热传导物理课件
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热传导(通用版)ppt课件
在金属内部则依靠自由电子的运动，而对于非金 属则主要通过晶格的热振动波进行热量的传递。
.
第一节 导热
温度场（Temperature field） 某时刻空间所有各点温度分布的总称 温度场是时间和空间的函数，即：
tf(x,y,z,)
.
第一节 导热
如果物体内各点的温度在温度不随时间 而变，称为稳态温度场。
和温度的壁面接触时，将发生凝结过程。 凝结时蒸汽释放出汽化潜热并传递给固 体壁称凝结换热过程。
分为膜状凝结、珠状凝结 液膜的导热热阻成为膜状凝结换热的主要阻力 不凝结气体——附加热阻（凝汽器设有抽气系统） 排除凝结液、减小液膜厚度——强化膜状凝结换热
.
第三节 辐射换热
概念
.
第二节 对流换热
.
第二节 对流换热
▲对流换热的主要影响因素
1.流动的起因
h强制h自然
2.流体的流态
h紊流 h层流
Re wd wd
➢ 当Re<2320时为稳定层流； ➢ Re>10000时为旺盛紊流 ； ➢ 2320<Re<10000时则为流
态不 确定的过渡阶段。
.
第二节 对流换热
3.流体的物理性质多层平壁源自QaS(twtf)twtf 1
aS
Q
1
tw1 tw4
2 3
1S 2S 3S
Q=温差除以热阻之和
q
Q S
tw1 tw4
1 2 3
1 2 3
.
第一节 导热
导热量 Q t R
热阻→热流量 在导热分析计算中，热阻的概念 是很重要的。掌握了不同物体的导热 热阻，也就能计算这些物体的热流量。
Q Sd tS tw 1 tw 2 tw 1 tw 2 tw 1 tw 2W
.
第一节 导热
温度场（Temperature field） 某时刻空间所有各点温度分布的总称 温度场是时间和空间的函数，即：
tf(x,y,z,)
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第一节 导热
如果物体内各点的温度在温度不随时间 而变，称为稳态温度场。
和温度的壁面接触时，将发生凝结过程。 凝结时蒸汽释放出汽化潜热并传递给固 体壁称凝结换热过程。
分为膜状凝结、珠状凝结 液膜的导热热阻成为膜状凝结换热的主要阻力 不凝结气体——附加热阻（凝汽器设有抽气系统） 排除凝结液、减小液膜厚度——强化膜状凝结换热
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第三节 辐射换热
概念
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第二节 对流换热
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第二节 对流换热
▲对流换热的主要影响因素
1.流动的起因
h强制h自然
2.流体的流态
h紊流 h层流
Re wd wd
➢ 当Re<2320时为稳定层流； ➢ Re>10000时为旺盛紊流 ； ➢ 2320<Re<10000时则为流
态不 确定的过渡阶段。
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第二节 对流换热
3.流体的物理性质多层平壁源自QaS(twtf)twtf 1
aS
Q
1
tw1 tw4
2 3
1S 2S 3S
Q=温差除以热阻之和
q
Q S
tw1 tw4
1 2 3
1 2 3
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第一节 导热
导热量 Q t R
热阻→热流量 在导热分析计算中，热阻的概念 是很重要的。掌握了不同物体的导热 热阻，也就能计算这些物体的热流量。
Q Sd tS tw 1 tw 2 tw 1 tw 2 tw 1 tw 2W
传热学课件第 二 章 稳 态 热传导
d2t d x2
m 2 t t f
1
通过肋壁的导热
一、等截面直肋的导热
4.求解：
4>.引入过余温度：<1>式变为 <4> 5>.解微分方程得温度场 <4>式为一个二阶线性齐次常微分方程，它的通解为： =C1emx+C2e-mx <5> 将边界条件<2>、<3>代入<5>即得肋片沿H方向的温度分布：
通过圆筒壁的导热
一、已知第一类边界条件
据傳里叶定律并整理后可得热流量的表达式： 1 ln d2 2l d1 式中的分母即为长度为l的圆筒壁的导热热阻。 单位为：℃/W 实际工程多采用单位管长的热流量ql来计算热流量：
