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导热性能最好的矿物——金刚石

自然界中导热性能最好的矿物是什么?很多人第一反应或许会是金属。的确,金属具有良好的导热性,但却并不是这个问题的答案。

来自2012/11/19/ 小宇宙百科12325

kimifrank/编 雨璇/配图

自然界中导热性能最好的矿物是什么?很多人第一反应或许会是金属。的确,金属具有良好的导热性,但却并不是这个问题的答案。出乎很多人的意料,自然界中导热性能最好的矿物是金刚石,其热导率最高可能超过2000W/mK,而金属中导热最好的银,热导率仅420W/mK(热导率是导热能力的度量,数值越大表明导热能力越强)。金刚石超高的导热性是其不同寻常的导热方式决定的。众所周知,金属通过自由电子的热运动来传递热量。金刚石中没有自由电子,其传导热的方式被称为“声子传热”。简单地讲,构成物质的微粒之间都有或强或弱的相互作用力,当一个微粒热运动加剧时,会带动相邻的微粒热运动加剧,从而将热量从高温处传导到低温处。金刚石中微粒之间的相互作用力非常强(这也是金刚石具有高硬度的一个原因),使得相邻的微粒运动的传导迅速且高效。金刚石因而具有极高的导热性。当然,金刚石只是自然存在的矿物中导热性最高的,实验室中已经制造出导热性更优越的物质。但是金刚石“声子传热”的导热方式仍然是物理学中前沿的研究课题。kimifrank/编·天工开物

编者 kimifrank

A man can be destroyed, but not defeated.

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