Теплопроводность при очень низких температурах

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]

Для температур, близких к температуре плавления кристалла, / может уменьшаться до 6—10 межатомных расстояний. При очень низких температурах / достигает величины порядка 0,1 см. Характер изменения длины свободного пробега фонона в зависимости от температуры во многом накладывает отпечаток на температурную зависимость теплопроводности. Величина средней длины свободного пробега фонона I определяется главным образом двумя процессами — рассеянием на статических несовершенствах решетки (например, дефекты) и рассеянием фононов на фононах. Если силы взаимодействия между атомами в решетке являются чисто гармоническими, то никакого механизма фонон-фононных [c.43]

Методика испытаний при температурах ниже —196° С значительно сложнее, поэтому к аппаратуре для испытания при очень низких температурах предъявляются особые требования. Во-первых, поскольку при сверхнизких температурах теплоемкость всех материалов ничтожна, а скрытая теплота парообразования жидких водорода и гелия достаточно мала, то тепловое равновесие в ванне для испытаний устанавливается очень быстро. Поэтому детали установки, находящиеся в контакте с хладагентом, необходимо изготавливать из материалов с наименьшей теплопроводностью, обеспечивающих постоянство температуры в процессе проведения эксперимента. Во-вторых, в силу дефицитности жидкого гелия и водорода нужно принимать специальные меры, уменьшающие расход охладителя, а также следует ограничивать рабочий объем ванн. [c.188]

Малые добавки переходных металлов повышают т. э. д. с. золота при очень низких температурах [1]. В последние годы сплавы золота с разным содержанием железа использовались в ряде лабораторий в качестве отрицательного спая термопар. Эти сплавы превосходят применявшиеся ранее сплавы золота с кобальтом они обладают большей т. э. д. с. при низких температурах и в отличие от сплавов золота с кобальтом представляют собой стабильный твердый раствор поэтому их показания не меняются во времени и после нагрева при 100 °С. В качестве положительного спая используют медь, серебро или хромель. Как правило, рекомендуют хромель ввиду его высокой положительной т. э. д. с. в верхнем температурном интервале, где отрицательная т. э. д. с. сплава Аи—Fe уже не столь велика. Такая комбинация обеспечивает достаточно высокую чувствительность, термопара пригодна для использования в температурном интервале 4—300 К. Дополнительным преимуществом хромеля по сравнению с медью и серебром [2] является сравнительно низкая теплопроводность. Теплопроводность материалов для термопар, Вт/(м-К) [2], приведена ниже [c.393]

В этом параграфе будет описано только очень небольшое число экспериментов и дан их анализ. Многие работы проводились при не слишком низких температурах, поскольку в этом случае температурная зависимость теплопроводности является важным элементом диагностики. При слишком высоких температурах дефекты дают вклад в тепловое сопротивление, слабо зависящий от температуры при очень низких температурах длины волн существенных фононов столь велики, что рассеяние на большинстве дефектов становится пренебрежимо малым. Некоторые дефекты рассеивают фононы резонансно, так что их вклад меняется с температурой не монотонно. [c.123]

Детальные исследования влияния изотопического состава на теплопроводность были сделаны при очень низких температурах для кристаллов фторида лития ( ЫР — ЫР), гелия ( Не — Не) и неона ( N0 — 2 Ме). Кроме того, проводилось сравнение теплопроводностей кристалла, выращенного из германия, обогащенного до 95% изотопом Юе и кристалла естественного германия. [c.124]

В работах [Л. 151, 152] приводятся теоретические данные по теплопроводности смесей при очень низких температурах. [c.160]

При очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, теплопроводность К определяется чистотой и формой образца, и растет с увеличением температуры аналогично теплоемкости. Рост теплопроводности с температурой прекращается, когда становятся заметными процессы рассеяния электронов на колебаниях решетки и уменьшается длина свободного пробега электрона. При дальнейшем повышении температуры теплопроводность падает. Положение максимума на зависимости (Г) определяется дефектностью материала и соотношением электронного и фононного вклада. Таким образом, зависимость к (Т), в отличие от температурной зависимости электросопротивления, имеет максимум [9.9 9.10]. [c.56]

