就固体来说，各种材料的导热机理是不同的。晶体的导热机理是排列整齐的晶粒的热振动，通常用声子的概念来描述。对于金属晶体，自由电子的运动对导热起主要作用，声子所作贡献在大多情况下可以忽略不计。非晶体的导热机理是依靠无规律排列的分子或原子，围绕一个固定的位置的热振动，将能量依次传给相邻的分子或原子。由于非晶体可看作晶粒极细的晶体，因此，也可用声子的概念来分析其导热。有些晶体和非晶体，如具有较好的透射性的玻璃和单晶体，在一定温度下光子对导热起明显的作用。由上述可知，固体内部的导热载体分为三种：电子、声子、光子。

1.  金属材料的导热机理

金属的导热率 可用下式表示：

式（1-1）中，e为导热率的自由电子部分，p为声子分量。对于纯金属，e远远大于p，所以，e。故金属的导热性能主要取决于自由电子的运动。每种金属元素所固有的价电子可以从一个原子跑向另外一个原子，也就是说金属原子之间有电子流在流动，这种电子流就将热量从一个金属原子传向另一个金属原子。

2.  非金属材料的导热机理

非金属材料的传热过程主要靠邻近原子的振动将能量依次传给相邻的分子或原子。强共价键结合的材料，尽管是介电体，在它们有序的晶体晶格中的传热是比较有效的，尤其是在很低的温度下，材料具有良好的导热性能。但随着温度升高，晶格的热运动呈现抗热流性增加和导热率降低，而抗热流性是由于晶格中的缺陷造成的，因此对于极度无序的无定形固体（如一般的高分子材料）则呈现很低的导热率  。

高分子材料一般为非晶或半结晶材料，其声子自由程很小，普遍都为热的不良导体，导热率低（几种常用的塑料的导热率见表 1-1），在应用于电子电气领域时，为了更好的将高分子材料运用于热传导，需对聚合物材料进行导热改性。

实现聚合物导热的途径有如下两种：一是合成具有高导热率的聚合物，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，它们主要通过电子导热机制实现导热；或具有完整结晶性，通过声子实现导热的塑料，如平行高倍拉伸高密度聚乙烯。室温拉伸 25 倍时，在平行于高分子链方向的导热率达 13.4 W/(K·m)。二是比较经常采用的在聚合物基体中加入高导热率填充物（包括金属粉末、金属氧化物、陶瓷材料等）（见表 1-2），还包括短纤维和晶须等等。该法工艺简单，灵活性高，得到的导热塑料成本低，且加工方便，一般的模压、挤出、注塑均可采用。

总的来说，导热率随温度升高而增大[13]。对于非晶高聚物，其导热率随温度升高先迅速提高而后趋于平坦而再缓慢增大；半结晶高聚物随温度升高先迅速提高而后再缓慢增大；高结晶聚合物的导热率随温度升高先迅速增加，当达到一定峰值后又缓慢降低。这中间没有相关性？尽管至今对于物质内部的导热机理尚未十分清楚，但是大量的实验对比表明，填充型导热塑料的导热率与高导热填料在内部形成导热链与否以及导热链的数量有着密不可分的关系。

这与填充型导电聚合物复合材料类似，但导热性对传导通路完善程度的依赖性较明显。当所加填料较少时，填料在基体材料中以类似与“海-岛”结构存在，粒子为分散分布，相互之间并无相连。尽管良好的分散对于保持材料的力学性能有着积极的效果，但是由于难以形成导热链，材料的导热率并无明显的提高。当填充量达到一定的临界值时，完善的导热网络基本形成之后，导热率才会有一个明显的提高。当然，影响聚合物导热率的因素除此之外还有其他许多的因素，如导热填料本身的导热率和聚合物相对分子量，交联度，结晶度、取向度等，这将是完善的导热理论模型所需要考虑到的。