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PROPRIEDADES TÉRMICAS 299
Figura 17.5 — Efeito do zinco em solução sólida na condutividade
térmica do cobre (segundo W.D. Callister, Jr.).
temperatura ambiente e 30K. A safira (cristal de alumina) também é um
excelente condutor térmico entre 90 e 25K.
Materiais cerâmicos compostos de elementos com pesos atômicos e
tamanhos similares, tais como BeO, SiC e B 4 C, apresentam condutividade
térmica relativamente alta, pois as vibrações da rede (fônons) podem propagar-se
com pequena interferência através do material. Por outro lado, materiais
cerâmicos compostos por átomos muito diferentes, tais como UO 2 e ThO 2
, apresentam condutividade térmica cerca de 1/10 menor.
A presença de íons em solução sólida nos materiais cerâmicos reduz
acentuadamente a condutividade térmica. Fases amorfas ou vítreas são piores
condutoras que as fases cristalinas de mesma composição química.
A presença de poros diminui consideravelmente a condutividade térmica
dos materiais cerâmicos:
k p = k
1 − p
≈ k (1 − p)
1 − 0,5p
onde
k p é a condutividade térmica do material contendo poros e
p é a fração volumétrica de poros.
Os fônons também são os principais responsáveis pela condução de
calor nos materiais poliméricos. Como os polímeros são parcialmente ou
totalmente amorfos e não dispõe de elétrons livres, eles são ainda piores
condutores de calor que os materiais cerâmicos. A presença de poros nas