Naujausias šviesos diodų šilumos išsklaidymo laimėjimas --- grafito radiatorius
Šilumos laidumas kietosiose medžiagose daugiausia realizuojamas dėl kristalinės gardelės vibracijos ir laisvų elektronų judėjimo. Metale yra daug laisvųjų elektronų, o elektronų masė yra labai lengva ir gali labai greitai perduoti šilumą, todėl metalas turi didelį šilumos laidumą.
Metalo šilumos laidumui grotelių vibracija yra antrinė; kietosioms polimerinėms medžiagoms (grafito radiatoriui) yra mažai laisvų elektronų. Todėl polimerų atomų vibracija yra pagrindinis šilumos laidumo mechanizmas.
Dideliame polimere (grafito šilumos kriaukle) vyrauja kovalentiniai ryšiai, nėra laisvų elektronų. Šilumos laidumą daugiausia atlieka fononai, susidūrę vienas su kitu molekulėmis (arba atomais). Todėl kristalizacijos laipsnis turi didelę įtaką šilumos laidumui. Kadangi polimerams sunku sudaryti pilnus pavienius kristalus, kristalinių ar amorfinių polimerų šilumos laidumas nėra didelis, tačiau šilumos laidumas taip pat yra didelis, kai kristališkumas yra didelis.
Darant prielaidą, kad dalelė kristalinėje gardelėje yra aukštesnės temperatūros, jos šiluminė vibracija yra stipresnė, o vidutinė amplitudė taip pat didesnė, tuo tarpu kaimyninės dalelės temperatūra yra žemesnė, o šiluminė vibracija silpnesnė. Dėl dalelių sąveikos jėgos dalelių, turinčių silpnesnę vibraciją, vibracija padidės, darant stipresnes vibracijas, ir padidės šiluminio judesio energija.
Didelių polimerų atveju šilumos laidumas molekulėje yra didesnis nei šilumos laidumas tarp molekulių, todėl molekulinės masės padidėjimas yra naudingas gerinant šilumos laidumą. Orientuotų polimerinių medžiagų šilumos laidumas orientacijos kryptimi yra didesnis nei šilumos laidumas vertikalios orientacijos kryptimi.
Esant labai žemai temperatūrai, didėjant temperatūrai polimero šilumos laidumas didėja. Kai temperatūra pasiekia daugiau nei 100 K, šilumos laidumas mažėja didėjant temperatūrai. Jis svyruoja nuo 0 iki 100 ° C. Polimerų šilumos laidumas kinta priklausomai nuo temperatūros, tačiau svyravimo diapazonas yra 10%.
Tokiu būdu šiluma gali būti perduodama ir perduodama taip, kad šiluma visame kristale perkeliama iš aukštesnės temperatūros į žemesnę, todėl atsiranda šilumos laidumas. Galima pastebėti, kad šilumą perduoda grotelių vibracija. Grotelių vibracijai yra du laidumo mechanizmai, vienas yra fotonų laidumas, o šis mechanizmas yra pagrindinis aukštoje temperatūroje.
Kadangi grotelių šiluminė vibracija yra netiesinė, tarp grotelių yra susiejimo efektas, dėl kurio fononai susidurs vienas su kitu ir sumažės vidutinis laisvasis fononų kelias. Šio fonono susidūrimo sukelta sklaida atsiranda dėl šiluminės varžos gardelėje. Pagrindinis šaltinis.
Taip yra dėl medžiagų molekulių, atomų ir elektronų judėjimo būsenos pokyčių, tokių kaip vibracija ir sukimasis, kurie skleis didesnio dažnio elektromagnetines bangas. Tarp jų matoma šviesa ir beveik infraraudonųjų spindulių šviesa, kurios bangos ilgis yra nuo 0,4 iki 40um, turi stiprų šiluminį efektą, kuris vadinamas šilumos spinduliams, šilumos perdavimo procesas yra šilumos spinduliavimas.
Kitas yra fononų kvantavimo laidumas, kuris yra dominuojantis, kai temperatūra nėra per aukšta. Bendra kieto šilumos laidumo forma, nustatoma pagal fonono laidumą, yra ...
Įvairūs kristalų gardelės defektai, priemaišos ir kristalų grūdų sąsajos sukels sklaidą, o tai taip pat prilygsta vidutinio laisvojo fononų kelio sumažėjimui ir šilumos laidumo sumažėjimui. Kai temperatūra pakyla, padidėja fonono vibracijos energija, padidėja susidūrimo tikimybė ir sumažėja vidutinis laisvas kelias, dėl kurio sumažėja šilumos laidumas.
Apibendrinant, taikant technologinius laimėjimus vadovaujamai pramonei, padidėja šilumos išsklaidymo našumas ir žymiai sumažėja LED lempų kaina, o tai prisideda prie bendro technologinio proveržio pirmaujančioje pramonėje
