На главную
ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ!!!
Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и старых методичек 1978, 1982 и 1983гг.. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников или решение задач из задачников Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна или любых других решений по физике или гидравлике, воспользуйтесь сайтом fiziks.ru

Статья по теме: Решеточная теплопроводность

Область знаний: теплообменники, печи, теплоперенос, паровые котлы, нагревание, горение, топлива, теплообмен

Скачать полный текст

Решеточная теплопроводность металла или сплава при низких температурах обычно ограничена фонон-электронными взаимодействиями, так что величина vP увеличивается ниже Тс, когда металл или сплав становится сверхпроводящим. Хотя это увеличение решеточной теплопроводности обычно мало по сравнению с уменьшением электронной теплопроводности, в неупорядоченных сплавах (где обе величины кр и к9 малы) может осуществляться противоположная ситуация, при которой фононы дают большой вклад в теплопроводность нормального состояния. Теплопроводность в сверхпроводящем состоянии тогда ока«[352, С.249]

При малых концентрациях палладия и кадмия решеточная теплопроводность обоих сплавов оказывается примерно одинаковой при ШОК: она несколько больше 10 Вт/(м-К); с увеличением температуры решеточная теплопроводность уменьшается. Формула (7.3а) дает для высокотемпературной решеточной теплопроводности значение и?~900/Г Вт/(м • К), что снова находится в хорошем согласии с экспериментом.[352, С.235]

В п. 3 § 2 гл. 11 на основе простой теории было показано, что при высоких температурах решеточная теплопроводность составляла бы около 1/3 электронной теплопроводности, если бы в обе компоненты теплопроводности давало вклад только электрон-фононное рассеяние; при высоких температурах это рассеяние действительно является наиболее важным, однако решеточная теплопроводность в общем определяется[352, С.214]

Расчеты Линденфельда и Пеннебакера показывают, что при достаточно низких температурах, когда Iе перестает зависеть от температуры, решеточная теплопроводность линейно изменяется с температурой и при малых значениях Т1е имеет большую величину[352, С.209]

Рассчитанная электронная теплопроводность вычиталась из теплопроводности, полученной экспериментально, и эта разность приписывалась решеточной компоненте. Ниже 10 К решеточная теплопроводность во всех случаях оказывалась почти пропорциональной Тг и ее абсолютная величина постепенно уменьшалась с увеличением содержания примесей. При этих температурах электронная теплопроводность полностью определялась примесями и быстро уменьшалась с увеличением их концентрации. В результате оказалось, что при 10 К в сплаве, содержащем 2% Pd, теплопроводность vP составляет только около Vs измеряемой теплопроводности, но в сплаве с 40% Pd она составляет примерно 9/ю от гораздо меньшего экспериментального значения теплопроводности. При 1 К электронная теплопроводность, оставаясь пропорциональной температуре, только уменьшилась в 10 раз, а решеточная компонента уменьшилась в 100 раз, так что обе компоненты примерно равны при 1 К даже для 40%-ного сплава.[352, С.234]

Оба значения почти равны друг другу и очень близки к измеренному значению теплопроводности 110 Вт/(м-К) при этой температуре. Если бы к этим точным значениям можно было отнестись серьезно, то отсюда следовало бы, что решеточная теплопроводность примерно равна 15 Вт/(м-К), что согласуется с оценкой для чистой меди, приведенной в табл. 12.1. Однако столь замечательное согласие является отчасти случайным.[352, С.229]

Рассмотрим вначале решеточную теплопроводность, поскольку она существенна в той или иной мере для всех твердых тел. Для неметаллов это — единствен-ный или по крайней мере доминирующий тип теплопроводности в широкой области температур; решеточная теплопроводность может быть также наиболее важной для сплавов и сверхпроводников.[352, С.31]

Уменьшение электрон-фононного взаимодействия трудно обнаружить в явлениях электронного переноса. В чистых металлах фононы с малыми q, для которых qle •< 1, не дают заметного вклада в рассеяние электронов, а если увеличивать пределы значений q за счет уменьшения средней длины свободного пробега, вводя в металл примеси, то рассеяние электронов будет происходить в основном на этих примесях. С другой стороны, даже в металлах с очень большим содержанием примесей только при не слишком низких температурах решеточная теплопроводность в основном определяется рассеянием на электронах. В таком случае изменение электрон-фононного взаимодействия при уменьшении или увеличении содержания примесей приводит к изменению решеточной теплопроводности, даже если эта теплопроводность целиком определяется рассеянием на электронах.[352, С.208]

Поскольку расчетное значение электронной теплопроводности оказывается меньше измеренного, то сразу не очевидно, какие из этих расчетов верны. Отличие можно приписать как раз решеточной теплопроводности. Во многих практических случаях такое суммирование двух главных компонент электронного теплового сопротивления будет обеспечивать достаточную точность. Однако в экспериментах на разбавленных олово-кадмиевых сплавах (с содержанием кадмия меньше 1%) Карамаргин и др. [113] обнаружили весьма сложное поведение решеточной теплопроводности, определяемой по разности между полной измеренной теплопроводностью и рассчитанной электронной компонентой. Решеточная теплопроводность сначала росла с температурой от самой низкой температуры эксперимента (4,2 К), но затем она начинала быстро падать при какой-то определенной температуре для каждого образца. Таким образом, величина решеточной теплопроводности имела сильно различающиеся значения как раз там, где можно было ожидать, что она слабо зависит от концентрации примесей и определяется главным образом фонон-фонон-ными взаимодействиями. Те же авторы ранее [112] обнаружили в этом сплаве отклонения электрического сопротивления от правила Маттисена. Они определили для каждого образца при заданной температуре величину Api, на которую измеренное электрическое сопротивление отличалось от суммы идеального сопротивления, находимого по измерениям на чистом олове, и остаточного сопротивления. Аналогичные отклонения от правила аддитивности, по предположению авторов, должны были происходить и для теплового сопротивления; добавочное тепловое сопротивление находилось по формуле[352, С.230]

При 100 К решеточная теплопроводность большинства разбавленных сплавов несколько больше 10 Вт/(м-К), в то время как из формул (7.За), (11.3) и (11.4) для теплопроводности, связанной с фонон-фононными U-процессами и электрон-фононным рассеянием, получается значение 15 Вт/(м-К).[352, С.235]

При этом преобладает решеточная теплопроводность, которая возникает при средней длине свободного пробега фононов порядка диаметра образца. Электронная теплопроводность тогда не дает заметного вклада, и рассеяние фононов на электронах пренебрежимо мало.[352, С.249]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь

Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Тарга, Кепе, Диевского, Мещерского и любого другого на заказ. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
Вы так же можете заказать решение задач и по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, метрология, ДМ, ТММ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перейти к перечню использованной литературы

На главную