部的能量传输过程。在固体中能量传输的载体可以有自由电子、声子(点阵波)与光子(电磁辐射),因此,固体的导热分为电子导热、声子导热和光子导热。对于纯金属而言,电子散射为其基本机制,在合金中声子导热比重将加强。而在绝缘体中几乎只存在声子导热这一种机制。通常在低温和室温条件下不用考虑光子导热,因为光子导热的贡献只是在高温下才比较明显。金属的导热主要贡献来自于电子导热,如果点阵是完整的没有缺陷而且没有热运动引起的偏离,电子运动将不受阻碍,即自由程为无穷大,电子热导率也将为无穷大,然而因为存在杂质引起的弹性畸变、位错、晶界等缺陷,点阵原子热运动等,电子导热受到这些散射机制的影响将十分复杂,通过近似计算得知,金属中电子与声子热导率贡献之比为λe/λ1≈30,因此热导率的贡献主要来自于电子导热。陶瓷属于绝缘体,与金属不一样在于,其热导率几乎完全来自于声子导热,基本没有电子导热的贡献。同样可以得到λ金属/λ绝缘体≈30,因为金属点阵上正离子所起的导热作用与绝缘体中的情形大致相同。透明材料导热的不同在来自于光子导热所占的比重。对于介质中辐射传热过程,可以定性的解释为:任何温度下的物体,既能够射出一定频率的射线,同样也能吸收类似的射线。在热稳定状态,介质中任一体积元平均辐射的能量与吸收的能量相等,当介质中存在温度梯度时,相邻体积元之间,温度高的辐射的能量大,吸收的能量小;温度低的体积元正好相反,吸收大于辐射,因此产生能量传递,热量从高温区向低温区传递。透明材料对光子导热的热阻很小,光子平均自由程很大,在不算太高的温度下,光子导热就很明显,而不透明的陶瓷则正好相反,需要很高的温度光子导热才明显。
举一反三
内容
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各种经济理论对货币政策的传导机制有不同看法,归纳起来货币政策的传导机制主要包括( )。Ⅰ.利率传导机制Ⅱ.信用传导机制Ⅲ.资产价格传导机制Ⅳ.汇率传导机制 A: Ⅲ、Ⅳ B: Ⅱ、Ⅲ C: Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ D: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
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货币政策的传导机制包括( )。 Ⅰ.利率传导机制 Ⅱ.信用传导机制 Ⅲ.资产价格传导机制 IV.汇率传导机制 A: Ⅲ、Ⅳ B: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ C: Ⅱ、Ⅲ D: Ⅰ、Ⅱ
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热空气加热能利用()直接将热量()到原料表体。 A: 热辐射;辐射 B: 热辐射,传导 C: 热传导;辐射 D: 热传导;传导
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高温下材料的热传导主要机制是( ) A: 声子 B: 电子 C: 原子 D: 光子
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圆筒壁的定态热传导与平壁的定态热传导有何区别?