誰知道金剛石的熱膨脹係數?

時間 2024-12-30 18:55:12

1樓:鐵合英御溪

人造金剛石是人工合成物質中熱導率最高的,熱導率可達2000w/;金剛石的線熱膨脹係數可低至。銅的熱導率380w/,熱膨脹係數18ppm/k

這兩者合成的金剛石-銅複合片熱導率可達800w/,熱膨脹係數5ppm/k左右。這種特別的材料最適合製作高速運算或高功率半導體晶元的襯底及導熱材料,例如照明用led的晶元襯底,電腦cpu等大面積晶元的熱沉轉接導熱片。除了高熱導率,金剛石-銅複合片的熱膨脹係數可以調整到接近半導體晶元的熱膨脹係數,避免熱應力對半導體晶元的破壞。

為什麼不能直接使用金剛石做這些襯底或導熱片呢?目前生產人造金剛石的技術主要有三類:一是cvd金剛石多晶膜,這種薄膜厚度和結構力度是否合於使用姑且不論;主要是其造價及耗能甚高,目前不適宜大批量在半導體工業上應用。

其二是**法生產的人造金剛石微粒,這種金剛石粒徑小,晶形破碎,雜質較多,可以做一些需要增加熱導率材料的填充新增物,但不適合做金剛石-銅複合片。已經工業化大批量生產多年的高溫高壓合成金剛石單晶顆粒,自然就成為主角材料了。然而金剛石是碳元素晶格,硬度雖高但沒有金屬的延展性,在高溫下容易石墨化或燒成二氧化碳。

在高壓制程中眾多小顆粒聚合在一起擠壓,晶格會從脆弱面崩裂,這些崩裂的碎片造成成品材料內部的空隙。金剛石是利用『聲子』傳熱,空隙就成了高熱阻。所以即使能將金剛石粉末壓合在一起也不能成為好的導熱材料。

銅的延展性和熱導率在金屬中都是名列前茅的,利用銅材料填充金剛石顆粒間的縫隙就能解決這個問題。當然,也可以製作金剛石-鋁複合材料。

金剛石的導熱係數為什麼高?

2樓:湖北碳六科技****

導熱的方式有兩種:如在金屬中,主要是電子的運動;但是在晶體— —如金剛石中,電子緊緊地系在原子中,要鬆動它們需要一定的能量,在室溫下, 幾乎沒有活動的電子。因此,熱的傳導是靠組成晶體晶格的原子的振動來完成。

的,物理學家把這種振動稱為熱能量子(或聲子)。可以想象量子在金剛石晶格中的活動就象高速公路上的跑車一樣,規則排列的。c原子的晶格好比是光滑的路面,而雜亂分佈的¨c原子好比是「減速器 。

晶體中有很多因素能夠減慢聲子的振動,這就是為什麼大多數晶體不象大多數金屬那樣是熱的良導體的原因。而金剛石總是例外的,部分原因是金剛石相當純,能消除大多數散射作用。隨著本世紀4o年代固體理論的成熟,科學家們開始對同位素引起的特殊效應感興趣,同一固體中不同同位素的存在將減慢晶體中熱能量子的振動。

3樓:網友

金剛石屬於原子晶體,其原子與原子之間通過共價鍵結合在一起共價鍵的化學能很高破壞共價鍵需要很高能量故金剛石導熱係數高。

金剛石的形成,金剛石是怎麼形成

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