t w1 t w 2
ql
Q l
t w1 t w 2
d ln d2 2 1 1
通过平壁的导热
二、已知第三类边界条件：
q
q
t f 1 t f 2
1 1 h1 h2
也可写作：q=k（tf1-tf2） （请牢记K的物理意义！） 对于冷热流体通过多层平壁的导热，可写作：
t f 1 t f 2
1 h1
i 1
n
i 1 i h2
若已知传热面积A，则热流量为：
e m x H e m x H 0 e mH e mH
d 2 m 2 d x2
or :
0
或写作：
0
ch mx H ch mH
expmx H exp mx H expmH exp mH
1
h21d x 0
热传导 课件
√ 1、额头电熨斗熨衣服利用的是热传导。（ ） √ 2、用冰袋冷敷时，人体的热量传递给冰袋。（ ）
课堂练习
三、选择题 热在金属片上的传递方向是（ C ）。
A.一个方向 B.三个方向 C.各个方向
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
本课思维导图
由高温向低温 有温
传递
度差
相互接触或在同一物 体的不同部位
冷敷或热敷
吹头发
3、冷敷或热敷：冷敷是皮肤的热传递给布包里的冰块，皮肤的温度降低，达到减慢
血液循环的目的；热敷是布包时的热传递给皮肤，皮肤温度变高，以加快血液循环。
4、吹头发：电吹风产生的热传递给头发，头发温度升高；另外电吹风吹出气体，加
速空气流动。这两个因素的共同作用使头发上的水快速蒸发变干。
新知讲解 活动 四 生活中常见的热传导事例 生活中有许多热传导的事例，利用高温物体传热给低温物体的原理，为我们的生
冷热水温 度变化
冷热水温度逐渐相同
热传导
生活 事例
烙饼 量体温 冷敷或热敷 吹头发 电烙铁作画 ……
操作提示 1、注意酒精灯的使用安全， 不要用嘴吹灭酒精灯。 2、实验过程中不要触摸金属 片，以免被烫作。
新知讲解 活动 二 研究热在金属中的传递方向
1、金属中的热传递。 实验现象：（1）加热金属片一端，凡士林从加热一端向另一端熔化。 （2）加热金属片中心，凡士林从中心点向四周扩散熔化。 实验分析：（1）从一端加热第一块金属片，加热端温度高，另一端温度低，热由 温度高的一端开始向温度低的一端传递。 （2）从中心加热另一块金属片，中心温度高，四周温度低，热由温度高的中心点 向温度低的四周传递。 实验结论：无论是加热金属片的中心还是边缘，金属片都会变热，说明是可以传递 的，而且是从温度高的地方传到温度低的地主。传递方向是四面八方。
课堂练习
三、选择题 热在金属片上的传递方向是（ C ）。
A.一个方向 B.三个方向 C.各个方向
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
本课思维导图
由高温向低温 有温
传递
度差
相互接触或在同一物 体的不同部位
冷敷或热敷
吹头发
3、冷敷或热敷：冷敷是皮肤的热传递给布包里的冰块，皮肤的温度降低，达到减慢
血液循环的目的；热敷是布包时的热传递给皮肤，皮肤温度变高，以加快血液循环。
4、吹头发：电吹风产生的热传递给头发，头发温度升高；另外电吹风吹出气体，加
速空气流动。这两个因素的共同作用使头发上的水快速蒸发变干。
新知讲解 活动 四 生活中常见的热传导事例 生活中有许多热传导的事例，利用高温物体传热给低温物体的原理，为我们的生
冷热水温 度变化
冷热水温度逐渐相同
热传导
生活 事例
烙饼 量体温 冷敷或热敷 吹头发 电烙铁作画 ……
操作提示 1、注意酒精灯的使用安全， 不要用嘴吹灭酒精灯。 2、实验过程中不要触摸金属 片，以免被烫作。
新知讲解 活动 二 研究热在金属中的传递方向
1、金属中的热传递。 实验现象：（1）加热金属片一端，凡士林从加热一端向另一端熔化。 （2）加热金属片中心，凡士林从中心点向四周扩散熔化。 实验分析：（1）从一端加热第一块金属片，加热端温度高，另一端温度低，热由 温度高的一端开始向温度低的一端传递。 （2）从中心加热另一块金属片，中心温度高，四周温度低，热由温度高的中心点 向温度低的四周传递。 实验结论：无论是加热金属片的中心还是边缘，金属片都会变热，说明是可以传递 的，而且是从温度高的地方传到温度低的地主。传递方向是四面八方。
热传导方程(扩散方程)ppt课件
( x ,t0) ( x )
波方程的Cauchy问题
由泛定方程和相应边界条件构成的定解问题称为 边值问题。
u0, (x,y),
u f (x, y).
