Теплопроводность решеточная

Кроме проверки существующих теорий, исследование теплопроводности может дать следующие сведения а) из величин удельных электро- и тепло-сопротивлений при низких температурах, из значений решеточной теплопроводности и пз других характеристик процессов переноса можно сделать [c.225]

Равенство (15.1) действительно верно для всех металлов, за исключением тех, в которых решеточная теплопроводность составляет заметную долю общей теплопроводности. Этот факт можно рассматривать как подтверждение общих принципов теории свободных электронов. Таким образом, для проверки зонной модели имеется только 3 независимые величины из 4 p(T j), W T2) и W T. ). Между ними имеется только два независимых [c.267]

Увеличение теплового сопротивления висмута в магнитном ноле при высоких температурах было обнаружено много лет назад. При низких температурах эффект вопреки правилу (18.8) мал [107] это легко объяснимо наличием большой решеточной теплопроводности (см. также н. 23). [c.278]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ РЕШЕТОЧНАЯ КОМПОНЕНТА [c.280]

Если предположить, что рассеяние электронами является единственным важным процессом, приводящим к сопротивлению, то путем подстановки из формул (19.5) и (19.3) в отношение (4.8) и пренебрежения а и а легко показать, что решеточная компонента теплопроводности равна [c.282]

Рассмотрим теперь взаимодействие, соответствующее случаю (2). В этом случае Сг = О и С1 = С , где — величина константы взаимодействия (п. 14). 15 результате решеточная теплопроводность еще в 3 раза уменьшается по сравнению с электронной. Более того, подходящей величиной 0 I формуле (20.3) является теперь дебаевская температура продольной [c.282]

Разделение электронной и решеточной компонент. Полная теплопроводность металла равна [c.288]

Задача заключается в том, чтобы найти и независимо, воспользовавшись известной полной теплопроводностью и некоторыми вспомогательными измерениями. Естественно, что решеточная компонента может быть выделена с разумной точностью только в том случае, когда она [c.288]

Сравнение с экспериментом. Чистые металлы. Сведения о решеточной компоненте теплопроводности чистых металлов получаются тремя [c.290]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ Я СПЛАВОВ-, РЕШЕТОЧНАЯ КОМПОНЕНТА 291 [c.291]

Уайт и Вудс [121] измеряли теплопроводность спеченных бериллиевых стержней с высоким остаточным электрическим сопротивлением и вычисляли тем же методом, что и для сплавов. Их значение х = 2-10 меньше значений, полученных для монокристалла в магнитном поле. Тот факт, что решеточная теплопроводность спеченного образца вдвое меньше теплопроводности монокристалла, не является сам по себе удивительным, однако из него вытекает, что сопротивление W , полученное для загрязненных образцов, не может быть отождествлено непосредственно с We, даже если оно изменяется как Т . [c.292]

Решеточная компонента теплопроводности. Даже в тех случаях, когда слишком мало и в нормальном состоянии не наблюдается, в сверхпроводящем состоянии Wjf уменьшается с температурой весьма быстро, так что при очень низких температурах ограничивается только рассеянием фононов на статических дефектах или на границах. Таким образом, из экспериментов ниже 1° К можно получить надежные сведения о решеточной проводимости. [c.302]

Решеточная теплопроводность. Решеточная компонента теплопро-водиости металлов и сплавов может быть описана на основе теории теплопроводности неметаллов, по с рассеянием фононов электронами, даваемыми формулой (19.3). Это рассеяние действует как дополнительный процесс, вызывающий сопротивление. Так как сопротивление We вслед- [c.281]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ (решеточная — теплоемкость, связанная с поглощением теплоты кристаллической решеткой удельная— тепловая характеристика вещества, определяемая отношением теплоемкости тела к его массе электронная — теплоемкость металлов, связанная с поглощением теплоты электронным газом) ТЕПЛООБМЕН (излучением осущесгв-ляется телами вследствие испускания и поглощения ими электромагнитного излучения конвективный происходит в жидкостях, газах или сыпучих средах путем переноса теплоты потоками вещества и его теплопроводности теплопровод-ноетью проходит путем направленного переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящего к выравниванию их температуры) ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ (решеточная осуществляется кристаллической решеткой стационарная характеризуется неизменностью температуры различных частей тела во времени электронная — теплопроводность металлов, осуществляемая электронами проводимости) ТЕПЛОТА (иенарения поглощается жидкостью в процессе ее испарения при данной температуре конденсации выделяется насыщенным паром при его конденсации образования — тепловой эффект химического соединения из простых веществ в их стандартных состояниях плавления поглощается твердым телом в процессе его плавления при данной температуре сгорания — отношение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, к объему или массе сгоревшего топлива удельная — отношение теплоты фазового перехода к массе вещества фазового перехода — теплота, поглощаемая или выделяемая при фазовом переходе первого рода) ТЕРМОДЕСОРБЦИЯ — удаление путем нагревания тела атомов и молекул, адсорбированных поверхностью тела ТЕРМОДИНАМИКА — раздел физики, изучающий свойства макроскопических физических систем на основе анализа превращений без обращения к атомно-молекулярному строению вещества [c.286]

