材料導熱的基本理論

氣體的傳熱是依靠分子的碰撞來實現(xiàn)的，在固體中構(gòu)成晶體的質(zhì)點都處在一定位置上，相互間有一恒定的距離，質(zhì)點只能在平衡位置附件作微振動，而不能像氣體分子那樣雜亂地自由運動，所以也不能像氣體那樣依靠質(zhì)點間的直接碰撞來傳遞熱能。固體中的導熱主要是由晶格振動的格波和自由電子的運動來實現(xiàn)。在金屬中由于有大量的自由電子，而且電子的質(zhì)量很輕，所以能迅速地實現(xiàn)熱量的傳遞，因此金屬一般都具有較大的熱導率（晶格振動對金屬導熱也有貢獻，只是相比起來是次要的），但在無機非金屬晶體如一般離子晶體的晶格中，自由電子極少，所以晶格振動是它們的主要導熱機構(gòu)。

   現(xiàn)假設(shè)晶格中一質(zhì)點處于較高的溫度狀態(tài)下，熱振動較強烈，而它的鄰近質(zhì)點所處的溫度較低，熱震動較弱。由于質(zhì)點間存在相互作用力，振動較弱的質(zhì)點在振動較強的質(zhì)點的影響下，振動就會加劇，熱振動能量也就增加，所以熱量就能轉(zhuǎn)移和傳遞，使整個晶體中熱量會從溫度較高處傳向溫度較低處，產(chǎn)生熱傳導現(xiàn)象。加入系統(tǒng)是熱絕緣的，當然振動較強的質(zhì)點，也要受到鄰近振動較弱的質(zhì)點的牽制，振動會減弱下來，使整個晶體終趨于平衡狀態(tài)。在上述的過程中科院看到熱量是依靠晶格振動的格波來傳遞的。