金刚石的热导率高,热膨胀系数又小,为什么还用金刚石铜复合材料

作者&投稿:葛鱼 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么金刚石的热导率接近铜的5倍~

共价结合,紧密的堆积,热振动振幅小。

金刚石具有较高的热导率,是已知矿物中热导率最高的。热导系数(又被称作“导热系数”或“导热率”)是反映材料热性能的重要物理量。热传导是热交换的三种(热传导,对流和辐射)基本形式之一,是工程热物理,材料科学,固态物理,能源,环保等各个研究领域的课题。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构,热量的传递依靠原子,分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。在导电金属中电子流起支配作用,在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。金刚石是无色正八面体晶体,由碳原子以四价键链接,在金刚石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导热性。金刚石的热导率一般为136.16w/(m·k),其中Ⅱa型金刚石热导率极高,在液氮温度下为铜的25倍,并随温度的升高而急剧下降,如在室温时为铜的5倍;比热容随温度上升而增加,如在-106℃时为399.84J/(kg·k),107℃时为472.27J/(kg·k);热膨胀系数极小,随温度上升而增高,如在-38.8℃时为0,0℃时为5.6×10-7;在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850-1 000℃,在绝氧下2 000-3 000℃转变为石墨。金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。 根据金刚石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异,可将金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类,并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。Ⅰ型金刚石,特别是Ⅰa亚型,为常见的普通金刚石,约占天然金刚石总量的98%。Ⅰ型金刚石均含有一定数量的氮,具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型金刚石极为罕见,含极少或几乎不含氮,具良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型金刚石具半导电性。

人造金刚石是人工合成物质中热导率最高的,热导率可达2000W/m.K;金刚石的线热膨胀系数可低至1.2ppm/K。铜的热导率380W/m.K,热膨胀系数18ppm/K
。这两者合成的金刚石-铜复合片热导率可达800W/m.K,热膨胀系数5ppm/K左右。这种特别的材料最适合制作高速运算或高功率半导体芯片的衬底及导热材料,例如照明用LED的芯片衬底,电脑CPU等大面积芯片的热沉转接导热片。除了高热导率,金刚石-铜复合片的热膨胀系数可以调整到接近半导体芯片的热膨胀系数,避免热应力对半导体芯片的破坏。
为什么不能直接使用金刚石做这些衬底或导热片呢?目前生产人造金刚石的技术主要有三类:一是CVD金刚石多晶膜,这种薄膜厚度和结构力度是否合于使用姑且不论;主要是其造价及耗能甚高,目前不适宜大批量在半导体工业上应用。其二是爆炸法生产的人造金刚石微粒,这种金刚石粒径小,晶形破碎,杂质较多,可以做一些需要增加热导率材料的填充添加物,但不适合做金刚石-铜复合片。已经工业化大批量生产多年的高温高压合成金刚石单晶颗粒,自然就成为主角材料了。然而金刚石是碳元素晶格,硬度虽高但没有金属的延展性,在高温下容易石墨化或烧成二氧化碳。在高压制程中众多小颗粒聚合在一起挤压,晶格会从脆弱面崩裂,这些崩裂的碎片造成成品材料内部的空隙。金刚石是利用‘声子’传热,空隙就成了高热阻。所以即使能将金刚石粉末压合在一起也不能成为好的导热材料。铜的延展性和热导率在金属中都是名列前茅的,利用铜材料填充金刚石颗粒间的缝隙就能解决这个问题。当然,也可以制作金刚石-铝复合材料。


岗石和大理石哪个好
(3)强度高:岗石生产过程中消除了所有暗裂、裂隙,使得其铺装过程中更加安全;经过高科技的处理和先进的成型工艺,使岗石的强度得到加强(部分强度高于同类型天然石),原先需20毫米以上的天然石材才能有的强度现在12毫米厚即可。性能指标符合人造石出口行业标准SN\/T0308-93。岗石产品在出厂前抛光上蜡和使用后的定期维护会大...

三发岗石是石英石吗
三发岗石不是石英石。石英石由于其自身材质的特点,决定了它耐高温,300摄氏度以下的温度是不会对其产生任何影响,也就是不会发生变形和断裂;岗石由于含有大量的树脂,所以在高温情况下特别容易发生变形和表现烧焦的现象。石英石是无辐射产品,对身体没有不良影响;我们制作石英石的原料都是无辐射的石英...

人造岗石的价格大约在多少?
岗石本身就有有毒物质,你这个价格贵了,人造岗石的价格一般180左右一平米含加工和安装。岗石,也叫合成石,价格低廉,一般商家用来冒充石英石,消费者要注意,这类材料用天然石粉加劣质树脂做的,很容易渗,要万加小心。

石英石好坏的决定因素有哪些
8、吸水率:小于0.04%,在石英石表面上洒少许水24小时后观察颜色无发白情况。 9、抗折强度:标准为SN\/T0308-1993,贝弗龙石英石检测结果为干态40Mpa,湿态44Mpa。 10、抗压强度:标准为SN\/T0308-1993,贝弗龙石英石检测结果为干态196Mpa,湿态192Mpa。 11、热膨胀度:标准为SN\/T17748-1999,贝弗龙石英石检测结果为0....

劣质石英石的危害 石英石台面优劣鉴别
1.优质石英石板材表面和内部结构同样细致密且均匀,故吸水率低,抗渗透性强;而生产设备和技术落后的仿制品石英石往往仅限于外观看上去好像差不多,但内部结构疏松多孔隙,抗渗透力弱,吸水性、渗污性强。因此判断石英石品质优劣很重要的一点是光洁度,因为光洁度代表着抗污性。最简单的方法是用一只...

