1、LED散熱鋁的晶格比熱容的聲子理論依據聲子功能性材料是近年才興起的，是以愛因斯坦的量子理論為依據的，所謂聲子是晶格振動中的簡諧振子的能量量子，因簡諧振蕩的頻率為聲頻，簡稱聲子，它反映了晶體中原子的集體運動的量子化性質。而傳熱與散熱是固體內部聲子兩種不同性質的達動方式。所有的教科書都重視對聲子傳熱的研究，以為傳熱快，散熱也一是快。這是錯誤的，傳熱快的物質其散熱（吸熱）的速度不一定快。因為物質的傳熱與熱傳導系數成正比；散熱（吸熱）與比熱容系數成正比。傳熱快物質不一定散熱快。晶格振動假設:每個原子中心的平衡位置在對應晶格格點上；原子離開平衡位置的位移與原子間距相比是小量,可以用諧振近似。晶體內的原子

2、在各自的平衡位置上作微小的振動，原子間存在著相互作用力，振動在晶體中形成了波；由于晶格周期性條件的限制，波的能量是量子化的。如果振動微弱，原子間非簡諧作用可以忽略，振動模式可以用一系列獨立的簡諧振子來描述，諧振子的能量量子稱為聲子。由于聲子對固體材料比熱容有功獻，而金屬電子在一定的溫度范圍內是恒定的，對固體比熱容無貢獻。因此有必要對聲子的理論進行研究。材料的熱學性能聲子：聲子存在彈性波帶隙、彈性常數及密度周期分布的材料或結構被稱為聲子晶體（Phononic Crystals）。聲子這個名詞是模仿光子而來（因為電磁波也是一種簡諧振動）。聲子與光子都代表簡諧振動能量的量子。所不同的是光子可存在于介

3、質或真空中，而聲子只能存在于晶體之中，只有當晶體中的點陣由于熱激發而振動時才會有聲子，在絕對零度下，即在OK時，所有的簡正模式都沒有被激發，這時晶體中沒有聲子，稱之為聲子真空。聲子與光子存在的范圍不同，即寄居區不同。彈性波在聲子晶體中傳播時，受其內部周期結構的作用，形成特殊的色散關系（能帶結構），色散關系曲線之間的頻率范圍稱為帶隙。圖1為二維聲子晶體的能帶結構，圖中陰影所示為帶隙。理論上，帶隙頻率范圍的彈性波傳播被抑制，而其它頻率范圍（通帶）的彈性波將在色散關系的作用下無損耗地傳播。當聲子晶體的周期結構存在缺陷時，帶隙頻率范圍內的彈性波將被局域在缺陷處，或沿缺陷傳播。因此，聲子晶體可用于控制彈

4、性波的傳播，在新型散熱材料、新型聲學器件、減振降噪領域具有廣闊的應用前景。我們在設計復合晶體散熱材料時，首先考慮到：A、金屬電子在一定的溫度范圍內是恒定的，對固體比熱容無貢獻；B、聲子晶體可用于控制彈性波的傳播；C、復合晶體中，晶體熱容是相加的關系；D、要選擇聲子活性強的晶體材料。    給同志們看幾種無機材料典型的晶體結構類型，能夠對其晶胞進行分析和描述晶系、基本格子、等同點分析、正負離子配位數（CN±）、晶胞分子數z、質點坐標、四面體和八面體空隙數量、位置及被占據情況、同晶型典型物質及特性，熟記幾個典型晶體結構圖。   

5、 1. 金剛石型結構    金剛石型結構是以金剛石結構作為代表的。金剛石的化學式為C，屬立方晶系，基本格子是立方面心格子，空間群符號Fd3m，晶胞參數ao=0.356nm。圖3-21是金剛石的晶胞圖和投影圖，此晶胞中共有8個C原子，分別位于立方面心的所有結點位置和交替分布在立方體內8個小立方體中的4個小立方體的中心。有2套等同點，8個頂角和6個面心的質點屬于一套，構成立方面心格子，體內的4個質點屬于一套。務必注意，不同套的等同點，必須具有相同的布拉維格子，一個晶胞中只能有一種布拉維格子。在金剛石晶體中，C原子的配位數為4，C-C之間形成共價鍵。當建立了坐標系之后，

6、就可以確定每個質點的坐標位置，如質點A的坐標為：1/4, 1/4, 3/4，質點B的坐標為：1/2, 1, 1/2，質點C的坐標為：1, 1, 1。這種采用數值化方式描述晶體結構是最規范化的，但以球體堆積的方法來描述晶體結構，則相對直觀，有助于理解。為了方便表示晶胞，還可以采用投影圖，圖3-21中示出了晶胞在（001）面上的投影圖，各質點在a軸、b軸方向上的位置，已在投影圖中示出，在c軸方向的高度則由數字標出，可以用百分制或者分數表示，比如50或者1/2均表示在c軸方向一半的高度，其余類推。         

7、60;          在金剛石晶體中，質點不作緊密堆積，加上C原子質量較輕，所以金剛石的密度較小。由于C-C之間形成很強的共價鍵，所以金剛石具有非常高的硬度和熔點，其硬度是自然界所有物質中為最高的。它具有很好的導熱性能，是由于組成質點單一，有助于聲子傳導和熱輻射。但金剛石的比熱容卻很小，作散熱用不行。金剛石還具有半導體性能。因此，金剛石常被用作高硬切割材料和磨料以及鉆井用鉆頭、集成電路中散熱片和高溫半導體材料。    與金剛石屬于同一種類型結構的物質有硅、鍺、灰錫（a-Sn）、人工

8、合成立方氮化硼（c-BN）等。自然界中存在少量天然金剛石，工業上主要用石墨經高溫高壓合成得到。    2. 石墨結構    石墨的化學式也是C，屬六方晶系，六方原始格子，P63/mmc空間群，ao=0.246nm，co=0.670nm。石墨的結構(圖3-22)特征是C原子成層狀排列，每一層中C原子排列成六方環狀，每個C原子與周圍3個C原子成共價鍵結合，鍵長0.142nm。層與層之間依靠分子鍵結合，層間距0.335nm。虛線范圍是單位晶胞。石墨的很多性質是與石墨的這種結構特點密不可分的。由于石墨層間結合力較弱，使其容易沿層間解理，有滑膩

9、感，表現出良好的潤滑性，在機械工業上作為中低溫固體潤滑劑。C原子有4個外層電子，但在層內只有3個電子參與成鍵，多余1個電子可在層內移動，類似于金屬中的自由電子，因此，在平行于層的方向具有良好的導電性，可以用作電極和氣氛爐的高溫發熱體，石墨發熱體最高使用溫度可達2000°C以上。石墨硬度低，易加工，在惰性氣氛中熔點很高，可用作高溫坩堝。    人工合成六方氮化硼（h-BN）與石墨具有相同的結構類型，在石墨晶體結構中，將C原子依次交替換成B原子和N原子，就成了h-BN。它是陶瓷中惟一可以用車、刨、銑、鉆進行機加工的陶瓷，可用作高溫固體潤滑劑，不導電。    金剛石和石墨具有相同的化學組成，但結構類型卻絕然不同，這是由于它們的生成熱力學條件不同所致。石墨是在高溫下生成，而金剛石卻是在高溫高壓條件下生成。我們把化學組成相同的物質，在不同的熱力學條件下生成不同的晶體結構的現象