材料的熱學(xué)性能及熱功能材料

 熱功能是一個(gè)廣泛的概念，包括熱膨脹、熱傳導(dǎo)、耐熱、隔熱和防熱等。因而熱功能材料也是多種多樣的，諸如，溫度傳感材料、耐熱合金、耐熱高分子材料、耐熱陶瓷、蓄熱、隔熱和防熱材料等。在這些材料中，有的歸屬于高溫工作的結(jié)構(gòu)材料或者高溫合金，一般不列入功能材料之中。一般的材料熱封參數(shù)測試儀器有：熱封試驗(yàn)儀、熱縮試驗(yàn)儀等。

   從本質(zhì)上講，熱功能材料利用的是材料的熱性能。熱性能主要包括熱容、熱膨脹和熱傳導(dǎo)。對(duì)金屬而言，原子在格點(diǎn)的平衡位置附近作微振動(dòng)，稱晶格振動(dòng)。晶格振動(dòng)以波的形式在晶體中傳播叫做格波。原子這種振動(dòng)使金屬表現(xiàn)出熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)等熱學(xué)性能。晶格的振動(dòng)是很復(fù)雜的，可以把這一復(fù)雜的振動(dòng)看成是若干獨(dú)立振動(dòng)模式的疊加。熱容與晶格振動(dòng)的簡諧項(xiàng)有關(guān)，熱膨脹、熱傳導(dǎo)則與晶格振動(dòng)的非簡諧項(xiàng)有關(guān)。

   金屬及合金的組織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，常要伴隨產(chǎn)生一定的熱效應(yīng)，因此，熱學(xué)性能分析已成為研究材料的一種重要手段。另外，材料的熱膨脹性能、導(dǎo)熱性能在精密儀器儀表電子技術(shù)、低溫技術(shù)和航空、航天工業(yè)中作為特殊功能材料均有重要的作用。