石英石 水晶石 美玉石 雅克力 岗石的有关信息?
半透明的异形构件等。 晶莹剔透、尽显高贵本色!岗石又称合成石、再造石、工程石。它以天然大理石碎料、石粉为主要原材料,也在可添加马赛克、贝壳、玻璃等材料作为点缀,以有机树脂为胶结剂,经真空搅拌、高压震荡制成方料,再经过室温固化(固化时间在7天以上)、锯切、打磨、抛光等工序制成板材。

窗台板用什么材料好?很多人都选错了!
窗台板材料选择无论从硬度、耐久度、质感等方面都应采用耐磨、硬度高、质感好的天然大理石。人工大理石更适合用在使用的地方,如厨房、卫生间台面等等。窗台板的选择建议大家根据自己的喜好选择天然大理石,因为天然大理石外形美观且比较耐用。窗台板价格 价格根据窗台大小区分,大窗台一般来讲按面积计费,小...

石英石的台面会渗漏吗
一般情况下是不会发生渗漏的。而在运输或搬运的时候有时候受力不好的话是有可能会断的,这是因为石英石很硬,相对来说质地较脆。但装好的橱柜台面是不容易断的,所以一般情况下不会发生渗漏。1. 石英石的成分:石英石是一种高硬度环保型的复合石英材料,以高达93%的天然石英(SIO2)为主要成分...

岗石、大理石与花岗岩的区别是什么
(3) 耐磨性能好,比铸铁高5-10倍。(4) 热膨胀系数小,不易变形,与铟钢相仿,受温度影响极微。(5) 弹性模量大,高于铸铁。(6) 刚性好,内阻尼系数大,比钢铁大15倍。能防震,减震。(7) 花岗石具有脆性,受损后只是局部脱落,不影响整体的平直性。(8) 花岗石的化学性质稳定,不易...

岗石、大理石与花岗岩的区别
(3) 耐磨性能好,比铸铁高5-10倍。(4) 热膨胀系数小,不易变形,与铟钢相仿,受温度影响极微。(5) 弹性模量大,高于铸铁。(6) 刚性好,内阻尼系数大,比钢铁大15倍。能防震,减震。(7) 花岗石具有脆性,受损后只是局部脱落,不影响整体的平直性。(8) 花岗石的化学性质稳定,不易...

米东区13195777483: 金刚石的热导率高,热膨胀系数又小,为什么还用金刚石铜复合材料 -
宰父滢维磷: 人造金刚石是人工合成物质中热导率最高的,热导率可达2000W/m.K;金刚石的线热膨胀系数可低至1.2ppm/K.铜的热导率380W/m.K,热膨胀系数18ppm/K .这两者合成的金刚石-铜复合片热导率可达800W/m.K,热膨胀系数5ppm/K左右.这...

米东区13195777483: 有关钻石的基本知识 -
宰父滢维磷: 钻石简介 1.矿物名称为「金刚石」,英文为Diamond,源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王.钻石的化学成份有99.98%的碳.也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体. 2.钻石的摩氏...

米东区13195777483: 金刚石的性质 -
宰父滢维磷: 金刚石物理化学性质 (1)化学成分:C.常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等. (2)颜色:常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色,无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量,玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分...

米东区13195777483: 金刚石刀具特点有哪些?
宰父滢维磷: 金刚石刀具特点: 1、金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性:金刚石是自然界已经发现的最硬的物质; 2、金刚石刀具具有很低的摩擦系数:摩擦系数低,加工时变形小,可减小切削力; 3、金刚石刀具切削刃非常锋利:金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利; 4、金刚石刀具具有很高的导热性能:金刚石的导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,刀具切削部分温度低. 5、金刚石刀具具有较低的热膨胀系数:金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍,由切削热引起的刀具尺寸的变化很小.

米东区13195777483: 金刚石的主要力学性质 和金刚石的热性能是什么 -
宰父滢维磷:[答案] 金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造.碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性.单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为1.54?(10-10m).常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等. 金刚石的热导率...

米东区13195777483: 金刚石的性质是什么? -
宰父滢维磷: 是钻石的原材料硬度高 耐磨,化学性质稳定. 本人嗯喜欢简单回答,最忌一大串文字的,看到眼花缭乱.

米东区13195777483: 金刚石刀具有那几种,分别有什么不同,哪里的金刚石刀具好一些? -
宰父滢维磷: 金刚石刀具的类型1、天然金刚石Natural Diamond(ND);2、人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);3、人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC);化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical各类金刚石刀具(4张...

米东区13195777483: 金刚石锯片及刀具制作原理:如何制造金刚石锯片及刀具? -
宰父滢维磷: 金刚石锯片介绍金刚石锯片是一种切割工具,广泛应用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工.金刚石锯片主要由两部分组成;基体与刀头.基体是粘结刀头的主要支撑部分,而刀头则是在使用过程中起切割的部分,刀头会在使用中而不断地消耗掉,而...

米东区13195777483: 金刚石的主要力学性质 和金刚石的热性能是什么 哪位知道万分感谢 -
宰父滢维磷: 金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造.碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性.单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为1.54?(10-10m).常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等. 金刚...

米东区13195777483: 钻石的十大卖点是啥 -
宰父滢维磷: 钻石的十大卖点是: 1、硬度 钻石的莫氏硬度为10,这是人类发现的最坚硬的天然物质.与其他宝石相比,钻石镶嵌在首饰上,更能抵抗各种材料的磨损和划伤.因此,钻石一旦拥有,就可以代代相传,因为它们永远不会被佩戴,永远都会佩戴...

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网