Laplace方程的边值问题
由偏微分方程和相应的初始条件及边界条件构成 的定解问题称为混合问题。
uutt0a2(u(xxx,y,uzy)yuzz)0
kn|x0k(x) qnq0
u x
|xl
q0 k
u x |x0
q0 k
xl
若端点是绝热的，则
u u x|xl x x0 0
三、定解问题
定义1 在区域 G[0,) 上，由偏微分方程、初 始条件和边界条件中的其中之一组成的定解问题称为 初边值问题或混合问题。
u ut x,a 02 u xx (x 0),,
注 1、热传导方程不仅仅描述热传导现象，也可以
刻画分子、气体的扩散等，也称扩散方程；
2、上述边界条件形式上与波动方程的边界条件 一样，但表示的物理意义不一样；
3、热传导方程的初始条件只有一个，而波动方 程有两个初始条件。
4、除了三维热传导方程外，物理上，温度的分 布在同一个界面上是相同的，可得一维热传导方
gk1 k
u1.
注意第三边界条件的推导：
研究物体与周围介质在物体表面上的热交换问题
把一个温度变化规律为 u(x, y, z, t)的物体放入 空
气介质中，已知与物体表面接触处的空气介质温度
为 u1(x, y, z, t)，它与物体表面的温度u(x, y, z, t)并不
相同。这给出了第三边界条件的提法。
或
u knk1(uu1).
即得到（1.10）： ( u nu)|(x,y,z) g(x,y,z,t).
数学物理方法课件：08第8章 热传导方程的傅里叶解
产生，u( x, t)
t
( x, t; )d
0
Tn (t ) sin
n1
n
l
x
,
Tn(t)
t 0
d
fn (
) e xp[
n2
l2
2
a2(t
)]
a)2
(2)
本征问题
X X (0)
X X
(l
0 )
0
Xn( x) cos(kn x) (n 0)
(3) 按本征函数展开 ( x, t) Tn(t)cos(kn x) n1
( x,0) ~( x)
~n
2 l
l 0
cos(kn
x)~(
x
)
dx
t a2 x x
~f Tn nTn
y dy, z, t )dxdz dt
通过前后表面流入的净热量
dQT
dQT
k[
u ( x, y
y, z,t)
u ( x, y
y dy, z, t )]dxdz dt
k uy y dxdydz dt
➢ 热传导方程的导出
R
dt 时间内体积元积累的总热量
TS
dQ dQin F (r , t)dxdydzdt
这股热量使体积元温度升高
u
u(r , t
dt)
u(r , t)
u
ut
dt
dQin
F (r , t)dxdydzdt
C dxdydz
ut a2 (ux x uy y uz z ) f
a2 k , f F
C
C
• 热传导的泛定方程 ut a2 2u f 类似的推导：三维弹性体的振动 ut t a2 2u f 二维热传导：ut a2 (ux x uy y ) f ( x, y, t) 一维热传导：ut a2ux x f ( x, t) 实例：侧面绝热的细杆
固体物理-03-11晶格的热传导PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课
西南科技大学
—— 不考虑电子对热传导旳贡献，晶体中旳热传 导主要依托声子来完毕
固体物理 Solid State Physics
—— 固体中存在温度梯度时，“声子气体”旳 密度分布是不均匀旳
