ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплопроводность из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " Измерения теплопроводности редко провод.ят-ся при исследованиях в силу сложности и невысокой точности. Однако она является очень важной технологической и эксплуатационной характеристикой материала. [c.281] Высокая теплопроводность металлов объясняется тем, что перенос тепла в них осуществляется в основном передачей энергии электронами в отличие от неметаллических веществ, где энергия переносится в основном тепловыми колебаниями ато.мов. Однако соотношение вкладов зависит от конкретных условий и. материала, например в сверхпроводящих материалах относительные вклады этих механизмов различны в нормальном и сверхпроводящем состоянии. В общем случае теплопроводность является суммой решеточной и электронной теплопроводности Х = аИреш + 6Хе. [c.281] Теплопроводность, обусловленная переносом. тепла электронами v.e — tle evH/Ъ, где Се—теплоемкость на один электрон и — средняя тепловая скорость электронов ПеСе=С —электронная доля молекулярной теплоемкости Пе — число электронов в единице объема. [c.281] Отклонение от закона Видемана —Франца— Лоренца в основном связано с непостоянством соотношения между значениями электронного и решеточного вклада в величину теплопроводности (подробнее см. [9]). [c.281] На рис. 17.9 представлены зависимости отношения к/оГ от приведенной температуры для образцов с различной концентрацией дефектов (сплошные линии). [c.282] Примеси, содержащиеся в сплавах, обычно подавляют электронную компоненту теплопроводности, уменьшая длину свободного пробега электрона, но слабо влияют на решеточную компоненту. Последняя определяется главным образом фонон-фононным и электрон-фононным взаимодействием. В силу этого решеточную компоненту в полной теплопроводности для сплавов можно определить точнее, чем в чистых металлах, во-первых, потому, что в сплавах она относительно больше, во-вторых, электронную составляющую теплопроводности в сплавах можно оценить с большей точностью, используя результаты измерения электропроводности. Самый простой способ определения решеточной теплопроводности чистого металла состоит в экстраполяции результатов измерений для сплавов различного состава к нулевой концентрации примесей [9]. [c.282] Для интерпретации полученных результатов измерения теплопроводности следует использовать данные, характеризующие индивидуальные свойства данного материала. Однако следует отметить, что даже приближенные значения соотношения Видемана — Франца—Лоренца позволяют перенести закономерности, найденные для электропроводности, на явления теплопроводности, что очень удобно, так как измерение теплопроводности гораздо более сложно и менее надежно из-за затруднений при измерении величины теплового потока [9]. [c.282] Как и электропроводность, теплопроводность металлов с кубической решеткой не зависит от кристаллографического направления. Для металлов с некубической решеткой наблюдается анизотропия теплопроводности. Например, для монокристалла гексагонального кадмия параллельно главной оси симметрии —83,1 Вт/ /(м-К), в перпендикулярном направлении — 4,1 Вт/(м-К). [c.282] Как указывалось выше, при рассмотрении температурной зависимости теплопроводности металлов необходимо учитывать изменение соотношения между вкладами электронной и решеточной теплопроводности в общее ее значение. При этом для различных металлов это отношение меняется неодинаково в зависимости от концентрации и подвижности электронов проводимости. Например, для меди вклад решеточной составляющей незначителен (см. табл. 17.3). [c.282] В ряду непрерывных твердых растворов теплопроводность понижается с увеличение.м процента легирующего компо.чента. Минимум теплопроводности сп.тавов, -как правило, отвечает 50 % (ат.), а ее величина может быть в несколько раз ниже, чем теплопроводность компонентов (рис. 17.10). [c.283] Для техники существенное значение имеет величина коэффициента температуропроводности а, равная a—y,/ v, где и—теплопроводность —теплое.мкость на единицу объема. [c.283] Вернуться к основной статье