Температурная зависимость теплопроводности различна в разных температурных интервалах и определяется в основном зависимостью от температуры теплоемкости и длины свободного пробега фононов. Установлено, что у полимеров при очень низких температурах X зависит от степени кристалличности (табл. 28.33). [c.347]

Для того чтобы ускорить выравнивание температуры, воздух внутри калориметра часто заменяют гелием или водородом. Зти газы имеют хорошую теплопроводность они конденсируются только при очень низких температурах. Откачка воздуха из калориметра и замена его водородом или гелием производится через тонкий металлический капилляр, который затем пережимается и запаивается. [c.204]

Главной трудностью в этом методе является проблема подвода тепла, поскольку при очень низких температурах теплопроводность парамагнитной соли мала и трудно равномерно распределить тепло по всему образу соли. При температурах ниже 0,2° К ни нагревающая проволока, ни индуктивный нагреватель неприменимы. В настоящее время используются два других метода облучение -изучением и нагревание переменным магнитным полем. [c.264]

Теплопередача от матрицы, осажденной на окошке, к хладагенту должна быть максимально эффективной, поэтому совершенно необходима продуманная конструкция этой теплопередающей части криостата. Обычно используют массивный медный блок, верхняя часть которого является дном ванны для хладагента или наиболее холодным цилиндром микрокриогенной системы (рис. 3.7). Оптическое окошко плотно закрепляется в блоке при помощи металлического фланца и винтов. Для компенсации разности коэффициентов сжимаемости металла и материала окошка и предотвращения растрескивания последнего используют прокладки из индия, который остается мягким при очень низких температурах и имеет достаточную теплопроводность. [c.51]

Итак, поведение теплопроводности во всем диапазоне температур должно быть следующим. При очень низких температурах теплопроводность будет ограничиваться температурно-независимыми процессами рассеяния, определяемыми геометрией образца и чистотой вещества, из которого он изготовлен. Поэтому она будет расти пропорционально Г так же, как удельная теплоемкость. Рост продолжается до тех пор, пока не будет достигнута температура, при которой процессы переброса становятся столь частыми, что длина свободного пробега оказывается меньше не зависящей от температуры длины свободного, пробега. В этой точке теплопроводность достигает максимума, а затем начинает очень быстро падать за счет множителя отражающего экспоненциальное воз- [c.133]

В зависимости от физических свойств жидкостей (газов) процесс теплообмена может протекать различно и своеобразно. Особенно большое влияние оказывают коэффициент теплопроводности удельная теплоемкость Ср, плотность р, коэффициент температуропроводности а, уже использовавшиеся при рассмотрении теплопроводности, и коэффициент вязкости (X. Для каждого вещ ества эти величины имеют определенные значения и являются функцией параметров состояния (температуры и давления, прежде всего температуры). Особенно существенные изменения физических свойств могут иметь место в околокритической области термодинамических состояний и в области очень низких температур. [c.127]

Обычно у твердых непористых материалов различают три участка в зависимости коэффициента теплопроводности от температуры (рис. 3-12). В диапазоне очень низких температур Xs резко увеличивается с ростом температуры, начиная с нулевого значения при Т=0 К, а затем начинает падать. Второй участок простирается от максимума теплопроводности до дебаевской температуры Гв и характеризуется 75 [c.75]

При достаточно высоких температурах и-процес-сы происходят столь часто, что дают главный вклад в тепловое сопротивление, в то время как при достаточно низких температурах необходимо учитывать только рассеяние на границах. В промежуточной области важны как П-процессы, так и рассеяние на границах кристалла. Для очень немногих кристаллов имеется также область температур, где внутренние резистивные процессы несущественны и где преобладают Ы-процессы, которые вместе с рассеянием на границах определяют теплопроводность. [c.70]

При комнатной температуре экспериментальные значения L очень хорошо совпадают с полученным значением L, однако при более низких температурах (ниже температуры Дебая) времена релаксации для столкновений, дающих вклад в электропроводность и теплопроводность, становятся различными. При температурах около О °К эти времена снова становятся сравнимыми, чем и объясняется минимум, который наблюдается для натрия. [c.281]