—— 温度较高旳区域将有产生较多旳振动模式 和具有较大旳振动幅度，即有较多旳声子被激发 ，“声子”密度高
—— 这些声子经过和晶体中其他声子发生碰撞 ，使得温度较低旳区域具有一样旳“声子”密度
—— 因而“声子”在无规则运动旳基础上产生 定向运动 —— 声子旳扩散运动，相应旳热量从 晶体较高温度区域传到温度较低区域
西南科技大学
固体物理 Solid State Physics
——N过程和U过 程非简谐作用伴伴随声子旳产生和湮灭，在
这些过程中声子遵守能量守恒和准动量选择定 则。三声子碰撞过程可表达为：
q2 q1
q1+ q2 q1+ q2 + G n
西南科技大学
此时， q1 、q2 和 q3 中至少有两个较大，且 往往三个波矢间旳夹角也较大，甚至方向基本相反
固体物理 Solid State Physics
有关U过程和N过程
——N过程只是变化了动量旳分布，而不影响热流旳 方向，它对热阻是没有贡献旳。
固体物理 Solid State Physics
旳G过h 程0为正常过程（Normal Process）， 简称为N过程。
此时 、q1 间q旳2 夹角均为锐角， 、 、q1 均q较2 小q3 （一般不超出布里渊区线度旳二分之一）.
西南科技大学
固体物理 Solid State Physics
Gh 0 旳过程为倒逆过程（Umklapp Process），简称为U过程。
热量传递过程PPT课件
2021年7月1日星期四
8
第8页/共91页
热传导过程
热传导规律
（2）导热系数λ λ表征材料导热性能的一个参数，其值越大，材料导热性能越好。
例： 金属
10～102 w/(m ·℃)
建筑材料 10-1～10 w/(m ·℃)
绝热材料 10-2～10-1 w/(m ·℃)
实验测得导热系数λ与温度t的关系： 0 (1 at)
其中： β --- 膨胀系数， ℃-1
βυυ1 t2 2υ t1 1
υ --- 流体比体积，m3/kg ， υ=1/ρ ； υ2，υ1 --- 对应于t2、t1的流体比体积 ；
于是： α fu,ρ,l,μ,βgΔtλ, ,cp
② 无因次化：
αl λ
fρμlu,cλpμ,β
gΔ tl3ρ2 μ2
2、通过圆筒壁的热传导过程：
圆筒壁的热传导的温度分布见图4-6所示。
在圆筒壁内取同心薄层圆筒并对其作热
量衡算：
2rlq |r
2 (r
r)lq |rr
(2rrl )
t
cP
对于定态热传导： t 0
则： 2rlq |r 2 (r r)lq |rr Q
图4-6 圆筒壁的热传导
2021年7月1日星期四
Q
t1 t2 δ1
t2 t3 δ2
t3 t4 δ3
λ1A
λ2 A
λ3 A
或：
Q
ΣΔt Σδ
总推动力 总阻力
λA
② 各层的温差
(t1 t2 ): (t2 t3 ):( t3 t4 )
δ1 : δ2 : δ3 λ1A λ2A λ3A
R1 :R2 :R3
2021年7月1日星期四
热传导PPT课件
.
7
.
8
2、声子热导
从晶格格波的声子理论可知，热传导过程 ------声子从高浓度区域到低浓度区域的扩散过程。
热阻：声子扩散过程中的各种散射。
根据气体热传导的经典分子动力学，热传导系数 λ ：
1 c l 3
cV：单位体积气体分子的比热------单位体积中声子的比热； v ：气体分子的运动速度------声子的运动速度； l：气体分子的平均自由程------声子的平均自由程。
热占一定份量，随着温度的上升，热导率略有增大（气体导热）
.
