Cimmerman (523120), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Электронная проводимость (металяы, карбиды, ингриды, оксиды, селениды, сульфиды,теллуриды). 2. Ионная проводимость (стекла, соли). 3. Смешанная проводимость (полупроводники, галогениды щелочных металлов с избытком электронов). 1.11.3.2. Тевлопроводность Теплопроводность — один из видов нередачи тепловой энергии в твердом теле, приводящий к выравниванию температур. Основной закон теплопроводности выражается как: сй~/й/-М(йТ/йх), где йТ/йх— градиент температур; А — поверхностгц 1 — время; Х вЂ” удельная теплопроводность в кал.см-'с-'град-' или Вт.см-'град-'. Теплопроводность в твердых телах зази.
сит от состава, вида связи и структуры. Удельная теплопроводность некоторых материалов (20 'С) приведена ниже, калХ Хсм-'с-'град-'. Аи,....., 1 Сн....., .. 095 А!........ 0,57 Ге....., .. 018 Сталь типа 18-8 .. 3,9. 10-в Кварцевое стекло .. 5 10-а Полихлорвиннл... 3,8. 10 — а Механизм теллоправодноста. Причинами теплопроводности являются: Ц перенос энергии электронами (электронная часть теплопроводности лл): 2) колебания атомов в узлах решетки твердого тела (решеточная часть теплопроводности ла).
Таины образом, общая теплопроводность составляет: )юаю=ьв+) с. Закон Видеяана — Франца, Отношение удельной теплопроводности л к удельной злектропроаодности х для всех металлов при температурах выше дебаевской приблизительно одинаково и зависит только от температуры: )г/х = лв (К/е)а Т/3 = ЕТ. Здесь /( — постоянная Больцмана; е — зле.
ментарный заряд! Š— постоянная Лоренца, равная (2,2 †: 2,6) ° !О-' Вт град-' для чистых металлов при комнатной температ!' е. ри низких температурах закон не выполняется. Техяаха азлерений а ее особеляосггь Дефекты структуры твердого тела оказывают влияние на лв н Ха. Они являются причиной уменьшения )гаева Поэтому твердые растворы обычно характеризуются более низкой теплопроводностью, чем чистые ме. таллы (рис.
1.368). Это имеет особое значение для технологии термической обработки. Измерение можно проводить с помощью следующих методов [1 Ц: 1. Стационарные методы (измерения теп. лопроводносги обычно на пластинчатых и стержневых образцах [1Ц; измерения на цилиндрах [1Ц; измерения на сферах; оп- ределение теллопроводносги путем сравнения электро- и теплопроводности; определение теплопроводности путем сравнения с эталоном [1 Ц ). В образцах определяют независимое от времени распределение температур. Уравнение теплопроводности Рмс. 1.ЗВВ. Заамсвмеать теалачралолааата векотармх металлов ат саларжавка в вих лагмрующлх але- маатаз приводится к ЬТ=О. Специальные решения этого уравнения соответствуют применяемым методам измерения.
2. Нестационарные методы (измерения периодических тепловых потоков — метод Ангстрема [1Ц). Эти методы измерения основаны на использовании дифференциального уравнения теплопроводности. Нестационарные магоды не нашли широкого применения. Методы измерения теплопроводности прн высоких и низких температурах служат для исследований нарушений порядка в сплавах [1 Ц. 1.11.3.3. Терыоелецтрнчество Зф4ект Зеебека. Этот эффект выражается в виде разности потенциалов, которая возникает в замкнутой цепи из двух метал. лических проводников, образующих контакты, имеющие различную температуру. При атом в замкнутой цепи возникает т.
э. д, с., обусловливающая термоэлектрический ток. Т, э. д. с. зависит от материала пары, разности температур н нх величины. Абсолютная да4ферепцааяьлая т. з, д. с. Томсона. Может быть определена при низких температурах при последовательном соединении обычного металла со сверхпроводником, абсолютная т э. д.с. которого равна нулю. Для других температурных областей необходимо производить вычисление или определение коэффициента Томсо. на. При этом большое значение имеют характеристики материала.
Термозлекграчссхмй ряд напряжений. Этот ряд представляет интегральную т. э. д. с.. металлического элемента относительно эталонного металла (часто Р1) в интервале температур от 0 до 100 'С. Ряд т.э.д.с. относительно Р! (О'С, ЬТ= = 100 К) приведен в табл. 44. Возникновение т. э. д. с. (см. !.11.3, Модель потенциальной ялы).
Так как в раз- 1А Б ЛИДА 44 Эффект )Тельтье. Этот эффект обратен аффекту Зеебека, Он состоит в том, что при прохождении тока в цепи из различных проводников а местах контактов выделяется или поглощается некоторое количество тепла (различная работа выхода). Эффект Пельтье лежит в основе холодильного эффекта. Техника измерений и зе особенности з. Измерение температур с помощью термоэлектрических явлений производится с использованием термопар из различных материалов на основе уравнения Угь=абт+ +БДИ, где (тть — т.э.л. сз а, Ь вЂ” константы материала.
