应力会改变原子间距,进而改变物质的电子结构,原(分)子间的相互作用和晶格结构,最终达到平衡,形成全新的物质状态。因此在施加应力后的材料通常具有不同的物理、化学性质。应力可分为拉应力和压应力,拉应力多可施加在单方向或多方向,而常见的以静水压方式施加的压应力即为压力环境(压力大于大气压)。研究拉应力对材料热导率的影响对于材料改性领域有重要意义。分析施加超高压应力条件下材料的热导率以及分析压应力对导热机理的影响,对研究地球和行星的热演化和磁场变化、高温超导机理的揭示、材料的应力改性等涉及超高压应力条件的研究领域具有重要的意义。然而关于应力对材料热导率的影响以及应力条件下材料导热机理的研究,无论是在理论分析、数值模拟还是实验测量方面,都尚处于探索阶段,无法满足迫切的应用需要。相较于拉应力和压应力实验测量技术的复杂性、高昂的成本和误差大等问题,数值模拟方法更适合用于系统研究高压条件下材料热导率随压力的变化,通过微观载流子输运特性的变化揭示超高压条件下热输运机理。因此,本文采用数值模拟方法对应力条件下材料的热导率进行预测、研究热导率与压力的函数关系、分析压力对热输运过程的影响机理。本文采用分子动力学模拟、第一性原理计算、求解声子玻尔兹曼方程三种方法,研究了交联聚乙烯材料、固态Ar、晶体硅和Si02材料高压条件下的导热特性,获得应力与热导率的关系,揭示了应力对导热过程影响的微观机理。建立了基于第-性原理和势能函数求解晶格动力学参数,并结合声子玻尔兹曼方程,构成压应力下材料热导率的计算框架。通过计算高压下固态Ar和晶体Si的声子热导率、色散关系、态密度、弛豫时间等,验证了计算框架的合理性和结果的准确性。本文通过平衡态分子动力学模拟方法结合PCFF势能函数,对拉应力条件下包含树枝状和闭合环的空间网状交联聚乙烯材料(PEX)热输运特性进行了研究。发现增加交联度以及聚乙烯链长度都可使PEX材料热导率增加。在三方向均匀施加拉应力时,发现体积膨胀导致材料密度减小,使得热导率减小,碳链拉伸使热导率增加,二者相互抵消。只对X方向施加应力时,X方向的热导率随拉应力的增加而增加,Y和Z方向的热导率随应力的增加而减小,产生各向异性。采用求解声子玻尔兹曼方程结合BKS势能函数方法,研究温度和压力对SiO2晶体低压α-quartz相、高压stishovite和coesite相热导率的影响。常压下α-quartz相的热导率计算结果与实验值符合良好,验证了计算方法的可靠性。针对SiO2高/低压相进行了系统计算,得到主要结论如下:(1)对于低压α-quartz相发现,温度升高会降低各方向的热导率,并减弱其各向异性;压力升高使各方向热导率增大,并增强其各向异性。对声子色散关系、态密度、声子对热导率的贡献频谱、声子分布函数相对于平衡状态的偏差值、弛豫时间的综合分析表明:温度和压力改变引起声子的非简谐作用变化(声子分布函数)是引起热导率变化的主要原因,而简谐作用的变化(声子色散关系、态密度、群速度)对热导率变化则影响不大;温度降低或压力升高时,声学支对各方向热导率的贡献增加,中间范围光学支对主光轴方向热导率的贡献不变,对基平面方向热导率的贡献减小。(2)对于高压stishovite和coesite相发现,温度对热导率的影响与α-quartz相同,压力对热导率的影响与材料弹性模量有关,弹性模量越大,压力变化对热导率的影响越小。声子群速度和声子分布函数的变化是引起热导率各向异性的原因。压力和温度的变化引起声子分布函数变化,进而导致热导率发生变化。在同一温度下,随着压力增加α-quartz相转变为coesite相,两者配位数相同,晶格结构不同,热导率数值增加较小,由二维各向异性转变为三维各向异性。压力继续增加,转变为stishovite相,配位数增加,热导率数值增加一个数量级。