18
2、结构的影响
• 晶体结构越复杂，晶格振动偏离非线性越大，热导率越 低。 • 晶向不同，热传导系数也不一样，如：石墨、BN为层状 结构，层内比层间的大4倍，在空间技术中用于屏蔽材料。 • 多晶体与单晶体同一种物质多晶体的热导率总比单晶小。
—— 翻转过程（声子碰撞）
.
10
• 点缺陷的散射
散射强弱与点缺陷的大小和声子的波长相对大小有关。
点缺陷的大小是原子的大小：
在低温时，为长波，波长比点缺陷
大的多，估计 ： 波长 D a/T
犹如光线照射微粒一样，从雷利公
式知: 散射的几率 1/4 T4,平
均自由程与T4成反比.
在高温时，声子的波长和点缺陷大 小相近似，点缺陷引起的热阻与温 q 度无关。平均自由程为一常数。
➢ 非稳定传热（物体内各处的温度随时间而变化 ） 一个与外界无热交换，本身存在温度梯度的物体，随着时间的 推移温度梯度趋于零的过程，即存在热端温度不断降低和冷端 温度不断升高，最终达到一致的平衡温度。该物体内单位面积 上温度随时间的变化率为：
（ρ为密度，CP为恒压热容）
.
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例如： 非金属液体k∈(0.17～0.7)W/(m.K) 纯金属k∈(50～415)W/(m.K) 合金k∈(12～120)W/(m.K) 常用的绝热材料k∈(0.03～0.17)W/(m.K) 气体k∈(0.007～0.17)W/(m.K)(1个标准大气压)
3
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism）
(1)声子:晶格振动的能量是量子化的。声频支格波看成是一种弹性波，类似于 在固体中传播的声波，因此就把声频波的量子称为声子。具有的能量为hv 。
声频支格波—弹性波—声波—声子
(2)声子导热：温度不高时，光频支格波能量很小，导热的贡献主要来自声频 支格波，声子作为导热载体。格波在晶体中传播时遇到的散射看作是声子同晶 体中质点的碰撞，把理想晶体中热阻归为声子同声子的碰撞。类似于理想气体 导热。
(3)平均自由程影响因素：质点间作用力、晶体缺陷、温度、声子振动频率
6பைடு நூலகம்
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(1)热射线:高温时，固体材料中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态会 改变 ，会辐射出频率较高的电磁波谱。较强热效应的是波长在0.4-40um间可 见光与近红外光区域。 (2)光子导热：光子热传导在光频范围内，其传播过程与光在介质中传播现象 类似。把它们的导热过程看作是光子在介质中传播导热过程。
气体导热——分子间直接碰撞（气体分子杂乱地自由运动）。 固体材料导热——晶格振动(格波)以及电子和空穴运动实现。 金属导热——自由电子间碰撞； 无机非金属材料——晶格振动（格波）， 低温声子导热，高温时 光子导热；绝缘材料声子导热
热传导过程就是材料内部的能量传输过程。在固体中能量的 载体有：自由电子、声子（点振波）、光子（电磁辐射）
第1章材料的热学性能
第一节晶格振动 第二节材料的热容 第三节材料的热膨胀 第四节材料的热传导
1
第四节 材料的热传导
一、固体材料热传导的宏观规律（热传导的基本概念和定律）
1.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷 端，这个现象称为热传导。（由于材料相邻部分间的温差而发生的能量迁移） 2.傅里叶定律：（只适用于稳定传热的条件）
范围，Al2O3和MgO是293～2073K，BeO是1273～2073K。
13
玻璃体材料：导热率随温度的升高而缓慢增大。高于773
K , 由于辐射传热的效应使导热率有较快的上升，
经验方程式： 式中： c,d 为常数
粘土质耐火砖以及保温砖：其导热率随温度升高线 性增大。一般的方程式是：
是0℃时材料的导热率 , b是与材料性质有关的常数.
