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絕緣材料的原理

絕緣材料的原理

絕緣材料的原理

熱輻射

熱交換的基本途徑為:傳導、對流和輻射。為了有效散熱,人們常通過減少熱流途徑的熱阻和加強對流系數來實現,往往忽略了熱輻射。LED燈具一般采用自然對流散熱,散熱器将LED産生的熱量快速傳遞到散熱器表面,由于對流系數較低,熱量不能及時地散發到周圍的空氣中,導緻表面溫度升高,LED的工作環境惡化。提高輻射率可以有效地将散熱器表面的熱量通過熱輻射的形式帶走,一般鋁制散熱器通過陽極氧化來提高表面輻射率,陶瓷材料本身可以具有高輻射率特性,不必進行複雜的後續處理。

輻射機理

陶瓷材料的輻射機理是由随機性振動的非諧振效應的二聲子和多聲子産生。高輻射陶瓷材料如碳化矽、金屬氧化物、硼化物等均存在極強的紅外激活極性振動,這些極性振動由于具有極強的非諧效應,其雙頻和頻區的吸收系數,一般具有100~100cm-1數量級,相當于中等強度吸收區在這個區域剩餘反射帶的較低反射率,因此,有利于形成一個較平坦的強輻射帶。

一般來說,具有高熱輻射效率的輻射帶,大緻是從強共振波長延伸到短波整個二聲子組合和頻區域,包括部分多聲子組合區域,這是多數高輻射陶瓷材料輻射 帶的共同特點,可以說,強輻射帶主要源于該波段的二聲子組合輻射。除少數例外,一般輻射陶瓷的輻射帶集中在大于5m的二聲子、三聲子區。因此,對于紅外輻 射陶瓷而言,1~5m波段的輻射主要來自于自由載流子的帶内躍遷或電子從雜質能級到導帶的直接躍遷,大于5m波段的輻射主要歸于二聲子組合輻射。

劉維良、駱素銘對常溫陶瓷紅外輻射做了研究,測試的陶瓷樣品紅外輻射率約0.82~0.94,對不同表面質量的遠紅外陶瓷釉面也進行了測試,輻射率約0.6~0.88,并從陶瓷斷口SEM照片中得出遠紅外陶瓷粉在釉中添加量為10wt%時的輻射性能、釉面質量、顔色和成本較佳,其輻射率達到了 0.83,其他性能均達到國家日用瓷标準要求。崔萬秋、吳春芸對低溫遠紅外陶瓷塊狀樣品進行了測試,紅外輻射率為0.78~0.94。李紅濤、劉建學研究發現,常溫遠紅外陶瓷輻射率一般可達0.85,國外Enecoat釉塗料最高輻射率可達0.93~0.94。衆多研究均表明,陶瓷材料或釉面本身具有很高的紅外輻射率,是其替代傳統鋁制散熱器的一大重要參數。


來源:本站 時間:2019-05-21 14:07:32
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