НеТкй тбиЛовьШп упругими колебаниями решетки (ре -шеточная теилоироводность), движением электронов и столкновениями их с атомами (электронная теплопроводность). А. Ф. Иоффе [126] показал, что хорошо соблюдается аддитивность электронной и решеточной долей теплопроводности твердого тела, т. е. [c.157]

Введение. Перенос тепла в твердых телах осуществляется в основном решеточными волнами и электронами нроводимостп. Все вещества по способу теплопередачи можно разбить на 3 большие группы а) неметаллы, где тепло переносят только решеточные волны б) металлы, где теплопередача осуществляется главным образом электронами проводимости, и в) сплавы и другие плохо проводящие металлические твердые тела, где электронная теплопроводность мала и существенны оба процесса. [c.224]

Экснернментальные работы по теплопроводности при низких температурах широко развернулись после 1945 г. (в частности, в Оксфорде). Была разработана техника измереши , позволившая перекрыть интервал между гелиевыми и водородными температурами. Так, Мендельсон и Розенберг [85, 87] измерили теплопроводности большого числа металлов Берман, Уилкс и др. [5, 39, 41—43, 46] измерили теплопроводности нескольких неметаллов (крупные кристаллы, поликристаллы и стекла). Они подробно проверили основу теории решеточной теплопроводности, включая экспоненциальное изменение теплопроводности при низких температурах, предсказанное Паперл-сом. Так как реальность процессов переброса как при электрон-фононном так и при фонон-фононном взаимодействиях неоднократно подвергалась сомнению, было очень важно получить экспериментальное доказательство их существования. [c.225]

Теплопроводность сплавов измерялась в различных лабораториях.В тех случаях, когда ее можно было разделить на электронную н решеточную части, последняя, определяемая взапмодействием свободных электронов с решеткой и поэтому меньшая теплопроводности неметаллов, оказалась в приближенном согласии с теорией Макинсона [61], если для сравнения бралось удельное тепловое сопротивление при низких, а не при высоких температурах. [c.225]

В Лейдене, Кембридже, Оксфорде и в США производились измерения теплопроводпости сверхпроводников (как в нормальном, так и сверхпроводящем состояниях). Эти измерения могут быть качественно интерпретированы с точки зрения двухжидкостной модели сверхпроводимости, в которой предполагается, что сверхтекучие электроны не несут энтропии и не взаимодействуют с решеточными волнами. Так, в сверхпроводящем состоянии электронная часть теплопроводности уменьшается, а решеточная возрастает. В промежуточном состоянии наблюдается добавочное рассеяние границами сверхпроводящей и нормальной фаз как элel тpoнoв так и решеточных волн. Вследствие отсутствия теории сверхпроводимости нельзя сделать каких-либо количественных выводов по этому поводу, а также объяснить некоторые наблюдающиеся на опыте особенности. [c.225]

Решеточные волны ). Теплопроводность в неметаллических твердых телах осуществляется движением атомов, колеблющихся около своих положений равновесия в решетке. Это тепловое движение можно представить в виде плоских упругих волн. Для идеально решетки гармоничес1 их меж-дуатомных сил вол1 ы соответствуют нормальным колебаниям. В реальном кристалле между упругими волнами происходит обмен энергией, который. [c.227]

Частными случаями подобных возбуждешш являются уже рассмотренные решеточные волны и внешние электроны атомов в металлах (см. разделы 3 и 4). Кроме них, на величину теплоемкости, а следовательно, и на величину теплопроводности могут оказать влияние следующие возбуждения спиновые, магнитного момента, вращение п ориентация молекул и другие эффекты нереунорядочеипя и движения атомов. Во всех этих случаях влияние на теплопроводность может быть двояким с одной стороны, может появиться дополнительный механизм теплопроводности, а с другой—эти добавочные возбуждения могут действовать как дополнительный механизм рассеяния, ибо они взаимодействуют с остальными возбуждениями (например, решеточными волнами). Излон онпое выше можно проиллюстрировать на примере электронов проводимости в решетке. В разделе 3 рассмотрена дополнительная теплопроводность электронами проводимости, а в разделе 4 показано, что теплопроводность посредством решеточных волн уменьшается из-за взаимодействии последних с электронами проводимости. [c.254]

Ни в опытах Кюрти, Роллина и Симона [31], ни в опытах Гарретта [37] не было найдено каких-либо других составляющих теплопроводности, кроме решеточной, но это нельзя считать расхождением с вышеуказанными теориями. [c.255]

