金刚石性质

　　毋庸置疑，具有独特晶体结构和电子结构的高品级金刚石才会具备热管理材料所要求的优异性质，如高热导(990～2200W·m-1·K-1)、极低的热膨胀系数(不超过1.0×10-6K-1)、低介电常数(约5.5)、高电阻率和击穿场强(约1000kV/mm)。

　　金刚石颗粒热导率：金刚石种类很多，不同品种间的性能差异很大。如天然IIa型金刚石在室温下热导率高达2200W·m-1·K-1;而人造单晶金刚石的热导率，则根据其缺陷的多少而有所不同。

　　金刚石颗粒大小及其分布：L.Weber等人用不同粒度金刚石与Ag-Si制备复合材料，发现当原料为MBD4级时，随粒径的增大复合材料热导率逐渐增大，当粒径超过200μm时，热导率达到800W·m-1·K-1。此后，复合材料热导率随金刚石粒径增大而下降。而采用高品质金刚石时，复合材料热导率逐渐增大，金刚石粒径增大到300μm以上时热导率仍可保持在800W·m-1·K-1的水平上。

　　金刚石晶型：人造金刚石晶型越完整，其热导率越高。Flaquer等人通过线性追踪法及Hasselman-Johnson模型对金刚石的体积分数、颗粒尺寸尤其是晶型进行了建模分析，发现当金刚石晶型为正六面体时，复合材料的热导率达到最大值，此后热导率无明显变化。

　　金刚石主要靠声子导热，其声子平均自由程由声子间的相互碰撞和固体中缺陷对声子的散射决定。金刚石中的杂质元素、位错和裂纹等晶体缺陷，残留金属催化剂及晶格位向等因素都会与声子发生碰撞使其发生散射，从而限制了声子的平均自由程，降低热导率。复合材料导热时，声子、电子导热及声子-电子的相互作用对复合材料热导率的影响更为复杂，主要包括以下方面：

　　化学成分：化学组分越复杂,杂质含量越多,材料热导率降低越明显。这是由于第二组分和杂质的引入会引起晶格扭曲、畸变和位错，破坏晶体的完整性，增大声子或电子的散射几率。

　　内部缺陷：材料中各种缺陷都是引起声子散射的中心，会降低声子平均自由程和材料热导率。单晶中的杂质、位错、裂纹等晶格缺陷以及复合材料中的气孔等都会增大声子散射几率。

　　晶体结构：单晶结构越复杂，导热系数越低。多晶在结构上的完整性和规则性都比较差，加上晶界上杂质和畸变等因素都会使声子散射增加。

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