超隔热材料理论探究

为新型超隔热材料研究提供理论依据,给出一种超材料简单结构模型,根据原子振动波传播的基本理论,用转移矩阵理论和不同区间边界上应力,以及振幅连续关系推导出超材料中声子的本征方程。它清楚表明了声子频率与原子层结构参数及特性参数的非线性关系。讨论了不同条件下声子的模数与频率,给出了两种特定条件下的初步解。初步解表明:不同的原子层结构设计,声子频率不同,声子振动模数也不同。只要选择合适的原子层结构,就能降低声子振动模数和调节声子振动频率,从而降低材料热传导系数。对某些特定设计的超级材料,有不存在声子振动模的可能,这样的材料不能传播热声子,也就不能有效传递热量,这对新型隔热材料研究是非常有意义的。