В случае Be, Ti, Sb, La, Се, U и Mn остаточное сопротивление и решеточная компонента теплопроводности были столь велики, что нельзя было надежно определить при низких температурах. В тех случаях, когда это удалось сделать, была подтверждена приблизительная зависимость Wi T , которая вытекает из теории. Величину можно выразить следующим обра- [c.273]

Величина Wg не является характеристикой вещества она зависит (и часто очень сильно) от загрязнений и способа приготовления образца. Изучение влияния загрязнений и обработки на остаточное сопротивление с помощью измерения электрического сопротивления обычно более удобно, чем с помощью измерения теплового сопротивления. Только в исключительных случаях следует прибегать к измерениям теплового сопротивления (возможно, в опытах по деформации стернсней или когда желательно изучить решеточную компоненту теплопроводности). Фактически измерения теплопроводности для этих целей пока пе проводплись. [c.274]

Халм [92] провел измерения на олове при гелиевых температурах, а Мендельсон и Розенберг [111,112]—на кадмии, цинке, олове, свинце и галлия. Хотя измерения при гелиевых температурах производились ]i относительно более широком интервале Т по сравнению с более ранними измерениями Грюнейзена и др., а также де-Хааза и др., однако область изменения W (0) Т была меньше, ибо сопротивление ири этих температурах является остаточным. Таким образом, измерения при гелиевых температурах не всегда являются серьезной проверкой правила 1 олера (18.8). Мендельсон и Розенберг действительно нгшли в сильных нолях отклонения от этого правила, однако они были не очень большими и могли быть объяснены с точки зрения решеточной компоненты, которая в нулевом поле должна была бы составлять лишь несколько процентов общей теплопроводности. Однако, как показал Колер [75, 77], при водородных температурах соотношение (18.8) хорошо выполняется для вольфрама [108] и бериллия [104]. [c.279]

В дальнейшем мы будем предполагать, что при вычислении решеточной компоненты теплопроводности распределение электронов /(к) можно считать равновесным / (к) (правомерность такого предположе 1ИЯ будет подтверждена в п. 21). В этом случае выражение в фигурных скобках формулы (19.1) принимает простой впд [c.280]

Рассмотрим теперь вопрос о поляризации фононов. Теория Блоха предполагает, что поперечные фононы но могут непосредственно взаимодействовать с электронами проводимости. Иногда предполагается, что электроны проводимости не влияют па ту часть решеточной теплопроводности, которая обусловлена поперечными волнами. В этом случае решеточная теплопроводность была бы почти столь жо волпка, как и в эквивалентном диэлектрике. Однако, если считать, что поперечные и продольные волны взаимодействуют посредством трехфононных процессов с сохранением волнового вектора, которые стремятся уравнять параметр т в формуле (7.5), то эффективные времена релаксации для продольных и поперечных волн соответственно равны [c.281]

В п. 15 было показано, что теория Блоха не согласуется с температурной зависимостью идеальной электронной теплопроводности и что это расхождение вызвано главным образом неучетом процессов переброса и дисперсии решеточных волн (хотя при низких температурах эти процессы и не дают вклада в величину однако о и существенны при определении х ). Таким образом, по-видимому, болёе правильно сравнивать We с низкотемпературным пределом х-, как это было сделано Клеменсом [72]. В этом случае сравниваются две величины, определяемые одинаковыми процессами, а также исключается влияние небольшого изменения С в зависимости от q. При сферической поверхности Ферми из формул (15.2) и (20.2) вытекает, что [c.282]

Таким образом, при подсчете теплопроводности для вычисления решеточной компоненты можно пренебречь отклонением. ддектронного распределения от равновесного. Пренебрежение отклонением распределения фононов от равновесного при расчете олектропной компоненты также вносит не.значитальную ошибку. [c.288]

Сравнение с экспериментом. Сплавы. Хотя теплопроводность целого ряда различных сплавов ), большинство на которых предположительно имеют заметную решеточную компоненту, измерена, однако во многих случаях по результатам этих измерений достаточно уверенно оценить нельзя. Только в последние годы были выполнены эксперименты, посвяш енные изучению решеточной компоненты топлопронодности и уже совсем недавно установлена высокая чувствительность к физическому состоянию образца. Поэтому многие ранние данные не позволяют получить достаточную информацию о /д и должны быть проверены и расширены. [c.293]

Остаточное сопротивление в сверхпроводящем состоянии. Для тех образцов Sn, In, Та, Т1, V п Nb, для которых были проведены исследования, электронная теплопроводность в нормальном состоянии при Г р. и ниже определялась рассеянием на примесях. Вообш,е говоря, то же самое относится к различным сплавам и загрязненным образцам РЬ и Hg. Данные для этих образцов можно, таким образом, использовать для проверки выражения (25.8) для за исключением случаев, когда велико, что, естественно, усложняет картину. Пока решеточная проводимость несуш е-ственна, отношение должно описываться (25.8). Если больше [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...