金属热输运
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金属材料导热性能纪录刷新
科技日报· 2026-01-22 07:10
材料科学突破 - 美国加州大学洛杉矶分校领导的研究团队发现,金属材料θ相氮化钽的热导率高达约1100瓦/米·开尔文,接近铜或银的3倍,刷新金属导热性能纪录 [1] - 这一成果挑战了百余年来关于金属热传导极限的传统认知,标志着人类对金属热输运的理解迈入新阶段 [1][2] 性能机制与验证 - θ相氮化钽独特的原子结构(钽与氮以六边形网格排列)极大削弱了电子与声子之间的相互作用,形成“弱耦合”机制,使热量得以更自由地流动 [1] - 团队通过同步辐射X射线散射、超快光谱学等多种先进手段验证了该材料内部电子—声子相互作用极弱,热量传输效率远超传统金属 [2] 市场应用与影响 - 目前铜凭借约400瓦/米·开尔文的热导率主导全球散热材料市场,银的热导率为429瓦/米·开尔文 [1] - 随着AI技术发展导致芯片功耗激增,全球AI硬件对铜的依赖正成为技术升级瓶颈,θ相氮化钽提供了一种极具潜力的高性能替代材料 [2] - 该材料有望广泛应用于解决微电子、数据中心、航空航天以及量子计算机等前沿领域的散热难题 [2]