1。遊離電子:
* 金属: 金属は、材料全体を簡単に移動できる自由電子の「海」があるため、優れた熱導体です。金属物体の一方の端が加熱されると、これらの遊離電子は熱エネルギーを吸収し、より迅速に振動させます。この増加した振動は、衝突を通じて隣接電子に渡され、金属全体に効果的に熱エネルギーを伝達します。
2。格子振動(フォノン):
* 非金属を含むすべての材料: 非金属でさえ、すべての材料には、格子構造に原子が配置されています。材料の一方の端が加熱されると、その端の原子がより激しく振動し始めます。これらの振動は、フォノンとして知られる波として格子構造を通過します。このフォノン伝播の効率は、材料の構造と原子間の結合の強度に依存します。
熱伝導率に影響する要因:
* 結晶構造: 通常の秩序化された結晶構造(金属など)を備えた材料は、障害のある構造(ガラスなど)の材料よりも優れた導体である傾向があります。
* 結合: 強力な共有結合または金属結合を持つ材料は、熱伝導率が向上しています。
* 温度: 通常、熱伝導率は温度の上昇とともに低下します。
* 不純物: 不純物は、格子構造を破壊し、熱伝導率を低下させる可能性があります。
例:
* 良い導体: 銅、銀、アルミニウム、金、ダイヤモンド
* 導体が悪い(絶縁体): 木材、プラスチック、ゴム、空気
要約すると、良好な熱伝導体には、エネルギーを簡単に輸送できる多くの遊離電子があり、その原子は格子振動(フォノン)の伝播を促進する方法で配置されています。