Значения прочности, коэффициента теплопроводности и модуля упругости динаса могли бы обеспечить достаточно высокую термостойкость. Однако благодаря большой величине а при температурах низкотемпературных превращений кварца, тридимита и особенно кристобалита, динас термически неустойчив при относительно низких температурах, главным образом ниже 300°. Бели же охлаждение нагретого динаса не переходит температурный предел, низкотемпературных превращений кремнезема, то он является огнеупором с очень высокой термической стойкостью, так как величина а при высоких температурах весьма мала. [c.375]

Комплекс специфических свойств титановых сплавов (способность работать при повышенных и очень низких температурах — до температуры жидкого азота, малый коэффициент линейного расширения, немагнитность, высокое электросопротивление и коррозионная стойкость, малая теплопроводность) позволяет успешно применять их в приборостроении, в производстве лабораторного оборудования,электронике и т. п. [c.89]

Для сварки большое значение имеют специфические тепловые свойства алюминия. При сравнительно низкой температуре плавления алюминий имеет очень высокие теплоемкость, теплопроводность и скрытую теплоту плавления. По величине скрытой теплоты плавления, алюминий в 2 раза превосходит медь, в 3—4 раза аустенитную нержавеющую сталь и уступает только бериллию. Поэтому, несмотря на низкую температуру плавления алюминия, для его сварки требуется сварочный ток примерно в 1,2—1,5 раза больший, че (. для сварки в равных условиях нержавеющих сталей (для толщин свыше 5 лл). [c.21]

Необходимость исследования теплофизических характеристик керамических материалов вызывается все более увеличивающимся применением их в качестве новых эффективных теплоизоляторов. Особое внимание уделяется пористым изделиям и порошкам вследствие их высокой изолирующей способности. Однако большинство исследований теплопроводности керамических материалов ограничено измерениями свойств материалов, обожженных или близких к спеканию и при сравнительно низких температурах. Исследований теплопроводности керамических порошков или набивных масс при высоких температурах очень мало. Эти работы, например [1—3], обычно ограничены измерениями при некоторых значениях температуры и не имеют целью получение температурной зависимости теплопроводности порошков. [c.254]

Согласно этой теории, при очень низких температурах теплопроводность % должна быть пропорциональна Т или изменяться еще менее сильно. Однако Бийл [34] обнаружил, что у некоторых стекол при температурах жидкого гелия Насколько существенно это рас- [c.244]

Фербепк и Уилкс [58] измерили теплопроводность жидкого Не II ниже 1 К. Известно, что при очень низких температурах тепловая энергия жидкого гелия определяется почти исключительно фононпым газом. Ниже 0,6° К теплопроводность могла быть выражена в виде [c.256]

Теплопроводность лития была измерена Бидвеллом [80] до водородных температур. Величина при этих температурах изменяется как Т , а оказалось равным - 0,7, При очень низких температурах электросопротивление изменяется как вместо теоретически ожидаемого Т . Поэтому сравнение и при низких температурах не может быть сделано на основе формулы (15.4), Тем не менее оказывается, что отношение Pj/VFj больше, чем можно предполагать на основе теории. Аномальное поведение лития сильно отличается от поведения натрия, и причина этой аномалии иока не выяснена. [c.271]

Так, при одинаковой прочности (например, 0 =450 МПа) изделия из титановых сплавов в 1,8 раза легче стальных. У этих сплавов хорошие жаропрочные свойства и отсутствует хладноломкость, в том числе при очень низких температурах. Титановые сплавы практически превосходят нержавеющие стали, медные и никелевые сплавы в стойкости против коррозии в морской воде, а также в таких агрессивных средах, как влажный хлор, горячая азотная кислота высокой концентрации и др. Титановые сплавы немагнитны, обладают низкой теплопроводностью и малым коэффициентом линейного расширения. Вместе с тем они уступают сталям, особенно с повышенным содержанием углерода, в твердости и износостойкости. Титановые сплавы удовлетворительно обра-батьгоаются резанием, могут свариваться. [c.197]

