固体材料的热传导及抗热震性

格式：pptx
大小：1.63 MB
文档页数：28

下载文档原格式

陶瓷材料抗热震性的研究进展

陶瓷材料抗热震性的研究进展文圆;黄惠宁;张国涛;黄辛辰;杨景琪;戴永刚【摘要】The state of investigation on thermal shock resistance of ceramics at home and abroad in recent years and the theories of ceramic thermal shock resistance were briefly described. The research progress of investigation in thermal shock resistance of ceramics material and approach to improve the thermal shock resistance of ceramics were summarized. Prediction and analysis of thermal shock resistant ceramic material development prospects are good.%根据近年来国内外陶瓷抗热震性的研究现状, 简要介绍抗热震陶瓷的评价理论, 系统总结陶瓷材料抗热震性研究进展情况以及目前提高材料抗热震性能的方法, 并预测分析抗热震陶瓷材料发展前景良好.【期刊名称】《佛山陶瓷》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】7页(P1-7)【关键词】陶瓷;抗热震性;第二相;研究进展【作者】文圆;黄惠宁;张国涛;黄辛辰;杨景琪;戴永刚【作者单位】广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031;广东金意陶陶瓷集团有限公司,佛山 528031;佛山金意绿能新材科技有限公司,佛山 528031【正文语种】中文1 引言陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良性能，是较为理想的高温结构材料，在高温工程方面得到广泛应用，但由于陶瓷很脆且抗热震性较差，使其应用受到了限制。

陶瓷材料的基本材料

Al2O3、ZrO2
燃烧室喷嘴：SiC,BeO 电炉发热体：ZrO,SiC
Slide - 15
High Confidential
３.其它物理、化学性能： i：高电阻：良好的绝缘体。
半导体陶瓷、压电陶瓷等。
ii：特殊光学性能：
固体激光材料：红宝石；
光导纤维：玻璃纤维。 iii：磁性陶瓷：又名铁氧体，由Fe2O3和Mn、Zn的氧化物组成。 iv：高的化学稳定性：抗氧化，1000℃高温下不氧化。
High Confidential
3、碳化物陶瓷：包括：碳化硅、碳化铈、碳化钼、碳化铌、碳化钛、碳化钨、
碳化钽、碳化钒、碳化锆、碳化铪等。
特点：具有很高的熔点、硬度和耐磨性缺点：耐高温氧化能力差，脆性极大
Slide - 31
High Confidential
碳化硅陶瓷：碳化硅陶瓷在碳化物陶瓷中应用最广泛。其密度为
性能
用途
耐酸碱容器绝缘电磁
Slide - 18
High Confidential
二、特种陶瓷：
采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、 ZrO2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制得。
Slide - 19
High Confidential
1、氧化物陶瓷：
氧化铝陶瓷:以Al2O3为主要成分， 75 瓷（ 75% Al2O3 ）又称刚玉 - 莫来石瓷； 95 瓷
氧化铝陶瓷被广泛用作耐火材料，如
耐火砖、坩埚、热偶套管，淬火钢的切削刀具、金属拔丝模，内燃机的火花塞，火箭、导弹的导流罩及轴承等。
氧化铝陶瓷密封环
氧化铝陶瓷坩埚
氧化铝陶瓷转心球阀
Slide - 22

【精品文章】石墨的特性以及石墨的用途

石墨的特性以及石墨的用途
石墨的特性以及石墨的用途
石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。

由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。

石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。

碳是一种非金属元素，拉丁语为Carbonium。

石墨的特性
石墨及其制品具有高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃等优良特性，被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。

石墨的具体特性大致有以下几种：
1、超强的耐高温特性
石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。

