柔性電熱膜的詳解與技術(shù)說明(十六)

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    不同導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱機(jī)理
    各種材料的導(dǎo)熱機(jī)理是不同的,晶體的導(dǎo)熱機(jī)理是排列整齊的晶粒的熱振動(dòng),通常用聲子的概念來描述。對(duì)于金屬晶體,自由電子的運(yùn)動(dòng)對(duì)導(dǎo)熱起主要作用,聲子所作的貢獻(xiàn)大多情況下可以忽略不計(jì)。非晶體的導(dǎo)熱機(jī)理是依靠無規(guī)律排列的分子或原子,圍繞一固定的位置的熱振動(dòng),將能量依次傳給相鄰的分子或原子。由于非晶體可看作晶粒較細(xì)的晶體,因此也可用聲子的概念來分析其導(dǎo)熱。有些晶體和非晶體,如具有較好的透射性的玻璃和單晶體,在一定溫度下光子對(duì)導(dǎo)熱起明顯的作用。由上述可知固體內(nèi)部的導(dǎo)熱載體分為3種:電子、聲子、光子。
     
    高分子材料的導(dǎo)熱模型
    Maxwell模型
    這是較早的導(dǎo)熱模型,Maxwell認(rèn)為,在分散相粒子均勻的分散于連續(xù)相中,彼此之間沒有相互作用,在假設(shè)粒子的外形為球形并且分布為隨機(jī)分布的情況下,可以推導(dǎo)出熱導(dǎo)率λc的Maxwell方程為:
     
     
    公式中λ1和λ2分別為連續(xù)相基體和分散相粒子的熱導(dǎo)率,V2為分散相粒子的體積百分?jǐn)?shù)。Maxwell方程適用于填料粒子含量減低的情況,當(dāng)粒子含量較高時(shí),粒子之間不再是孤立的,粒子間有相互作用,Maxwell方程就不再適用了。
     
    Bruggeman模型
    Bruggeman在研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)導(dǎo)熱填料例子的含量增加到很高時(shí),粒子之間相互堆積并且相互作用,采用微分的方法,對(duì)于微小的增加量dV,推導(dǎo)出Maxwell方程的微分形式:
    
     
    
    對(duì)上式積分得Bruggeman方程:
    
     
    

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