Слоистые пластики (СП), армированные стекловолокном (СВКМ), нашли широкое применение в судостроении с момента начала их использования в качестве промышленных материалов в 40-х годах XX столетия. Их применение как конструкционных материалов было обусловлено удачным сочетанием уникальных свойств высокого отношения прочности к массе, долговечности и стойкости к морской среде, простоты эксплуатации и ремонта, жесткости, особенно при очень низких температурах, их немагнитных и диэлектрических свойств, а также их низкой теплопроводности по сравнению с металлами. Кроме того, эти материалы дают возможность судостроителям использовать в конструкциях эластичность композитов, отсутствующую у обычных металлов. Например, при правильном выборе исходных компонентов, а также процесса получения композитов, в том числе и ориентации армирующей волокнистой добавки, удается получить конструкционный материал, удовлетворяющий специфическим требованиям к данной конструкции, а также создать надежную конструкцию, причем более легкую и эффективную. Использование монолитной бесшовной конструкции снижает до минимума количество швов и исключает многие дорогостоящие вторичные процессы сборки (например, механические соединения с помощью сварки или клепки). [c.511]

Возобновившийся интерес к изучению колебательных свойств аморфных тел частично связан с их аномальным поведением при очень низких температурах. Теплоемкость таких веществ меняется не по обычному закону Г , и теплопроводность не следует линейному закону, который по предположению соответствует изменению теплоемкости по закону Обзор последних теоретических и экспериментальных работ в этой области дал Бётгер [37]. [c.155]

При очень низких температурах, когда рассеяние электронов происходит в основном на дефектах решетки, теплопроводность становится пропорциональной температуре и отношение y joT действительно равно Lo. Если предположить, что электронные тепловые сопротивления аддитивны (тепловой аналог правила Маттисена), то для нахождения идеального теплового сопротивления при низких температурах из измеряемого сопротивления нужно вычесть величину po/LoT, чтобы исключить вклад дефектов решетки. Если тепло- и электропроводности измеряются не на одном и том же образце, но с использованием тех же контактов, то несовпадение точных размеров образца в этих двух экспериментах может сделать такой метод несколько неточным, особенно при температурах, [c.219]

При очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, теплопроводность х определяется чистотой металла и формой образца. Она растет с увеличениегя температуры ана- [c.281]

Рис. 13.25. Тепловые характеристики никеля при очень низких температурах удельная теплоемкость Со ккал1кг-°К) коэффициент теплопроводности ккал1см-сеК °К), коэффициент температуропроводности

Из вышеприведенных данных следует, что наилучшими теилопередаю-щими средами являются несверхпроводящие металлы и жидкий гелий. Однако из них же следует, что главными источниками трудностей при самых низких температурах являются большое тепловое сопротивление контактного слоя между двумя средами и низкая теилоироводность самих солей. Улучшение теплопередачи между двумя средами может быть достигнуто путем создания более тесного контакта на большой площади. Плохая теплопроводность самих солей приводит к тому, что даже тогда, когда материал соли находится в хорошем тепловом контакте с охлаждаемой средой, только лишь внешний слой соли активно участвует в процессе. В некоторых случаях это обстоятельство является не очень серьезным. Если теплоемкость исследуемого вещества намного меньше теплоемкости соли, то все же еще могут быть получены достаточно низкие температуры. Однако в случае, когда теплоемкость вещества велика, а также в случае, когда в нем выделяется значительное количество тепла (нанример, в экспериментах по электропроводности или теплопроводиости), может иметь место заметная разница между температурой вещества и температурой массы соли. В этих случаях нельзя определять температуру вещества, исходя из значения термометрического параметра соли. [c.561]

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]

В ряде случаев упомянутые эффекты могут иметь место при сравнительно низких температурах. Известно, что эффективная теплопроводность двуокиси азота NOa в интервале температур от О до 120°С очень высока. Этот эффект является следствием обратимой реакции 2N02 N20i. Равновесная смесь при температурах свыше 120°С содержит преимущественно NO2, а при температурах меньше 0°С — преимущественно N2O4. Необычно высокая кажущаяся теплопроводность двуокиси азота является следствием того, что молекулы диффундируют из высокотемпературных в низкотемпературные области, где они рекомбинируют, освобождая соответствующую теплоту реакции. [c.349]

