Дефекты структуры и физические свойства кристаллов. Семенова Г.В - 7 стр.

UptoLike

1) повышение интенсивности колебательного движения узлов решет-
ки (изменение амплитуды и частоты колебаний);
2) повышение энергетического состояния электронов;
3) разупорядочение решетки с образованием дефектов (Шоттки,
Френкеля, антиструктурных);
4) ориентационное разупорядочение.
В классической теории теплоемкости, рассматривающей кристалл
как совокупность независимых гармонических осцилляторов с одинаковой
частотой колебаний, теплоемкость является постоянной величиной
C
V
3R, независимо от химического состава материала и типа термообра-
ботки. Это согласуется и с экспериментальными результатами в области
низких температур, когда в материале отсутствуют все виды дефектов,
кроме тепловых колебаний. Если дефекты имеются, C
V
отличается от 3R и
тем больше, чем интенсивнее процессы дефектообразования.
Например, для UO
2
(который используется в качестве накопителя
энергии в атомных реакторах) за счет процесса дефектообразования
O
O
x
O
i
+ V
··
O
, вклад дефектов в теплоемкость при высоких температурах
( 1000 °С) достигает 2,5 кал/моль·K , т.е. около 40 % от 3R.
Теплопроводность
Возможны два механизма переноса тепла в кристаллах: 1) за счет
взаимодействия между тепловыми колебаниями решетки; 2) за счет дви-
жения электронов и их столкновения с атомами. В керамических материа-
лах, оксидах, ферритах обычно доминирует первый механизм, а в металлах
заметный вклад вносит и второй механизм.
Если бы колебания составных частей решетки были полностью гар-
моническими, то тепло бы распространялось беспрепятственно, а тепло-
проводность диэлектриков была бы бесконечно велика. Но в реальных ма-
териалах колебания ангармоничны и за счет этого они затухают, и тепло-
проводность χ снижается.
7
      1) повышение интенсивности колебательного движения узлов решет-
ки (изменение амплитуды и частоты колебаний);
      2) повышение энергетического состояния электронов;
      3) разупорядочение решетки с образованием дефектов (Шоттки,
Френкеля, антиструктурных);
      4) ориентационное разупорядочение.
      В классической теории теплоемкости, рассматривающей кристалл
как совокупность независимых гармонических осцилляторов с одинаковой
частотой колебаний, теплоемкость является постоянной величиной
CV ≈ 3R, независимо от химического состава материала и типа термообра-
ботки. Это согласуется и с экспериментальными результатами в области
низких температур, когда в материале отсутствуют все виды дефектов,
кроме тепловых колебаний. Если дефекты имеются, CV отличается от 3R и
тем больше, чем интенсивнее процессы дефектообразования.
      Например, для UO2 (который используется в качестве накопителя
энергии в атомных реакторах) за счет процесса дефектообразования
OOx → Oi″ + V··O, вклад дефектов в теплоемкость при высоких температурах
(∼ 1000 °С) достигает ∼ 2,5 кал/моль·K , т.е. около 40 % от 3R.
                            Теплопроводность
      Возможны два механизма переноса тепла в кристаллах: 1) за счет
взаимодействия между тепловыми колебаниями решетки; 2) за счет дви-
жения электронов и их столкновения с атомами. В керамических материа-
лах, оксидах, ферритах обычно доминирует первый механизм, а в металлах
заметный вклад вносит и второй механизм.
      Если бы колебания составных частей решетки были полностью гар-
моническими, то тепло бы распространялось беспрепятственно, а тепло-
проводность диэлектриков была бы бесконечно велика. Но в реальных ма-
териалах колебания ангармоничны и за счет этого они затухают, и тепло-
проводность χ снижается.
                                     7