不透明材料吸收系数大，高温光子传导也不明显；
无机材料由于光子散射， lr小，在1500℃以上光子传导才明显（高温 下陶瓷呈半透明亮红色）
8
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
介质中辐射传热过程定性解释： 任何温度下的物体既能辐射出一定频率的射线，同样 也能吸收类似的射线。在热稳定状态下，介质中任一 体积单元平均辐射的能量与平均吸收的能量相同，以 保持各点温度不随时间改变。当相邻体积单元间存在 温度梯度时，温度高的体积单元辐射出的能量多，吸 收的能量少；温度低的体积单元能量变化情况正好相 反，吸收能量多于辐射的。因此，能量便从高温处向 低温处转移。
3.热导率（ k又称导热系数）：在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截 面积的热量。标志材料热传导能力的物理量。 4.热阻率 （1/k） ：表征着材料对热传导阻隔能力。 5.热扩散率:在不稳定热传导过程中表示温度随时间的变化率。相同条件下， 值越大，材料的各处温差越小。
2
思考：不同材料热导率有很大差异？
5．陶瓷的热导率
6.气孔的影响
12
四、实际材料的热导率
1、无机材料的热导率
晶体材料：通常低温时有较高热导率的材料，随着温度升高， 热导率降低。而低热导率的材料正相反。前者如Al2O3, BeO和 MgO等。
式中：T—热力学温度（K）；A—常数， 例如： =16.2， =18.8， =55.4。上式适用的温度
9
三、影响热导率的因素
1.热导率与电导率的关系
魏德曼-弗兰兹定律
2.温度的影响
10
三、影响热导率的因素
3.显微结构的影响（自学，下节课提问）
(1)结晶构造的影响 (2)各向异性晶体的热导率 (3)多晶体与单晶体热导率 (4)非晶体的热导率
11
三、影响热导率的因素
4.化学组成的影响
(1)合金组成对热导率的影响 (2)晶体组成对热导率的影响
↓ →
7
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(3)光子平均自由程影响因素(kr描述介质中这种辐射能的传递能力，取决于 光子的平均自由程lr)
与介质透明度有关：
透明材料lr较大
不完全透明材料lr较小
完全不透明材料lr=0
与材料的吸收和散射系数有机高分子材料
声子热传导机制；通常用于绝热材料。 在低温区，随着温度升高，热导率增大；
温度升至玻璃化温度时，热导率出现极 大值；温度高于玻璃化温度后，由于分 子排列变得越来越疏松，热导率也越来 越小。对于晶态高聚物熔化时，热导率 下降更快。
15
16
4
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 1.电子导热
理想气体热导率表达式为 金属自由电子气模型：认为金属中的价电子组成自由电子气体，它是理想 气体，电子之间无相互作用，各自独立地在离子的平均势场中运动
5
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 2. 声子导热
3
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism）
(1)声子:晶格振动的能量是量子化的。声频支格波看成是一种弹性波，类似于 在固体中传播的声波，因此就把声频波的量子称为声子。具有的能量为hv 。
声频支格波—弹性波—声波—声子
(2)声子导热：温度不高时，光频支格波能量很小，导热的贡献主要来自声频 支格波，声子作为导热载体。格波在晶体中传播时遇到的散射看作是声子同晶 体中质点的碰撞，把理想晶体中热阻归为声子同声子的碰撞。类似于理想气体 导热。
(3)平均自由程影响因素：质点间作用力、晶体缺陷、温度、声子振动频率
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(1)热射线:高温时，固体材料中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态会 改变 ，会辐射出频率较高的电磁波谱。较强热效应的是波长在0.4-40um间可 见光与近红外光区域。 (2)光子导热：光子热传导在光频范围内，其传播过程与光在介质中传播现象 类似。把它们的导热过程看作是光子在介质中传播导热过程。
气体导热——分子间直接碰撞（气体分子杂乱地自由运动）。 固体材料导热——晶格振动(格波)以及电子和空穴运动实现。 金属导热——自由电子间碰撞； 无机非金属材料——晶格振动（格波）， 低温声子导热，高温时 光子导热；绝缘材料声子导热
热传导过程就是材料内部的能量传输过程。在固体中能量的 载体有：自由电子、声子（点振波）、光子（电磁辐射）
第1章材料的热学性能
第一节晶格振动 第二节材料的热容 第三节材料的热膨胀 第四节材料的热传导
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第四节 材料的热传导
一、固体材料热传导的宏观规律（热传导的基本概念和定律）
1.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷 端，这个现象称为热传导。（由于材料相邻部分间的温差而发生的能量迁移） 2.傅里叶定律：（只适用于稳定传热的条件）
范围，Al2O3和MgO是293～2073K，BeO是1273～2073K。
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玻璃体材料：导热率随温度的升高而缓慢增大。高于773
K , 由于辐射传热的效应使导热率有较快的上升，
经验方程式： 式中： c,d 为常数
粘土质耐火砖以及保温砖：其导热率随温度升高线 性增大。一般的方程式是：
是0℃时材料的导热率 , b是与材料性质有关的常数.