Карбоволокниты отличаются высоким статическим и динамическим сопротивлением усталости (рис. 224), сохраняют это свойство при нормальной и очень низкой температуре (высокая теплопроводность волокна предотвращает саморазогрев материала за счет внутреннего трения). Они водо- и химически стойкие. После [c.477]

Фотоэмульсии могут храниться в обычных условиях при температуре 20° С и относительной влажности 45—55% — по крайней мере несколько недель, если в инструкции не оговорены другие сроки. Хранение эмульсии при температуре выше 27° С не рекомендуется и не должно превышать одной недели. Более высокая температура и большие времена воздействия приводят к сильному росту вуали, зернистости и чувствительности, а также снижают контраст и уменьшают фотографическую широту при некоторой достаточно высокой температуре возникает полное вуалирование. Для сохранения хорошего и даже отличного качества эмульсии рекомендуется поддерживать температуру в пределах от 10 до —18° С. В роликовых пленках из-за плохой теплопроводности материала кратковременное повышение температуры может вызывать значительные различия в характеристиках внешних и внутренних слоев ролика, а также участков в центре и на краю пленки. Очень низкие температуры (ниже —45" С) вызывают временную потерю [c.133]

Фирма ДЖИИ разработала непрерывную изоляцию из стеклослюдинитовой ленты и эпоксидно-алкидных связующих [5]. По данным фирмы, эта изоляция обладает значительно больщей прочностью и жесткостью, чем любые виды изоляции, пропитанной битумным компаундом. Новая изоляция имеет более высокую электрическую прочность и стабильность при длительном воздействии напряжения и более низкие диэлектрические потери. Хорошая электрическая прочность и большая однородность электрических характеристик в различных точках изоляции открывают возможность уменьшения толщины изоляции. Стабильность при очень высоких и очень низких температурах дает гарантию длительного срока службы. Более высокая теплопроводность обеспечивает [c.157]

Нержавеющая сталь является с позиций совместимости подходящим материалом для изготовления фитилей и корпусов труб при использовании таких рабочих жидкостей, как ацетон, аммиак или жидкие металлы. Недостатком нержавеющей стали является ее низкая теплопроводность, поэтому там, где важно последнее свойство, используют медь или алюминий. Медь особенно привлекательна для серийных изделий с водой в качестве рабочей жидкости, в качестве материала корпуса были использованы пластмассы, а при очень высоких температурах обстоятельному рассмотрению подпергялись керамика и тугоплавкие металлы, такие как тантал. Для того [c.95]

Как отмечалось в гл. 2, в ходе эксперимента необходимо поддерживать низкую температуру матрицы, чтобы предотвратить диффузию изолированных реакционноспособных частиц и их реакции. В данном разделе мы подробнее рассмотрим технические детали низкотемпературных исследований. Поскольку поддержание очень низких температур требует использования вакуума для предотвращения теплоподвода через газ в результате теплопроводности, конвекщш или конденсации, необходимо также рассмотреть отдельные вопросы вакуумной техники. Наконец, интересно, что многие эксперименты по матричной изоляции включают использование высоких температур для получения мономерных частиц термодеструкцией полимерной твердой фазы или в результате высокотемпературных реакций. В связи с этим мы коснемся конструирования высоко-темп атурных нагревателей и специфических проблем при комбинировании в одной установке высоких и очень низких температур. [c.38]

Влияние давления на удельную теплоемкость твердых тел хорошо изучено вплоть до 10 ГПа [87]. Однако определение зависимости удельной теплоемкости от давления в области очень низких температур связано со значительными экспериментальными трудностями. В работе [88] измеряли удельную теплоемкость индия при давлении 0,8 ГПа и температурах, начиная с 1,3 К. В качестве среды, передающей давление, бьш использован алмазный порошок, имеющий низкую теплоемкость и высокую теплопроводность. Датчиками температуры служили угольные сопротивления. Образец нагревали переменным током. При расчетах был уточнен вклад алмазного порошка в измеряемую теплоемкость [89], чго позволило проводить эксперименты, не устанавливая квазиадиабати-ческих условий. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...