石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。

2、石墨制品具有很好的导热性、抗热震性。

石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

3、石墨制品具有化学稳定性和抗侵蚀能力。

石墨在常温下具有很好的化学稳定性，不受任何强酸，强碱及有机溶剂的侵蚀。

4、石墨制品环保健康，无放射性污染，耐高温。

碳要在2000-3300度高。

材料物理性能

参考书：
材料物理性能哈尔滨工业大学出版社邱成军等 TB303/Q712
材料物理性能
机械工业出版社，陈騑騢
TB303/C417
金属材料物理性能
冶金工业出版社王润
75.211 W35
无机材料物理性能
清华大学出版社关振铎等
71.2241/460
工程材料的性能、设计与选材机械工业出版社，柴惠芬,石德珂编
通过材料性能的学习，可以掌握材料性能的基本概念、物理本质、变化规律及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的各种因素及材料性能与其化学成分、组织结构间的关系，掌握改善和提高材料性能、充分发挥材料性能潜力的主要途径，同时了解材料性能的测试原理、方法及相关仪器设备。
只有这样才能在合理选用材料、提高材料性能和开发新材料过程中具有必须的基本知识、基本技能和明确的思路。
（3）T→0时，热容为0，与事实相符。
1.爱因斯坦模型
进步：能量量子化，考虑了温度因素。不足：在T＜＜θE温区理论值较实验值下降得过快。原因：前提、没有考虑低频率振动对热容的贡献。德拜模型在这一方面作了改进，故能得到更好结果。
2. 德拜模型
前提：①考虑了晶体中各质点的相互作用；②对热容的贡献主要是频率较低的声频支振动（0～ωmax），光频支振动对热容的贡献很小，忽略； ③把晶体看作连续介质；④ ωmax由分子密度和声速决定。
材料在不同制造工艺条件下所表现出来的承受加工的能力，是物理、化学性能的综合。如铸造性能、塑性加工性能、焊接性能、切削加工性能等。直接影响材料使用的方式、成本、生产效率等。
2.为什么要学习和研究材料的性能
材料性能学是材科科学与工程一级学科专业基础课。因为材料科学的根本任务是：材料制备、提高材料性能、开发性能优异的新材料、研究材料的应用，以满足各行业对材料性能要求日益提高的需要。最终归结到材料性能上。

金属冶炼过程中的热传导与传热机制

金属冶炼过程中的热传导与传热机制
目录
金属冶炼概述热传导原理传热机制金属冶炼过程中的热传导与传热金属冶炼过程中的热工控制未来研究方向与展望
01
CHAPTER
金属冶炼概述
金属冶炼是指通过一系列物理和化学反应，从矿石或废金属中提取和纯化金属的过程。
定义
金属冶炼的目的是为了获得纯度较高的金属，以满足工业和科技领域的需求。
热传导在轧制过程中起着至关重要的作用，通过控制轧辊的温度和冷却水的流量等参数，可以调节被轧制金属材料的温度和变形程度，从而控制轧制产品的质量和性能。
为了提高轧制过程中的传热效率，通常采取措施如优化轧辊设计、加强冷却水系统维护、加强温度控制等。
05
CHAPTER
金属冶炼过程中的热工控制
压力对金属冶炼过程中的气体反应和熔体流动等具有重要影响。
热对流
通过电磁波传递能量的方式。在金属冶炼过程中，高温炉气和熔融金属以热辐射的形式释放热量。
热辐射
1
2
3
描述热量在物质内部传递的数学模型，基于傅里叶定律建立，用于分析温度场分布和热量传递速率。
热传导方程
描述流体中热量传递的数学模型，基于牛顿冷却定律建立，用于分析对流换热过程。
对流方程
描述物体之间通过电磁波传递热量的数学模型，基于斯蒂芬-玻尔兹曼定律建立，用于分析辐射换热过程。
气氛是金属冶炼过程中影响化学反应的重要因素之一。
06
CHAPTER
未来研究方向与展望
总结词
随着环保意识的提高和能源成本的增加，研究高效低能耗的金属冶炼技术成为未来的重要研究方向。
详细描述
通过改进现有冶炼工艺、开发新型冶炼技术和优化能源利用，可以降低冶炼过程中的能耗和减少对环境的影响。例如，研究开发能够提高热能利用效率和降低能耗的熔炼炉和冶炼工艺，以及探索利用可再生能源或低品位能源进行金属冶炼的方法。

热解氮化硼(PBN)

