写的AZoM2021年4月1
热水瓶的作用是保持温度——但有时你想达到相反的效果:计算机芯片产生的热量必须尽快消散，这样芯片才不会被破坏。这需要特殊的材料，具有特别好的导热性能。欧洲杯足球竞彩
因此，TU Wien的一个研究团队与来自中国和美国的团队合作，开始寻找最佳的导热体。
他们最终在一种非常特殊的氮化钽中找到了他们想要的东西——没有其他已知的金属材料有这么高的导热系数。为了能够识别这种破纪录的材料，他们首先必须分析在原子水平上，哪些过程在这种材料的热传导中起作用。欧洲杯足球竞彩研究结果已经发表在科学杂志上物理评论快报．
电子和晶格振动
“基本上，热量在材料中传播有两种机制，Wien大学材料化学研究所的Georg Madsen教授解释道。欧洲杯足球竞彩“首先，电子穿过材料，带走能量。这是良导体的主要机制。第二是通过声子，这是材料中的集体晶格振动。”原子运动，导致其他原子摆动。在较高的温度下，通过这些振动传播的热传导通常是决定性的效果。
但是无论是电子还是晶格振动都不能完全不受阻碍地通过材料传播。有各种各样的过程减缓这种热能的传播。电子和晶格振动可以相互作用，它们可以散射，它们可以被材料中的不规则性阻止。
在某些情况下，热传导甚至会受到材料中不同元素同位素的显著限制——即相似的原子与不同的中子数。在这种情况下，原子没有完全相同的质量，这影响了材料中原子的集体振动行为。
“其中一些影响可以被抑制，但通常不是同时抑制所有影响，”格奥尔格·马德森说。这就像是打地鼠游戏:你解决了一个问题，同时另一个新问题又在其他地方出现了。”
氮化钽，全能型
尽管我们每天都会被烫手的金属板烫伤手，但金属的导热性能一般。目前已知的导热系数最高的金属是银——它的导热系数仅为纪录保持者金刚石的一小部分。但是钻石很贵，而且很难加工。
通过详细的理论分析和计算机模拟，该团队最终成功地确定了一种合适的材料:六方θ-氮化钽相。钽是特别有利的，因为几乎没有任何不同的同位素。几乎99.99%的自然钽是同位素钽181，其他变种几乎不存在。
“与氮的结合和特殊的原子尺度几何使相金属化，它抑制了热携带振动与其他振动以及与传导电子的相互作用。正是这些相互作用抑制了其他材料中的热传导，”欧洲杯足球竞彩Georg马德森说。“这些相互作用在这种材料中是不可能的，因为它们会违反能量守恒定律。”
因此，这种形式的氮化钽结合了几个重要的优点，使它成为一种破纪录的材料，其导热系数比银高几倍，可与金刚石媲美。
“对于芯片行业来说，氮化钽是一种非常有前途的材料，”马德森被说服了。”芯片越来越小，功能越来越强，因此导热问题越来越严重。没有其他材料比θ-相氮化钽更好地解决了这个问题。”
来源:https://www.tuwien.at/en/