解释一下金属和本征半导体作为温度功能元件时的热导率的差异.

解释一下金属和本征半导体作为温度功能元件时的热导率的差异.,第1张

金属的热导率大于半导体的热导率.

假如:这个温度功能元件是热电偶.

当用金属做热电偶时,由于金属的热导率较好,所以它的温差不太大,导致载流子的浓度差不大,所以热电偶的热电动势较小;

当用半导体做热电偶时,由于半导体的热导率较小,所以它的温差较大,导致载流子的浓度差较大,所以热电偶的热电动势较大.

所以,半导体材料(一般都用非本征半导体的P、N型配对)做的热电偶较一般金属做的热电偶,效果更为明显.

(供参考)

金属按导热性大小排列是:银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、纳(Na)、钼(Mo)、 钨(W)、锌(Zn)、镍(Ni)、铁(Fe)、铂(Pt)、锡(Sn)、铅(Pb)。

金属导热性用导热系数来衡量。导热系数的大小表明物质导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高,但成本高,纯铜其次,但加工不容易。

金属导热原理

金属导体的热传导主要是通过电子的运动,而绝缘体的热传导主要依靠格波的传导,即声子的运动,对于半导体,由于电阻相当高,性质介于导体和绝缘体之间,所以热导率由上述两种机构决定。一般情况,声子对热导率的贡献所占的比例要比电子的贡献大得多。

金属晶体的导热是由于晶体内部,自由电子与金属阳离子的碰撞,另一个金属原子又失去最外层电子,碰撞到第三个(形容词)金属阳离子上成为中性原子。

假如右端受热,右端的中性原子失去电子带着能量向左边金属阳离子传递左边金属原子,受热又失去电子,再向左端传递,这样热就从右端导到左端了。


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