表观密度
g/cm3
2.10－2.15(板材) 2.15－2.19(坩锅)
氦透过率
cm3/s
1×10－10
显微硬度(Knoop)(ab平面)
N/mm2
691.88
体积电阻系数
Ω•cm
3.11×1011
抗张强度(力|| “C”)
N/mm2
153.86
抗弯强度
(力|| “C”)
N/mm2
243.63
(力⊥ “C”)
■规格：
类型
类别
最大尺寸
坩埚类
LEC
8 inch
VGF
8 inch
MBE
8 inch
异形坩埚
板材类
圆形板材
8 inch
长舟
8 inch
绝缘板(MOCVD)
8 inch
涂层类
蒸发舟
石墨加热器
PBN/PG复合加热器
■主要参数:
性能
单位
数值
晶格常数
µm
a:2.504×10-10 c:6.692×10-10
N/mm2
197.76
弹性模量
N/mm2
235690
热传导率
W/m•k
“a”方向 “c”方向
(200℃)
W/m•k
60 2.60
(900℃)
W/m•k
43.70 2.80
介电强度(室温)
KV/mm
56
纯度高达99.99％，表面致密，气密性好。
耐高温，强度随温度升高，2200℃达到最大值。
耐酸、碱、盐及有机试剂，高温与绝大多数熔融金属、半导体等材料不湿润、不反应。
抗热震性好，热导性好，热膨胀系数低。

【精品文章】一文了解氮化硼(BN)材料

一文了解氮化硼（BN）材料
在100多年前，氮化硼在贝尔曼的实验室首次被发现，该材料得到较大规模发展是在20世纪50年代后期。

氮化硼（BN）是一种性能优异并有很大发展潜力的新型陶瓷材料，包括5种异构体，分别是六方氮化硼（h-BN），纤锌矿氮化硼（w-BN），三方氮化硼（r-BN）、立方氮化硼（c-BN）和斜方氮化硼（o-BN）。

广泛应用于机械、冶金、化工、电子、核能和航空航天领域。

图1 氮化硼的六方晶型、闪锌矿晶型和纤维锌矿晶型
1. 氮化硼简介
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，分子式为BN，分子量
24.81。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，理论密度2.27g/cm3。