Чувствительность термоэлемента выражается в виде г)(ГГЬ/гй а + 2651. Т.э.д.с. различных термопар (мВ) приведена в табл. 45. б. Термоэлектрические свойства ыеталлов и сплавов. Т э. д. с. зависит от структуры проводника. Изменение структуры обусловливает перераспределение электронов а решетке, СлЕдовательно, изменение числа электронов проводимости. С помощью измерения термоэлектрических характеристик можно производить оценку следующих характеристик материала: знизотропию термоэлектрических свойств; фазовые превращения; содержание легируюшего элемента; деформацию об. разца.
в. Измерение т.э.д.с. При измерении интегральной т. э. д. с. один спей помещают и лед (О'С), другой— в кипящую воду (100'С); измерения про- ГАБЛИЦА Ю вЂ” 8,15 -4,75 0 1,05 5.37 10,96 16,55 22,15 27,84 33,66 39,72 46,23 53.(5 — 5,70 — 3.40 0 0,80 4,25 9,20 14,89 20,99 27,40 34,30 0 0,80 4,10 8,!3 12,21 16,39 20 „64 24. 90 29, 14 33.31 37,36 41,31 45,94 48,85 0 0,60 3,30 7.30 !1,80 16,70 21,85 27,30 32,80 38,40 44,00 40.% %,00 60,20 О 1,25 5,62 П,08 19,09 26,46 34,16 41,95 50,02 57,94 65,76 0,12 О. 29 0,57 0,% 1,40 1,96 2,62 3,37 4,21 5,!6 6,22 8,39 9,55 личных металлах энергия Ферми и вследствие этого работа выхода различны, при контакте двух различных металлов электроны проводника с меньшей работой выхода могут переходить в проводник с боль.
шей работой выхода. Металлы прн этом булут заряжаться разноимеино, 'а соответствующая разность потенциала носат название контактной разности потенциалов или напряжения Вольта. При этом поток электронов ие прекращается до тех пор, пока энергия Ферми ие достигает одинакового уровня. Если температура контактов в замкнутой цепи одинакова, то ток ке идат. При нагреве одного из контактов из-за разности температур в цепи начинает течь термоток.
— 100 — ЮО 0 20 100 200 ЗОО 400 500 600 700 800 900 И)00 1100 1200 1300 1400 1ЯЕ 1%0 0 0,3! 1,56 3,46 5,51 7,36 9,96 !2,41 14,96 !7,61 Я),31 23,1! 26,06 28,9! 31,86 О.!1 0,% 1,44 2.32 3,25 4.22 5,22 6,26 7,'ЗЗ 8,43 9,57 10,74 11,93 13,!4 14,33 15,54 16,72 изводят ннзкоомным потенцнометром. Прн нзмереннн днфференцнальной т. э. д. с. разность температур ЬТ Т,— Т, соответствует определенной разностн т. э. д. с. образца н эталона. 1.11.3.4. Сверхпроводимость Сверхцров.
днмостью называют свойство многих пров дннков, состоящее в том, что нх электрическое сопротивление скачком падает до нензмернмо малой велнчнны прн охлажденнн ниже определенной крнтнческой температуры (Т„), характерной для данного материала. Прн этом магнитное поле может разрушать состоянне сверхпроводнмостн.
С целью использования сверхпроводнмостн в техннке проводится работа по нзысканню сверхпроводннков с более высокой Т, которые сгхраншот сверхпроводнмость как прн наложении внешних магнитных полей, так н прн пропусканнн через ннх большого тока, создающего магнитные поля Характеристическая температура . или критическая температура лерехода е сверх- 'проводящее состояние Т„. Некоторые вещества прн температурах ниже Т являются сверхпроводннкамн. Критическая температура сверхпроводнмостн для некоторых материалов прнведена в табл. 46. ГАНЛИГ1А ЧЗ чнной днпольного момента еднннцы объ.
ема вещества. Виды днэлектрнческой полярнзацнн: а) электронная нлн атомная полярнзацня (не зависит от температуры); б) ионная полярнзацня (не завнснт от температуры); в) поляризация граннчных поверхностей (не зависит от температуры); г) орнентацнонная полярязацня (завнснт от температуры). Обозначается так же, как параэлектрнчество. Диэлектрическая проницаемость является константой материала, характернэующей поведенне изоляторов в электростатнческом поле. Следует разлнчать абсолютную днзлектрнческую проницаемость еь равную 8 8542.10-'т фарад В-' м-', н относительную диэлектрическую проницаемость е, которая характеризует нзмененне днэлектрнческой проницаемости материала по сравненню с вакуумом прн одинаковой напряженяостн электрнческого полн, эавнснт от частоты электркческого поля н температуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
