Les principales voies d'échange thermique sont la conduction, la convection et le rayonnement. Pour dissiper efficacement la chaleur, les gens réduisent souvent la résistance thermique du trajet du flux de chaleur et améliorent le coefficient de convection, négligeant souvent le rayonnement thermique. Les lampes LED utilisent généralement la convection naturelle pour dissiper la chaleur. Le dissipateur thermique transfère rapidement la chaleur générée par la LED à la surface du dissipateur thermique. En raison du faible coefficient de convection, la chaleur ne peut pas être dissipée à temps dans l'air ambiant, ce qui entraîne une augmentation de la température de surface et une détérioration de l'environnement de travail de la LED. L'augmentation de l'émissivité peut éliminer efficacement la chaleur de la surface du dissipateur thermique par rayonnement thermique. Les dissipateurs thermiques en aluminium augmentent généralement l'émissivité de la surface grâce à l'anodisation. Les matériaux céramiques eux-mêmes possèdent des caractéristiques d'émissivité élevées, éliminant le besoin d'un post-traitement complexe.
Mécanisme de rayonnement Le mécanisme de rayonnement des matériaux céramiques est généré par les effets non-résonants des vibrations aléatoires de deux-phonons et de plusieurs-phonons. Les matériaux céramiques à haute -émissivité tels que le carbure de silicium, les oxydes métalliques et les borures présentent des vibrations polaires activées par infrarouge-extrêmement fortes. Ces vibrations polaires possèdent de forts effets anharmoniques, entraînant des coefficients d'absorption dans leurs régions à double -fréquence et super-fréquence, généralement de l'ordre de 100 à 100 cm⁻¹. Cela correspond à la faible réflectivité de la bande de réflexion restante dans la région d'absorption d'intensité moyenne, favorisant ainsi la formation d'une bande de rayonnement relativement plate et forte.
Généralement, les bandes de rayonnement à haute efficacité de rayonnement thermique s'étendent de la longueur d'onde de forte résonance à l'ensemble de la combinaison de deux -phonons et de la région de super-fréquence dans la gamme des ondes courtes, y compris certaines régions de combinaison de multiphonons. Il s'agit d'une caractéristique commune des bandes de rayonnement de la plupart des matériaux céramiques à haute -émissivité. On peut dire que les bandes de rayonnement fortes proviennent principalement d'un rayonnement combiné de deux - phonons dans cette bande de longueur d'onde. À quelques exceptions près, les bandes de rayonnement des céramiques radiatives générales sont concentrées dans les régions à deux-phonons et à trois-phonons supérieures à 5 m. Par conséquent, pour les céramiques radiatives infrarouges, le rayonnement dans la bande de longueur d'onde de 1 à 5 m provient principalement de transitions dans la bande de porteurs de charge libres ou de transitions directes d'électrons des niveaux d'énergie d'impuretés vers la bande de conduction, tandis que le rayonnement dans la bande de longueur d'onde supérieure à 5 m est principalement attribué à un rayonnement combiné à deux phonons.
