Теплопроводность поликристаллов соединений А2В6 и сульфидов редкоземельных элементов

• Автор: Лугуева, Наталия Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР ТЕОРИИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

§ 1. Механизмы теплопереноса в твердых телах

§ 2. Теплопроводность кристаллической решетки

§ 3. Фотонная теплопроводность

ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

§ 1. Краткие сведения об исследованных образцах

§ 2. Общие сведения о существующих методах измерения

теплопроводности

§ 3. Установка для измерения коэффициента теплопроводности в

интервале температур 80-450 К

§ 4. Краткие сведения о других использованных

экспериментальных установках
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ СОЕДИНЕНИЙ А2В6
§ 1. Теплопроводность УпБе, СсГГе и возможные в них
механизмы теплопереноса
§ 2. Влияние структурных дефектов на теплопроводность
поликристаллов УпБ
§ 3. Исследование влияния протяженных дефектов на
теплопроводность поликристаллов УпБе, СсГГе
§ 4. Транспортные свойства СсГГе, подвергнутого
высокотемпературному отжигу

ГЛАВА 4. КОРРЕЛЯЦИЯ РЕШЕТОЧНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
КРИСТАЛЛОВ СРЕДИНЕНИЙ А2Вб С ПАРАМЕТРАМИ ИХ ФОНОННЫХ СПЕКТРОВ
§ 1. Фононные спектры и характеристические температуры
соединений Ъс&е, СсГГе
§ 2. Особенности температурных зависимостей тепловых сопротивлений ZnS, Уп8е, СМТе и их взаимосвязь с
параметрами фононных спектров
§ 3. Теплопроводность сульфида цинка при всестороннем
сжатии
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ КРИСТАЛЛОВ СУЛЬФИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
§ 1. Теплопроводность ЬагЬз и Ос128з
§ 2. Теплопроводность Ьа^з, Ос128з с избыточным содержанием
редкоземельных металлов
§ 3. Теплопроводность пористых поликристаллов Ьа283
§ 4. Теплопроводность Еи8
ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Совокупность физико-химических свойств обеспечивает полупроводниковым материалам группы А2В6 широкое применение в технике. Развитие тепловидения, лазерной техники инфракрасного диапазона, томографии, дозиметрии сделало эти материалы чрезвычайно привлекательными для практического применения. Современные приборы наведения и ночного видения требуют наличия материалов, прозрачных в ИК-области спектра. Материалы, используемые в авиации и ракетной технике, подвержены суровым окружающим условиям, в частности, аэродинамическому нагреву, тепловому удару, дождевой эрозии. Чтобы выдерживать такие условия, материалы окон оборудования должны обладать оптимальным сочетанием оптических, тепловых и механических свойств. Материалы, используемые в ИК-технике, должны сочетать высокий коэффициент оптического пропускания в широкой ИК-области, что характерно для материалов со слабой химической связью и большим атомным весом, и хорошие тепловые и механические свойства (высокая температура плавления, низкий коэффициент теплового расширения, высокая прочность и твердость, высокий коэффициент теплопроводности), для чего необходимы сильная химическая связь и малый атомный вес. Указанная альтернатива устанавливает ограничения на выбор материалов, пригодных для использования в инфракрасном оптическом приборостроении. К материалам, соответствующим таким требованиям, относятся йе (для области температур ниже 100 °С), 2пБ, 2гк5е, СсП'е. В последнее время к ним стали относить и перспективные соединения халькогенидов редкоземельных элементов.
Коэффициент теплопроводности является параметром, определяющим функциональные возможности используемых материалов, и информация о нем необходима при проведении технологических и конструкторских работ.

теплопроводности этих материалов в зависимости от дефектов структуры в литературе нет. В настоящей работе приводятся результаты исследования теплопроводности 7ч Я, 7п8е, СсГГе различной технологической предыстории в широком диапазоне температур, включая область гелиевых температур.
Образцы для исследования изготовлялись из блоков 2п8, 7п8е и СсГГе, имевших различную технологическую предысторию. Образцы, полученные осаждением из паровой фазы на подогретую подложку, характеризовались наличием текстуры с зернами, вытянутыми в направлении оси роста. Диаметр кристаллитов в них составлял 1-3 мм. Некоторые образцы поликристаллов гпБе и Сс1Те, полученные осаждением из паровой фазы, были подвергнуты деформации давлением в направлении параллельном направлению роста кристаллитов. В результате деформации и рекристаллизации эти образцы теряли текстуру, а средний размер зерна в них составлял 1 мм. При исследовании образцов, полученных осаждением из паровой фазы, измерения к проводились как при тепловом потоке вдоль оси роста поликристалла (кц), так и при тепловом потоке, перпендикулярном этому направлению (кх). Исследовались также монокристаллы 7пБ и образцы, изготовленные методом вакуумного рекристаллизационного прессования тонкодисперсных порошков. Образцы гпБ, полученные прессованием, имели относительную плотность 0,998 от плотности монокристалла и состояли из зерен размером 1-2 мкм. Образцы всех исследованных материалов по данным рентгенофазового анализа имели кубическую структуру.
Результаты экспериментального исследования температурной зависимости Кц поликристаллических образцов 7п8, гпБе и СсГГе представлены на рисунке 3.1. На рис. 3.1 представлены также данные для 7п8, определенные по формуле Лейбфрида-Шлемана (1.13). Значения параметров 0 и у, входящих в (1), для исследованных образцов взяты из [49, 111]. Сравнение экспериментальных данных 7п$ со значениями,