氮化硼粉末具有松散、润滑、质轻、易吸潮等性质，颜色洁白。

氮化硼制品呈象牙白色。

目前对氮化硼的研究主要集中在对其六方相（H-BN）和立方相（C-BN）上的研究。

图2 氮化硼粉末及氮化硼晶体
氮化硼的性能可以主要分为以下几个方面：
在机械特性方面：拥有不磨蚀、低磨耗、尺寸安全性、润滑性佳、耐火及易加工等优点。

在电气特性方面：拥有介电强度佳、低介电常数、高频率下低损耗、可微波穿透、良好的电绝缘性等优点。

在热力特性方面：拥有高热传导、高热容量、低热膨胀、抗热冲击、高温润滑性及高温安定性等优点。

耐火砖指标

耐火砖指标一、耐火砖的定义耐火砖是一种专门用于耐高温环境的建筑材料，具有良好的耐火性能和耐热震性能。

它通常由高岭土、石英砂等原料制成，经过成型、干燥和烧结等工艺过程制成坚硬的砖块。

二、耐火砖的分类根据不同的耐火砖材料和用途，耐火砖可以分为不同的类型，常见的有以下几种：1. 草坪砖草坪砖是一种特殊的耐火砖，通常用于草坪和花园的铺设。

它具有良好的耐磨性和耐冻融性能，能够承受较高的草坪车辆和行人流量。

2. 隧道砖隧道砖是一种专门用于隧道衬砌的耐火砖。

它具有良好的耐高温性能和抗硫酸盐侵蚀性能，能够有效保护隧道结构不受高温和腐蚀的影响。

3. 炉墙砖炉墙砖是一种用于高温炉体结构的耐火砖。

它具有良好的耐火性能、耐热震性能和耐侵蚀性能，能够承受高温和化学腐蚀的侵蚀，保证炉体的安全运行。

4. 耐酸砖耐酸砖是一种专门用于耐酸环境的耐火砖。

它具有良好的耐酸性能和耐侵蚀性能，能够承受酸性介质的侵蚀，广泛应用于化工、冶金等行业。

三、耐火砖的指标耐火砖的性能指标对于保证其使用寿命和安全性非常重要。

以下是常见的耐火砖指标：1. 耐火度耐火砖的耐火度指的是其能够承受的最高温度。

常见的耐火度等级有SK-30、SK-32、SK-34、SK-36和SK-38等，分别对应不同的最高使用温度。

2. 常温抗压强度耐火砖在常温下的抗压强度是评价其强度和耐久性的重要指标。

一般要求常温抗压强度在10-20MPa之间。

3. 耐热震性能耐热震性能是指耐火砖在高温下快速冷却或受到冷热循环时的抗裂性能。

优秀的耐火砖应具有良好的耐热震性能，能够承受温度快速变化而不破裂。

4. 耐侵蚀性能耐火砖在化学介质中的耐侵蚀性能是评价其耐久性的重要指标。

耐火砖应具有较好的耐酸碱侵蚀性能，能够承受化学介质的腐蚀而不受损。

5. 密度和孔隙率耐火砖的密度和孔隙率直接影响其热传导性能和抗渗透性能。

一般来说，耐火砖的密度越大、孔隙率越小，其热传导性能和抗渗透性能越好。

6. 热膨胀系数耐火砖的热膨胀系数是指其在温度变化时的线膨胀量与温度变化量之比。

耐2000度高温材料

耐2000度高温材料
耐高温材料是指能够在极端高温环境下保持稳定性和性能的材料。

在现代工业中，对耐高温材料的需求日益增加，特别是在航空航天、能源、冶金等领域。

随着科学技术的不断进步，人们对耐高温材料的要求也越来越高，因此研发出能够耐受2000度高温的材料成为了科研工作者们的目标之一。

耐高温材料通常具有以下几个特点，首先，具有良好的热稳定性，能够在高温下不发生结构破坏或性能下降；其次，具有良好的耐热疲劳性能，能够在高温循环载荷下长期使用而不失效；再次，具有良好的抗氧化性能，能够在高温氧化环境中长期稳定使用；最后，具有良好的热传导性能，能够在高温下快速传导热量，保护其它部件不受热损伤。

