Залежність поведінки високотемпературної теплопровідності досліджуваних молекулярних кристалів від характеру обертального руху молекул. Розподіл внесків фонон-фононної та фонон-обертальної взаємодії в повний тепловий опір досліджуваних кристалів.
Дані про теплопровідність дають можливість отримувати важливу інформацію про динаміку кристалічної гратки. В залежності від конкретної речовини і температури характер орієнтаційного руху молекул може змінюватися в широких межах, від лібрацій на малі кути і рідких стрибків між рядом можливих для молекул орієнтацій в упорядкованих фазах до майже вільного обертання в орієнтаційно-розупорядкованих фазах [3-6]. В звязку з цим викликає інтерес проведення дослідження теплопровідності кристалів різної симетрії, з різними типами молекулярних обертань, в широкому інтервалі температур, який охоплював би великий спектр обертальних рухів молекул, з метою виявлення особливостей які впливають на теплопровідність молекулярних кристалів. Дослідження, які склали зміст даної дисертації, проведені у відповідності до тематичного плану інституту з відомчої тематики за темами: 1 держбюджетна тема Міністерства освіти і науки “Дослідження структури та фізичних властивостей тонких аморфних і полікристалічних шарів в залежності від технологічних умов їх отримання”, номер державної реєстрації №141-94, термін виконання 1994-1996 рр. В процесі виконання дисертаційної роботи було отримано температурні залежності коефіцієнтів теплопровідності твердих SF6, CHCL3, С6Н6 та CCL4, кристалів із різними типами молекулярних обертань.Тверда SF6 має незвично широку область існування високотемпературної b-фази, кристалізація даної речовини відбувається при 222.4 К, а фазовий перехід, що знижує симетрію трансляційної і орієнтаційної підсистем кристалу - тільки при 93.4 К [8]. Із врахуванням вище сказаного тверда SF6 є зручним обєктом для дослідження впливу на теплопровідність монофазної однокомпонентної системи широкого спектру обертальних станів молекул, які змінюються від практично повної орієнтаційної впорядкованості до майже вільного ротаційного руху. Вимірювання ізобарної (під тиском власних насичених парів) теплопровідності lp зразків твердої SF6 проведено в температурному інтервалі від фазового переходу до температури плавлення. Теплопровідність виміряна під тиском власної насиченої пари може бути перерахована до ізохорної lv із врахуванням даних по тепловому розширенню [8] і обємної залежності теплопровідності [3], при допомозі формули: lv=lp(Vm(T)/Vm0)g, (1) де Vm(T) - молярний обєм вільного зразка в залежності від температури, Vm0 - молярний обєм зразка до якого проводився перерахунок, g=(¶lnl/¶LNV)T - коефіцієнт Бріджмена (табл.1). В якості приведених параметрів Tmol і Vmol ми використали температури та молярні обєми SF6 і кристалів інертних газів криптону Kr і ксенону Xe в критичних точках Tcr<і Vcr.>Теплоопір твердої SF6, повязаний із наявністю обертального руху молекул, спочатку збільшується при підвищенні температури, в області температур порядку 170 К проходить через максимум і починає зменшуватися.Проведені в дисертаційній роботі дослідження виявили ряд експериментальних фактів і закономірностей, аналіз яких дозволив встановити залежність величини та поведінки високотемпературної теплопровідності від характеру обертального руху молекул. Створено експериментальну установку для вимірювання ізобарної теплопровідності молекулярних кристалів в діапазоні температур 80-300 К. Проведено вимірювання коефіцієнту теплопровідності твердих SF6, CHCL3, С6Н6, CCL4 - кристалів із різними типами орієнтаційного руху молекул.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
Проведені в дисертаційній роботі дослідження виявили ряд експериментальних фактів і закономірностей, аналіз яких дозволив встановити залежність величини та поведінки високотемпературної теплопровідності від характеру обертального руху молекул. Основні результати проведених в даній дисертаційній роботі досліджень полягають у наступному: 1. Створено експериментальну установку для вимірювання ізобарної теплопровідності молекулярних кристалів в діапазоні температур 80-300 К.
2. Проведено вимірювання коефіцієнту теплопровідності твердих SF6, CHCL3, С6Н6, CCL4 - кристалів із різними типами орієнтаційного руху молекул. Дослідження проведені в діапазонах температур від 80 К і до відповідних температур плавлення. Експериментальні дані перераховані до постійного обєму.
3. Встановлено звязок між характером орієнтаційного руху молекул і поведінкою ізохорної теплопровідності. У випадку, якщо орієнтаційна упорядкованість зберігається теплопровідність кристалів зменшується при підвищенні температури, внаслідок посилення фонон-фононної і фонон-обертальної взаємодій. В області температур де у кристалів відбувається наростання процесів орієнтаційного розупорядкування теплопровідність починає збільшуватися, внаслідок зменшення розсіяння фононів на обертальних збудженнях молекул.
4. Проведено розподіл внесків фонон-фононної та фонон-обертальної взаємодій у загальний тепловий опір досліджуваних кристалів. Отримані результати показують, що величина фонон-обертального внеску того ж порядку, що і фонон-фононна компонента, а у ряді випадків навіть перевищує її.
Список литературы
1. Пурський О.І. Дослідження ізобарної теплопровідності твердої SF6 // УФЖ. - 2000. - Т.45. - №9. - С. 1076-1077.
4. Пурский О.И., Жолонко Н.Н., Константинов В.А. Влияние ориентационного движения молекул на процессы переноса тепла в твердых CHCL3, С6Н6 и CCL4 // Вісник ЧДУ, “серія Фіз.-Мат. науки”. - вип. №19. - 2000. - С. 90-104.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