不透明材料吸收系数大，高温光子传导也不明显；
无机材料由于光子散射， lr小，在1500℃以上光子传导才明显（高温 下陶瓷呈半透明亮红色）
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
介质中辐射传热过程定性解释： 任何温度下的物体既能辐射出一定频率的射线，同样 也能吸收类似的射线。在热稳定状态下，介质中任一 体积单元平均辐射的能量与平均吸收的能量相同，以 保持各点温度不随时间改变。当相邻体积单元间存在 温度梯度时，温度高的体积单元辐射出的能量多，吸 收的能量少；温度低的体积单元能量变化情况正好相 反，吸收能量多于辐射的。因此，能量便从高温处向 低温处转移。
3.热导率（ k又称导热系数）：在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截 面积的热量。标志材料热传导能力的物理量。 4.热阻率 （1/k） ：表征着材料对热传导阻隔能力。 5.热扩散率:在不稳定热传导过程中表示温度随时间的变化率。相同条件下， 值越大，材料的各处温差越小。
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思考：不同材料热导率有很大差异？
5．陶瓷的热导率
6.气孔的影响
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四、实际材料的热导率
1、无机材料的热导率
晶体材料：通常低温时有较高热导率的材料，随着温度升高， 热导率降低。而低热导率的材料正相反。前者如Al2O3, BeO和 MgO等。
式中：T—热力学温度（K）；A—常数， 例如： =16.2， =18.8， =55.4。上式适用的温度
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三、影响热导率的因素
1.热导率与电导率的关系
魏德曼-弗兰兹定律
2.温度的影响
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三、影响热导率的因素
3.显微结构的影响（自学，下节课提问）
(1)结晶构造的影响 (2)各向异性晶体的热导率 (3)多晶体与单晶体热导率 (4)非晶体的热导率
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三、影响热导率的因素
4.化学组成的影响
(1)合金组成对热导率的影响 (2)晶体组成对热导率的影响
↓ →
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(3)光子平均自由程影响因素(kr描述介质中这种辐射能的传递能力，取决于 光子的平均自由程lr)
与介质透明度有关：
透明材料lr较大
不完全透明材料lr较小
完全不透明材料lr=0
与材料的吸收和散射系数有机高分子材料
声子热传导机制；通常用于绝热材料。 在低温区，随着温度升高，热导率增大；
温度升至玻璃化温度时，热导率出现极 大值；温度高于玻璃化温度后，由于分 子排列变得越来越疏松，热导率也越来 越小。对于晶态高聚物熔化时，热导率 下降更快。
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 1.电子导热
理想气体热导率表达式为 金属自由电子气模型：认为金属中的价电子组成自由电子气体，它是理想 气体，电子之间无相互作用，各自独立地在离子的平均势场中运动
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 2. 声子导热