目前，用于耐2000度高温的材料主要有碳化硅陶瓷、碳化硼、氧化锆、氧化铝等。

其中，碳化硅陶瓷是一种非常理想的耐高温材料，它具有极高的熔点和热稳定性，能够在2000度的高温下保持良好的性能。

此外，碳化硅陶瓷还具有优异的耐热震性能和抗氧化性能，是目前应用较为广泛的耐高温材料之一。

除了碳化硅陶瓷外，碳化硼也是一种重要的耐高温材料。

它具有极高的熔点和硬度，能够在极端高温下保持稳定性，是制造高温工具和耐火材料的理想选择。

此外，氧化锆和氧化铝也具有良好的耐高温性能，被广泛应用于航空航天领域和高温工业设备中。

随着科学技术的不断发展，人们对耐高温材料的要求也在不断提高。

未来，随着材料科学的进步，相信会有更多新型的耐高温材料被研发出来，为人类的高温工程提供更多选择。

总的来说，耐2000度高温材料是现代工业中不可或缺的重要材料之一。

通过不断的科研和技术创新，相信会有更多更优秀的耐高温材料被研发出来，为人类的高温工程提供更好的保障。

玻璃的热学性质

热膨胀的程度与玻璃的种类和成分有关，因为不同物质中原子或分子的相互作用力和晶格结构有所不同，这决定了它们在受热时膨胀的程度。
玻璃的热膨胀系数
热膨胀系数是衡量物质在温度升高时膨胀程度的物理量，对于玻璃来说，其值通常以线膨胀系数表示。
玻璃的热膨胀系数取决于其制造过程中使用的原材料和工艺条件，因此不同种类和用途的玻璃具有不同的热膨胀系数。了解玻璃的热膨胀系数对于设计和制造过程中需要考虑的关键因素，如与金属封接时的尺寸稳定性、防止因温度变化而产生的热应力等。
和汽车等领域的隔热材料。
不同种类和加工工艺的玻璃，其热传导系数有所不同，因此需要根据使用需求选择合适的玻璃材
料。
玻璃热传导的应用
01
02
03
建筑隔热
利用玻璃的低热传导性能，可以有效地阻隔室内外的热量交换，降低建筑物的能耗。
汽车制造
汽车的风挡玻璃和车窗使用玻璃材料，可以减少车内温度变化，提高驾驶舒适度。
建筑玻璃的应用
节能建筑
通过使用低辐射玻璃、中空玻璃等，提高建筑的保温和隔热性能，
降低能耗。
采光与视野
利用透明玻璃提供自然光，增强室内采光，同时提供宽阔的视野。
装饰与艺术
各种彩色、图案和工艺玻璃用于装饰和艺术创作，增添建筑的艺术美感。
光学玻璃的应用
镜头制造
光学玻璃是镜头制造的重要材料，用于摄影、摄像和科学仪器等领域。
热传导主要通过固体、液体和气体中的粒子振动和碰撞进行，但在不同介质中，热传导的速率和方式有所不同。
当热量传递时，高温区域的微观粒子振动幅度较大，与低温区域微观粒子的振动幅度差产生传递热量的驱动力。
玻璃的热传导系数
玻璃的热传导系数是指单位时间内，单位面积上热量通过玻璃的

