Najnowszy przełom w rozpraszaniu ciepła LED --- grafitowy radiator
Przewodzenie ciepła w ciele stałym jest realizowane głównie przez drgania sieci krystalicznej i ruch swobodnych elektronów. W metalu znajduje się duża liczba wolnych elektronów, a ich masa jest bardzo lekka i może bardzo szybko przenosić ciepło, dlatego metal ma dużą przewodność cieplną.
W przypadku przewodzenia ciepła metalu drgania sieci są drugorzędne; dla ciał stałych polimerowych (radiator grafitowy) jest niewiele wolnych elektronów. Dlatego drgania atomów w polimerach są głównym mechanizmem przewodzenia ciepła.
Wysokopolimerowy (grafitowy radiator) jest zdominowany przez wiązania kowalencyjne i nie ma wolnych elektronów. Przewodzenie ciepła jest głównie prowadzone przez fonony zderzające się ze sobą przez cząsteczki (lub atomy). Dlatego stopień krystalizacji ma istotny wpływ na przewodność cieplną. Ponieważ polimerom trudno jest utworzyć kompletne monokryształy, przewodność cieplna polimerów krystalicznych lub amorficznych nie jest wysoka, ale przewodność cieplna jest również wysoka, gdy krystaliczność jest wysoka.
Zakładając, że cząsteczka w sieci krystalicznej ma wyższą temperaturę, jej drgania termiczne są silniejsze i średnia amplituda jest również większa, natomiast temperatura sąsiedniej cząstki jest niższa, a drgania termiczne słabsze. Ze względu na siłę oddziaływania między cząstkami, pod wpływem cząstek o silniejszych drganiach wzrośnie drganie cząstek o słabszych drganiach, a energia ruchu termicznego wzrośnie.
W wysokich polimerach przewodność cieplna w cząsteczce jest wyższa niż przewodność cieplna między cząsteczkami, więc wzrost masy cząsteczkowej jest korzystny dla poprawy przewodności cieplnej. W zorientowanych materiałach polimerowych przewodność cieplna w kierunku orientacji jest wyższa niż przewodność cieplna w kierunku orientacji pionowej.
W bardzo niskiej temperaturze przewodność cieplna polimeru wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Gdy temperatura osiągnie powyżej 100K, przewodność cieplna spada wraz ze wzrostem temperatury. Waha się od 0 do 100°C. Przewodność cieplna polimerów zmienia się wraz z temperaturą, ale zakres zmienności mieści się w granicach 10%.
W ten sposób ciepło może być przenoszone i przenoszone, dzięki czemu ciepło w całym krysztale jest przenoszone z wyższej temperatury do niższej temperatury, co powoduje przewodzenie ciepła. Widać, że ciepło jest przenoszone przez drgania sieci. Istnieją dwa mechanizmy przewodzenia drgań sieci, jeden to przewodzenie fotonów, a ten mechanizm jest głównym mechanizmem w wysokiej temperaturze.
Ponieważ drgania termiczne sieci są nieliniowe, istnieje efekt sprzężenia między sieciami, który spowoduje zderzenia fononów ze sobą i zmniejszenie średniej swobodnej ścieżki fononów. Rozpraszanie spowodowane tym zderzeniem fononów wynika z oporu cieplnego w sieci. Główne źródło.
Wynika to ze zmian stanu ruchu cząsteczek, atomów i elektronów w substancji, takich jak wibracje i rotacja, które będą emitować fale elektromagnetyczne o wyższej częstotliwości. Wśród nich światło widzialne i światło bliskiej podczerwieni o długości fali od 0,4 do 40um mają silny efekt termiczny, który nazywa się promieniami ciepła, procesem przenoszenia ciepła jest promieniowanie cieplne.
Drugi to przewodzenie kwantyzacji fononowej, która dominuje, gdy temperatura nie jest zbyt wysoka. Ogólna postać przewodnictwa cieplnego ciała stałego określona przez przewodnictwo fononowe to...
Różne defekty, zanieczyszczenia i interfejsy ziaren krystalicznych w sieci krystalicznej spowodują rozpraszanie, co jest również równoznaczne ze spadkiem średniej drogi swobodnej fononów i spadkiem przewodności cieplnej. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta energia drgań fononu, wzrasta prawdopodobieństwo zderzenia i maleje średnia droga swobodna, co powoduje zmniejszenie przewodności cieplnej.
Podsumowując, zastosowanie osiągnięć technologicznych do przemysłu ledowego zwiększa wydajność rozpraszania ciepła, a koszt lamp ledowych zostanie znacznie obniżony, co sprzyja ogólnemu przełomowi technologicznemu branży ledowej
