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风行者mj

金虫 (小有名气)

[求助] 关于降低热导率的一些疑虑

本人目前对热电材料研究不深,在学习过程中遇到了一些关于降低热导率的疑惑,希望有高手能指点一二。

目前降低材料热导率的方法主要是采用点缺陷散射以及纳米化的晶界散射,这两种手段都做得比较成熟了。然而,对于热导率而言,其由密度,热扩散系数和比热容三者的乘积决定。一般而言,研究者都是针对降低热导率这个整体而开展工作的。我的问题是,由于热导率由上述三个参数决定,那么,如果从降低密度,降低热扩散系数以及降低比热容这三点分别进行研究工作,能否得到一些更好的实验想法与结果。

之所以产生上述想法,主要在是最近看到的一些文献中发现,改变实验条件后,比热容往往在一个很小的范围内变化,而热扩散系数的变化很大从而使得热导率发生明显变化。因此,想到能否分开控制比热和热扩散系数会更好。

另外,考虑到密度与机械性能和电性能关系密切,往往相对密度值应该是越大越好,所以,密度最好不要将低。目前主要对热扩散系数和比热的微观机理还是了解不够,所以提出了上述疑惑,希望能有高手帮忙指导下。
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风行者mj

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by 穿越千年 at 2013-11-24 10:02:02
首先可以肯定这是一个非常难的过程,就像电导率和Seebeck你不可能实现真正意义上的单独调控,只可能找到一个最合适的状态使得功率因子增大。由于电导率和Seebeck有在一定的前提下的简化表达式,为其对于载流子浓度以 ...

正如你所言,如果分开调控比热容和热扩散系数应该会很大的困难。另外,主要是对这两个参数的微观机理了解不够清楚,我会再去找找相关的书籍研究一下,如果有什么其他心得再来和各位交流一下。
struggletosuccess
3楼2013-11-24 13:48:52
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风行者mj

金虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by fcg1282 at 2013-11-24 16:24:11
如果只是针对热导率楼主的想法还是很可取的。我就密度、热扩散、比热三个方面一一回答:比热是材料最基本的属性,它跟材料的组成元素相关,根据杜隆柏替的理论,高温时不同元素携带的热量基本一致(3R),因此如果基 ...

你提到的关于比热的这个部分,和我最近看到的书籍上提到也比较一致,而且,我之前看的许多文献也表明,一般来说,掺杂以及纳米化等方法对于材料的比热影响似乎不大。此外,关于热扩散系数这点我还不太清楚,为什么可以将密度和热扩散系数放在一起,能否请你再详细的解释一下。
struggletosuccess
6楼2013-11-24 20:03:33
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风行者mj

金虫 (小有名气)

引用回帖:
7楼: Originally posted by fcg1282 at 2013-11-25 18:41:40
一般热电材料的密度都很高,致密度基本上要做到95%以上,传统的PbTe和BiTe都在99%以上,是因为密度的降低对迁移率的损失大于对热导率的降低,所以好的热电材料密度都尽量做高;密度跟热扩散联系在一起,是因为如果 ...

谢谢你的回复,你所说的密度和热扩散系数对热导率的影响都很在理。这两天正好在看的书籍也提到了热导率的测量,确实热扩散系数的引入是由采用的非稳态方法测量热导率。我打算再找找其他的资料好好了解下热扩散系数和比热。
struggletosuccess
8楼2013-11-25 21:58:59
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