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

1cvl
3 c 声子的热容，v 声子的速度，l 声子的平均自由程。
对于声频支来讲，声子的速度可以看作是仅与晶体的密度
和弹性力学性质有关（v E），它与角频率无关，但热
容c和自由程l都是声子振动频率的函数。
因此，可得固体热导率的普遍形式为：
1 3
c(
)
v
l(
)
d
2020/4/1
9
3、光子热导
2020/4/1
1
（3-1）式也可写成：
q dT
dX
(3 2)
或如书上用表示
这里，q 单位时间内通过垂直截面的热流密度， J.m2.s1。
热导率λ的物理意义：单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直截面积的热量。单位：J.M-1.S-1.K-1或W.m-1.K-1。
金属 λ =50~415 W/（m.K) 合金 λ =12~120 W/（m.K) 绝热材料λ =0.03~0.17 W/（m.K) 非金属液体 λ =0.17~0.7W/（m.K) 大气压气体λ =0.007~0.17 W/（m.K)
温度状态下，它的热振动较强烈，而其邻近质
点处的温度较低，热振动较弱，由于质点间存
在相互作用力，振动较弱的质点在振动较强的
质点的影响下，振动就会加剧、热振动能量就
增加，所以热量就能转移和传递，使在整个晶
体中热量会从温度高处传向低温处，产生热传
导现象。
• 前面讨论热容时已知：格波可分为声频支和光频支两类，现将分别讨论。
§3-1 固体材料的热传导
一、固体材料热传导的宏观规律
T1 T1>T2
T2
x
当固体材料一端的温度比另一端高时，热量就会从热端自动地传向冷端，这个现象称为热传导。
对于各向同性物质，热传导符合付立叶定律，即
Q dT S t
dx
(3-1)
这里: Q - -传递的热量, 热导率(或导热系数)
dT x方向上的温度梯度，S - -垂直于x方向的截面积， dx t - -时间。
c n
热导率：r
16 3
n
2T3lr
l r 辐射光子的平均自由程。通式与声频的的通式相同。
• 热平衡时，吸收与发射射线的能量相同，有温度梯度时，吸收大于辐射----热传导。
2020/4/1
8
量子理论：一个谐振子的能量是不连续的，只能是一个最小单元的整数倍，即为hν。晶格振动中的能量同样是量子化的，对于声频支，可看成是一种弹性波，因此把声频波的量子称为“声子”，其能量为hν。
声子的引入，对讨论带来了方便，可把格波的传播看成是质点—声子的运动。把格波与物质的相互作用理解为声子和物质的碰撞。运用相似于气体碰撞的方法，可得热导率公式为：
cP
2020/4/1
3
除了上述两个导热物理参量外，常用的还有热阻R和热导G。 R 1 T
G 这里为热流量，单位W；T为通过截面的温差，T，因此R的量纲为K.W-1。
热阻：热量传递所受的阻力，单位W.K-1。详见热导的微观机理。
2020/4/1
4
二、固体材料热传导的微观机理
• 气体传热----依靠分子的碰撞来实验。
1cvl
3 这里c 气体的热容，v 分子平均运动速度，l 分子运动平均自由程。
将自由电子气的有关参数代入上式，即可得到自由电子的热导率。
设单位体积中的自由电子数n，那么单位体积电子热容c
2
k
kT
E
0 F
.n；
2020/4/1
6
由于E
随温度
F
变
化不大，因此可用E
F代替E
0，自由电子
F
的平均速度为v
e
L 0 . T，
L0 2.4510 8V2.K-2。
当温度较低时，则必须考虑晶格对热导的贡献，上述定律写成：
T e T ph T L0 ph T
实际金属的L0并不是恒定的常数，详见P260表5.13。
2020/4/1
7
2、声子和声子热传导
•晶格振动传热机制
•
设晶格中一质点处于较高的
• 液体----对流和分子碰撞。
• 固体----原子的位置固定，只能在格点附近作热振动，不能靠原子碰撞传热。固体传热依靠晶格振动的格波（声子）和自由电子的运动以及电磁辐射（光子）来实现。
• 对于金属----以电子传热为主，自由电子多，且质量小，所以能迅速的传热。其λ较高，格波的贡献很次要。
• 在低温时，固体中电磁辐射很弱，但在高温时就很明显，因为辐射的能量与温度的四次方成正比。
2020/4/1
10
•
黑体
单位容积
的辐射
能E
为
T
ET 4 n3 T4 / c
斯蒂芬波尔兹曼常数，n - -折射率，c - -光速。
容积热容：cR
（ E ） 16n3T3
T
c
辐射线在介质中的速度：Vr
• 固体中除了声子热传导外，还有光子的热传导作用。这是因为固体中分子、原子和电子的振动等运动状态的改变会辐射出频率较高的电磁波。这类电磁波覆盖了一较宽的频谱，但是其中具有较强热效应的波长在 0.4~40μm间的可见光与部分红外线的区域。这部分辐射线也就称为热射线，热射线的传递过程也称为热辐射。由于其频率处于光频范围----光子的导热过程。
2020/4/1
2
• 付立叶定律只适用于稳定传热的条件下，即传热过程中，材料在x方向上各处的温度T是恒定的、与时间无关，即ΔQ/Δt是一个常数。
• 对于不稳定传热过程，存在以下关系式：
T t
cP
2T x 2
.
2T x 2
这里：材料的密度，cP 材料的恒压热容。
称为热扩散率，也称导温系数，其单位为m2.s1。
• 对于非金属晶体，如离子晶体—自由电子极少，晶格振动是他们的主要导热机制。
2020/4/1
5
材料的热导率λ=λph+λe+λl 这里λph为声子热导率（晶格热导率），λe为电子热导率，λl为光子热导率。
1、电子热导
对于纯金属，导热主要依靠自有电子，而合金导热就要同时考虑声子的贡献。对于良好的金属导体，金属中存在大量的自由电子可以近似看成电子气，那么借用理想气体热导率公式：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，
F
则有：
1（
32
k
kT
E
0 F
.n）.vF.lF
另有，E F
1 2
mv2F；
lF vF
称为自由电子驰豫时
F
间，则
有
2nk2T 3m
F
由金属热导和电导的微观物理本质可知，自由电子是他们的主要载体。
研究发现，在不
太低（
以上），金属热导率
D
与电导率
之比正比于温度，
其中的比例常数值不依赖于具体金属。
这就是魏德曼夫兰兹定律（widemann Franz），即：