Теплопроводность диэлектриков при низких температурах

При низких температурах теплопроводность твердого тела существенно зависит от количества и типа примесей, дефектов решетки. Это обусловлено тем, что при низких температурах электроны в металлах сильно рассеиваются на дефектах атомного масштаба, а фононы в диэлектриках — на дефектах с размерами несколько сотен межатомных расстояний. В совершенных диэлектрических кристаллах при температурах около 1 К длина свободного пробега фононов сравнима с размерами образца (обычно равна примерно 5 мм). В этом случае теплопроводность зависит от характера процессов рассеяния фононов на границах образца и его размеров. [c.339]

В отличие от индукционного нагрева металлов при нагреве диэлектриков поверхностный эффект является вредным, так как приводит к неравномерному распределению температуры, которая не может выровняться из-за низкой теплопроводности диэлектриков. Во избежание заметных проявлений поверхностного эффекта надо выбирать частоту поля такой, чтобы глубина проникновения в 3—4 раза превосходила размеры нагреваемого тела. [c.142]

Аналогичная картина должна наблюдаться и у аморфных диэлектриков, у которых размеры областей правильной структуры по порядку величин сравнимы с атомными. Рассеяние фононов на границе таких областей должно преобладать при всех температурах, и поэтому не должна зависеть от Т. В силу этого у таких диэлектриков коэффициент теплопроводности должен быть пропорционален в области низких температур и не зависеть от Т в области высоких температур, что и имеет место в действительности. [c.140]

Изложенные выше закономерности оказываются справедливыми, если считать, что температура, а следовательно, и 12 8 во всех точках изолятора одинаковы. Этому условию хорошо удовлетворяют неорганические материалы керамика и микалекс, применяемые в высоковольтных высокочастотных устройствах и отличающиеся сравнительно высокой теплопроводностью и низкими диэлектрическими потерями. Если изолятор имеет значительную толщину, а теплопроводность и теплостойкость его малы, например в случае органического диэлектрика, то становится необходимым знать перегрев внутренних слоев изолятора по сравнению с его поверхностью. [c.112]

Количество тепла, выделяющегося в твердом диэлектрике за единицу времени в результате потерь, будет изменяться в зависимости от температуры согласно формуле (2-47). Количество тепла, отдаваемого нагретым телом в окружающую среду с более низкой температурой, прямо пропорционально разности температур и зависит от теплопроводности диэлектрика, от величины теплоотдачи его поверхности в окружающую среду. [c.71]

Количество тепла, выделяющегося в твердом диэлектрике от потерь за единицу времени, изменяется в зависимости от температуры согласно формуле (2-38). Количество тепла, отдаваемого нагретым телом в окружающую среду с более низкой температурой, прямо пропорционально разности температур и зависит от теплопроводности диэлектрика, от теплоотдачи его поверхности в окружающую среду. В соответствии с этим графики зависимости количества тепла, выделяющегося внутри диэлектрика за счет потерь Q, и количества тепла, выделяющегося в окружающую среду Q", представлены на рис. 2-28. [c.72]

Рассмотрим процесс передачи теплоты в диэлектрическом кристалле под действием малого заданного градиента температуры ЛТ бх. Наша цель — оценка теплопроводности диэлектрика. Мы ограничимся рассмотрением классических колебаний, считая, что температура диэлектрика не слишком низка по сравнению с дебаевской температурой (см. конец введения к данной главе). [c.77]

Нитрид бора наиболее интересен, поскольку обладает превосходными диэлектрическими свойствами и высокой теплопроводностью (в одном направлении). Среди диэлектриков при низких температурах теплопроводность, большую чем у BN, можно найти лишь у ВеО, но при умеренных температурах теплопроводность (в одном направлении) BN выше, чем у любого другого диэлектрика. (Мы остановимся на этой анизотропии позднее, когда речь пойдет о пиролитических осадках.) [c.51]

Для измерений теплофизических свойств диэлектриков разработаны установки, основанные на использовании регулярного теплового режима третьего рода. Выбор теплового режима связан с тем, что он дает возможность комплексно осуществить эксперимент, т. е. измерить все теплофизические свойства вещества. При этом тепловом режиме можно проводить эксперимент в условиях влияния теплообмена. Это особенно важно при высоких температурах для материалов с низкой теплопроводностью. При конструировании каждой установки были приняты во внимание следующие специфические особенности исследуемых объектов и условия проведения эксперимента размеры (малые для дефицитных и однородных, большие для крупнозернистых и пористых материалов) интервал температур возможность осуществления эксперимента для жидкой фазы вещества, проведение измерений в вакууме или в газовой среде. В соответствии с этими требованиями сконструированы следующие установки. [c.83]

Выше 0,6° к теплопроводность возрастает более резко и оказывается зависящей от градиента температуры. В общем явление здесь протекает так же, как это описывалось в предыдущем пункте. Это возрастание теплопроводности соответствует росту теплоемкости, наблюдаемому при той же температуре, и, очевидно, происходит вследствие поя1 ления возбуждений, отличных от фононного. Ниже 0,6° К теплопроводность не зависит от градиента температур и соответствует изменению теплоемкости с температурой. Различие теплопроводности для двух капилляров с разными диаметрами связано, по-видимому, е неодинаковой средней длиной пробега фонона, являющейся величиной порядка диаметра. Этот эффект вызван, таким образом, рассеянием фононов на границах образца он наблюдался также па твердых диэлектриках при низких температурах. Результаты опытов, по-видимому, согласуются с теорией Ландау и Халатникова в том, что средняя длина свободного пробега, сильно влияющая па вязкость и теплопроводность, при низких температурах становится очень большой. Это замечание оказывается существенным и при изучении поведения второго звука при самых низких температурах, которое будет рассмотрено в следующем разделе. [c.848]

Полупроводниковые твердые тела >, содержащие слабо связанные электроны, по величине электропроводности занимают промежуточное положение между металлами — хорошими проводниками тепла и электричества и дизлентриками — плохими проводниками тепла и электричества. Чистые полупроводники обладают смешанной (электронной и дырочной) проводимостью. С повышением температуры число свободных электронов увеличивается, в соответствии с этим увеличивается и доля электронной проводимости. При достаточно низких температурах все полупроводники становятся диэлектриками. В этом случае теплопроводность обусловливается главным образом упругими колебаниями решетки. Поэтому отличие полупроводников от диэлектриков носит скорее количественный, чем качественный характер. [c.9]

Показать, что при низких температурах Т< В теплопроводность диэлектрика, обязанная столкновениям между акустическими фононамн, обратно пропорциональна квадрату температуры. [c.79]

Пластическими массами называют высоко-полимерные материалы или композиции их с органическими или неорганическими веществами, способные при определенных условиях (давлении п температуре) переходить в пластическое состояиие и принимать под действием- нагрузок заданную форму. Пластические массы сочетают ряд ценных свойств. Они имеют низкую плотность, устойчивы к атмосферной коррозии, ко многим кислотам и щелочам, растворам солей, являются теплоизоляционными материалами, хорошими диэлектриками, могут быть оптически- и радиопрозрачиыми, упругими или эластичными. Оии легко формуются в изделия, обрабатываются резанием, а некоторые нз них по удельной пррчности превосходят углеродистые стали и сплавы цветных металлов. Но пластмассы имеют низкую теплостойкость, теплопроводность, твердость, подвержены старению. Свойства некоторых пластмасс см. табл. 17. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...