Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коэффициенты теплопроводности силицидов хрома

30.05.2019


Сведения о теплопроводности силицидов хрома немногочисленны и не всегда были получены на достаточно чистых и компактных образцах.

Нешпор изучал теплопроводность однофазных образцов различных силицидов хрома (полученных металлокерамическим способом) с помощью модифицированного метода Иоффе (при средней температуре образцов, близкой к 40°С). Одновременно изучалась и электропроводность препаратов о. Полученные данные позволили оценить не только полную теплопроводность Л, но и вклад электронов Лс с использованием закона Видемана-Франца-Лоренда, и фононов по разности Лреш = Л-Ле. Полученные данные приведены в табл. 4.

Установленное при этом неравенство ЛCr5, Si3 меньше Лcr, si больше ЛCr, Si2 качественно согласуется с результатами старых измерений коэффициентов теплопроводности технического силикохрома, выполненных Курнаковым.
Коэффициенты теплопроводности силицидов хрома

Следует заметить, что принятое в работе соотношение электропроводностей силицидов хрома (не говоря об их значении) отличается от установленного другими авторами. В частности, согласно Радовскому oCr3, Si : oCr5, Si3 : оCr, Si:оCr, Si2 = 1:0,33; 0,43:0,013, что не согласуется с вышеприведенным отношением электронного вклада в их теплопроводность.

Из данных прежде всего видно, что переход от чистого хрома к Cr3Si и особенно к Cr5Si3 приводит к быстрому понижению теплопроводности. Это, по мнению автора, обусловлено резким уменьшением вклада электронов. Зависимость же решеточной теплопроводности от состава силицидов носит сложный характер, отражающий роль локализованных и делокализованиых связей.

Температурная зависимость теплопроводности моносилицида хрома исследовалась Островским в интервале температур от 80 до 1700° К. Автор установил, что между 80 и 150° К коэффициент теплопроводности несколько снижается, примерно от 16 до 13 вт/(м*град), а при Т больше 200°К растет в первом приближении по линейному закону [Л = 12 + 6*10в-3T вт/(м*град)]. В этих условиях, как показали результаты измерений электропроводности и расчетов, по закону Видемана-Франца-Лоренца, также линейно растет с повышением температуры и его электронная составляющая [Ле = 6+10*10в-3Т вт/(м*град)]. Одновременно с этим убывает вклад решеточной теплопроводности, роль которой выше 1200° К становится малосущественной. С этой точки зрения CrSi резко отличается от моносилицидов кобальта и железа, где вблизи комнатных температур Ле = 0,05 Л. Причины этого различия тесно связаны с особенностями заполнения энергетических полос (и в частности, со степенью заполнения полос проводимости), которые будут подробно обсуждены далее

Несколько более разнообразны сведения о теплопроводности у-фазы. Так, еще в исследованиях Никитина было показано, что CrSi2 обладает небольшой теплопроводностью, равной примерно 6,3 вт/ (м*град), что близко к данным. Позднее исследованием влияния состава на Л поликристаллических спеченных образцов у-фазы, стабилизированных при 1250° С, занимались Воронов и соавторы. При этом выяснилось, что с ростом содержания кремния (от CrSi1,93 до CrSi2,10) теплопроводность меняется сложным образом: сначала (до CrSi1,99) она убывает, далее (CrSi1,99—CrSi2,02) обнаруживает экстремальную зависимость с острым максимумом, соответствующим стехиометрическому дисилициду, а затем (CrSi2,02—CrSi2,10) вновь возрастает. Интересным при этом является то, что стехиометрический CrSi2 обладает максимальной теплопроводностью [~9 вт/(м*град)] и одновременно минимальной электропроводностью (и концентрацией носителей зарядов). Это, очевидно, в соответствии с данными Нешпора, подчеркивает решающую роль решеточной теплопроводности, величина которой заметно меняется с изменением состава у-фазы.

Теплопроводности моно- и поликристаллических препаратов CrSi1,95 оказались весьма близкими друг к другу [9,6 и 9,5 вт/(м*град)], что подтверждает высокое качество спеченных образцов, использованных в работах.

Как и в случае коэффициента термического расширения, коэффициент теплопроводности у-фазы существенно зависит от кристаллографического направления. Это, в частности, достаточно четко показали Воронов, Дудкин и Трусова. Согласно их данным, теплопроводность монокристаллического образца дисилицида хрома при комнатных температурах вдоль оси с на 15—20% больше, чем в перпендикулярном направлении. Авторы поясняют это тем, что взаимодействие между атомами, лежащими в смежных гексагональных слоях, наиболее интенсивно.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: