Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.86 Mб

Скачать

☆

1 / 341 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Р. Ё. КРЖИЖАНОВСКИЙ, 3. Ю. ШТЕРН

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

( О к и с л ы )

Справочная книга

„ Э Н Е Р Г И Я " Ленинградское отделение

1973

	Г б с Т Т Ї У Б ЛИЧНАЯ І	П 1\
	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ	[
6П2.	БИБЛИОТЕКА С О С Р	— ~
К81
У Д К 661	183 5 : 536 + 665 : 536

К р ж и ж а н о в с к и й P. E . , Ш т е р н 3 . Ю .

K81 Теплофизические свойства неметаллических материа лов, Л., «Энергия», 1973.

336 с. с ил.


В с п р а в о ч н о й книге				приведены д а н н ы е		о ф и з и ч е с к и х		свойствах		о к и с л о в
и к а р б и д о в	в ш и р о к о м		д и а п а з о н е т е м п е р а т у р			и д р у г и х параметров .				Н а и б о л ь
ш е е в н и м а н и е у д е л е н о			т е п л о ф и з и ч е с к и м и т е р м о д и н а м и ч е с к и м						свойствам		этих
материалов: коэффициентам					т е п л о п р о в о д н о с т и , т е п л о е м к о с т и ,				л и н е й н о г о		рас
ш и р е н и я и	т. д .	К р о м е	т е п л о ф и з и ч е с к и х свойств, д л я				к а ж д о г о		м а т е р и а л а		при
ведены д а н н ы е ,		которые		х а р а к т е р и з у ю т его с т р у к т у р у ,			степень		в з а и м о д е й с т в и я
с д р у г и м и	м а т е р и а л а м и			и некоторые д р у г и е		о б щ и е с в е д е н и я ,			что	п о з в о л я е т
обеспечить	к о м п л е к т н о с т ь				и о п р е д е л е н н у ю	у н и в е р с а л ь н о с т ь			справочника .
С п р а в о ч н а я		книга	п р е д н а з н а ч е н а д л я ш и р о к о г о к р у г а					с п е ц и а л и с т о в ,			з а н и
м а ю щ и х с я	и с с л е д о в а н и е м , п р о е к т и р о в а н и е м					и э к с п л у а т а ц и е й			энергетического
и д р у г о г о о б о р у д о в а н и я ,				а т а к ж е м о ж е т быть		п о л е з н а	д л я	стундентов соответ
с т в у ю щ и х в ы с ш и х у ч е б н ы х з а в е д е н и й .

К ° 3	3 2 - 3 0 3	8-72	6П2.2
051	(01)-73

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физические свойства в значительной мере определяют область применения того

или	иного материала. Их	значение	особенно возросло за	последнее	время	в	связи
с усилением тенденции перехода к			высокофорсированным	процессам	во всех		обла
стях	техники. Кроме того,	все большее значение приобретают различные				варианты

использования физических свойств материалов для создания новых технологических процессов и аппаратов. В связи с этим получают все более широкое развитие работы в области изыскания новых материалов с заданным комплексом физических и дру гих свойств. Такое положение вызывает настоятельную необходимость создания общих и специальных справочников по физическим свойствам.

Основные требования, которые предъявляются в настоящее время к справочным данным по физическим свойствам: наиболее полный охват этих свойств, наибольший диапазон параметров, для которых они даются, а также достоверность рекомендуе мых значений. Опубликованные исследования теплофизических свойств неметалли ческих материалов, выполненные в научно-исследовательских организациях СССР и за рубежом, позволяют в определенной мере удовлетворить перечисленным выше требованиям прежде всего для наиболее распространенных соединений: окислов и карбидов1 .

Приводимые в справочнике значения теплофизических свойств относятся к бо лее или менее чистым веществам 2 . При этом нужно учитывать, что степень чистоты на некоторые свойства вещества оказывает сильное влияние, в то время как на дру гие — гораздо более слабое. Очевидно конкретные значения первой группы свойств менее универсальны, чем второй. Почти на все свойства серьезное влияние оказывает технология получения образца. Все это серьезно затрудняет выдачу рекомендаций, особенно если учесть, что большинство окислов и карбидов исследовано недоста точно полно.

При пользовании справочником следует обратить внимание на то, что величины, заключенные в скобки в таблицах термодинамических свойств, являются расчет ными, а в таблицах теплопроводности и линейного расширения получены экстраполя цией или интерполяцией.

Зависимость основных теплофизических свойств от температуры для каждого вещества представлена графически. Это позволяет обеспечить известную наглядность

иудобство пользования справочными данными.

Втех случаях, когда это было возможно, на рисунках (на основании имеющихся

экспериментальных данных) нанесены сплошными линиями рекомендуемые зависи-

	1	В предлагаемом справочнике авторы смогли	представить материал только
по	окислам.
	2	Состав исследованного материала и другие его	характеристики, как правило,
в	справочнике приводятся.

мости теплофизических свойств от температуры для нулевой пористости вещества. Следует, однако, учитывать, что несовпадение отдельных экспериментальных дан ных с рекомендуемыми может означать различия в плотности, чистоте или характере распределения примесей в исследованном материале и в материале, принятом за эталон.

В основном это замечание касается тех свойств, которые в большой степени зави сят от чистоты вещества.

Другая весьма важная проблема, которую пытались разрешить авторы, — это обеспечение для каждого вещества полного набора теплофизических и электрических свойств, которым посвящен настоящий справочник. В этот набор входят: плотность, термический коэффициент линейного расширения, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, электропроводность, излучательная способность, работа выхода, постоянная Холла, магнитная восприимчивость, температура перехода в сверхпроводящее состояние, некоторые сведения о взаимодействии с другими веще ствами и ряд других свойств для отдельных соединений. Однако, по понятным при чинам, это удалось сделать неполностью. Следует также отметить, что за время подготовки справочника к изданию появились новые публикации, посвященные исследованиям отдельных свойств окислов, а также их обобщению, которые не нашли отражения в предлагаемой книге.

Насколько это возможно для справочника, большое внимание было уделено физической стороне вопроса связи тепловых и электрических свойств соединений с их

электронной	и кристаллической	структурами, с плотностью,	технологией получе
ния и т. п.
С этой	целью для каждого	вещества приводятся основные	характеристики его

атомного строения и кристаллической структуры, а также и другие параметры, влияю щие на его свойства.

Таким образом, значительное количество новых данных, широкий набор физи ческих свойств (с обеспечением их комплектности для каждого вещества) и ряд дру гих особенностей справочника позволяют надеяться на то, что он окажется полез ным для широкого круга инженерно-технических работников.

Авторы считают своим долгом выразить большую благодарность своим товари щам по работе, которые во многом содействовали подготовке справочника.

Отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: 192041, г. Ленинград, Марсово поле, д. 1, Ленинградское отделение издательства «Энергия».

Авторы

	РАЗДЕЛ	ПЕРВЫЙ
	ОКИСЬ АЛЮМИНИЯ (А12 03 )
	1-1. Общие сведения
Молекулярная масса			101,9612
Температура плавления			2015° С
Температуры плавления окиси алюминия			по данным разных авторов	приведены
в табл. 1-1.
			Таблица 1-1
	Температура плавления		окиси алюминия
Т е м п е р а т у р а	О с о б е н н о с т и		о б р а з ц а	Источ ник
п л а в л е н и я , °С	О с о б е н н о с т и		о б р а з ц а	Источ ник
п л а в л е н и я , °С

2015±15

2030

2025± 10

1994± 1 2000+ 10

2005

2050

2042±7 2024± 16

		_
99,8%	А1 2 0 3 ;	спеченный глинозем (пористость
3 - 7 % )
99,9%	А1 2 0 3 ,	кристаллический сапфир (нулевая

пористость)

Образец приготовлялся растворением 99,98% А1 в химически чистой HNO s

99,99% чистой а-А12 03 , 0,004% CaO; 0,003% Si0 2
а-А12 03 ; < 0 , 0 1 % Ag, В, Ca, Fe, Mg, Si
Образец приготовлялся растворением 99,98% А1
<х-А1203;	0,05% С
Образец	плавился и рекристаллизовался . . .

	—
	—
99,5%	А1 2 0 3

[11, 12, 13]

[14]

[30]

[111]

[29]

[30]


	Температура кипения				2980°С [11]
	Твердость	по шкале	Мооса		9 [11].
		1-2.		Кристаллическая структура
	Энергия кристаллической			решетки	15 520 000 кдж/кмоль (3707 ккал/моль)		[167].
	При низких температурах существует несколько модификаций					чистого	глино
зема	(А12 03 ), но при нагревании все они превращаются в а-глинозем					(корунд). Пре
вращение в а-модификацию			необратимо		[ И ] . Известные модификации окиси		алюми
ния	приводятся	в табл.	1-2,

Кристаллическая структура окиси

алюминия [11, 16]

Т е м п е р а

М о д и ф и

С и г о н и я ,

тип

П л о т

С п о с о б п о л у ч е н и я

т у р а

п р е

к а ц и я

п а р а м е т р ы

р е ш е т к и

ность

в р а щ е н и я

кг/м3

в к о р у н д

°С

Гексагональная

(три

3965

Устой

(корунд)

гональная, типа

Fe2 03 );

чивая

а =

4,75 А; с =

12,97 А

Обезвоживание

форма

Кубическая, типа шпи

—

Более

нели

MgA104 ;

а =

—

Y - A I A

1200

7,895 А

У'

Кубическая

3619

Электролитическое

750—

окисление алюминия

1000

Гексагональная

2400

Обезвоживание

950

Кубическая

А1С13 -6Н2 0

—

Бомбардировка

элек

—

тронами

Октаэдрическая

3600

Высаживание из

ли

> 1600

тиевых

расплавов

Гексагональная

типа

Получается

из

алю

Р-А12 03 ;

а =

5,56 А;

минатов

натрия

ка

с =

22,55 А

лия

Ряд авторов считает доказанным, что {5-глинозем не представляет собой чистой

модификации

глинозема.

1-3.

Плотность

При

20° С

теоретическая

плотность

корунда

3970

кг/м3

[11,

13]. Плотность

остальных модификаций приведена в табл.

1-2.

1-4. Тепловое расширение -

При 20° С коэффициент линейного расширения 6,2510~6 град'1

[17] при 25° С —

5,4- Ю - 6

град'1

[23]; при 200° С — 6,4- Ю " 6 град'1

[23].

Данные о зависимости теплового расширения

корунда от температуры и свойств

образца

приводятся

в табл.

1-3—1-12 и на рис. 1-1 —1-8.

Таблица

1-3

Средний

коэффициент линейного расширения

окиси

алюминия

в различных температурных

интервалах

Т е м п е р а т у р н ы й и н т е р в а л ,

«•10е

град'1

П р и м е ч а н и е , источник

°С

0—300

6,2

Спеченный

глинозем [17]

300—800

8,25

[17]

20—1000

8,4—8,5

[17]

20—1000

8,5

[18]

20—1000

8—8,5

99% А 1 А

118]

25—1000

13,

[19]

30—1000

8,8

[10,

20]

20—1580

8,0

[ И ]

1000—1600

7,5±0,4

[19]

Коэффициент линейного расширения окиси алюминия в интервале температур от комнатной до указанной в таблице

	К о э ф ф и ц и е н т л и н е й н о г о р а с ш и р е н и я а - 1 0 6 ,						град'1	при	т е м п е р а т у р е ,		°С
300	400	600	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500	j	1600	1800
					8,1	8,6	9,1	9,4	9,8	10,0		10,3	10,6
6,7	(7,0)	7,6	(8,0)	8,1	(8,4)	(8,7)	9,0	(9,4)	(9,8)	10,2		—	—
5,9	(6,3)	7,2	(8,0)	8,2	(8,6)	(8,8)	9,0	(9,2)	(9,4)	9,6		—	-
4,4	(5,0)	6,0	(6,7)	6,9	(7,2)	(7,4)	7,7	(8,0)	(8,4)	8,7		—
6,4	7,3	8,2	8,9	(9,1)	9,3	(9,5)	9,7
(200° С)	7,3	8,2	8,9	(9,1)	9,3	(9,5)	9,7
(200° С)
9,39	(9,43)	9,48	(9,48)	(9,49)	(9,49)	(9,50)	9,50

П р и м е ч а н и е

100% А1,03 . Кажущаяся пори стость 1,7%, объемная плотность 3830 кг/мя, температура обжига 1730° С [21]


99%	А1 2 0 3	(глинозем),		грубозер
нистый	плавленый образец				[22]
99%	А1 2 0 3	(глинозем), спеченный,
высокоплотный			образец	[22]
88%	А1 2 0 3 .		Плавленое		зерно
с глинистой		связкой [22]
				[23]

Ромбическая структура [24]

	7,92	(8,2)	8,50	(8,68) (8,86)	(9,04)	9,22	(9,37)	(9,52)	(9,68)	9,83	10,34	А1 2 0 3	и А1 2 0 3	+	0,1 MgO. Испы-
—												тывались в воздухе [25]
—	8,20	(8,51)	8,81	J (8,93)(9,09)	(9,20)	9,35	(9,45)	(9,55)	(9,66)	9,77	10,60	98%	А1 2 0 3 +	2%	Y 2 0	3

				Характеристика образцов		к рис. 1-1 (стр. 10)
О б о			Х и м и ч е с к и й		П л о т н о с т ь		Т е м п е р а т у р
О б о	С т р у к т у р а		Х и м и ч е с к и й		П л о т н о с т ь	П о р и с т о с т ь	ный и н т е р в а л	П р и м е ч а н и е
з н а ч е	С т р у к т у р а			с о с т а в	к г / л 3	П о р и с т о с т ь	ный и н т е р в а л	П р и м е ч а н и е
ние							°С
ние
О	Плавленые	зерна	Коммерчески чи		—	—	25—1170	Обработка образца: от
			стая	( < 1 % приме			лита, обожжено			при
			сей)				1150° С, смешано и вновь
							обожжено		при 1830° С
							в	течение	3 ч
•			99%	А1 2 0 3	Высокая		300—1500	Образец	спечен
					плотность
Л	Грубо плавленые		99%	А 1 2 0 3	—	—	330—1500		—
зерна
0	Плавленые	зерна	88%	А1 2 0 3	—	-—	300—1500
на	глиноземистой
связке
о	—			—	—	—	—304-125	Образец	с различной
о	—			—	—		обработкой
							обработкой
•	—			—	—	Различная	75—1075	Образец	спечен
•						пористость
•	—			—	—	—	20—800	Образец	спечен	при
							1650° С

Ис т о ч ник

[26]

[22]

[221

[22]

[27]

[23]

[28]

О б о		Х и м и ч е с к и й	П л о т н о с т ь	Т е м п е р а т у р
О б о	С т р у к т у р а	Х и м и ч е с к и й	П л о т н о с т ь	П о р и с т о с т ь ный и н т е р в а л
з н а ч е	С т р у к т у р а	состав	к г / л 3	П о р и с т о с т ь ный и н т е р в а л
н ие				°С
н ие

•				_		20—1200
•
0	—	95,5%	чистоты	—	—	—20-ь 1600
•	—	99% чистоты		—	—	20—800
•	—	99% чистоты		—
•	—	Чистая		—	—	—20-г-100
т		0,50%	Na 2 0;			0—1440
		0,025% Si0 2 ; 0,04%
		Fe2 0,; 0,002% ТЮ 2 ;
		1,2% Н 2	0
о	Поликристалл		—	—	—	30—1370
о	Поликристалл		—
	Синтетический		—	—	—	75—1510
	сапфир
	Величина зерна		—	91% теоре	—	150—1100
	5—9 мкм			тической
	5—9 мкм
	—		—	3830	1,7% (ка	1000—1800
	—		—		жущаяся)
					жущаяся)
	—		—	—	—	100—1200
			—	—	—	600—2000
•	—			—	—	1000—1800
•

П р и м е ч а н и е

—

Образец отлит

»»

Испытывалось в атмо сфере гелия

—

Образец обожжен при температуре 1730° С

—

Ис т о ч ник

[24]

[29]

[30]

[31]

[321

[21]

[17] [ П ] [21]

1 / 341 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20237.46 Mб14Крейндлин Л.Н. Конструкции и производство щитовых дверей.pdf
#
19.10.20232.69 Mб12Кремень, З. И. Доводка плоских поверхностей.pdf
#
25.10.202317.57 Mб20Кремниевые планарные транзисторы..pdf
#
22.10.202318.68 Mб5Кремс, А. Я. Условия формирования и закономерности размещения залежей нефти и газа.pdf
#
25.10.202316.58 Mб7Кретович В.Л. Введение в энзимологию.pdf
#
25.10.202315.86 Mб22Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн.pdf
#
29.10.20238.06 Mб8Кривандин В.А Керамические рекуператоры.pdf
#
19.10.20233.31 Mб5Кривенко, Е. И. Технологические процессы на предприятиях автосервиса.pdf
#
22.10.202311.8 Mб27Кривовяз, Л. М. Практика оптической измерительной лаборатории.pdf
#
29.10.20233.09 Mб11Кривозуб Д.С. Агрегаты бесперебойного питания (лекция).pdf
#
19.10.20236 Mб10Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf