(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 22.12.2017 № 2076-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 1 марта 2018 года.
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 22 декабря 2017 г. № 2076-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ.
СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ CaLa2S4 — La2S3.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОТ 80 К ДО 400 К
State system for ensuring the uniformity
of measurements. National standard. Standard reference data.
Optically transparent materials based on CaLa2S4 — La2S3.
Thermal conductivity in the temperature range
from 80 K to 400 K
ГОСТ Р 8.939-2017
ОКС 17.020
Дата введения
1 марта 2018 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Главным научным метрологическим центром «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов» (ГНМЦ «ССД»), Федеральным государственным бюджетным учреждением науки «Институт физики им. Х.И. Амирханова» Дагестанского научного центра РАН (ИФ ДНЦ РАН)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2017 г. № 2076-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на стандартные справочные данные (ССД) о коэффициенте теплопроводности оптически прозрачных материалов на основе твердых растворов CaLa2S4 — La2S3 в диапазоне температур от 80 К до 400 К, измерения которого выполнены абсолютным стационарным методом, основанным на создании линейного теплового потока через исследуемый образец.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
к — коэффициент теплопроводности, Вт·м-1·К-1;
\Delta\text{к} — суммарная погрешность измерения коэффициента теплопроводности, Вт·м-1·К-1;
кэксп — значения коэффициента теплопроводности, полученные в эксперименте, Вт·м-1·К-1;
красч — значения коэффициента теплопроводности, рассчитанные по аппроксимационным уравнениям, Вт·м-1·К-1;
\delta_{K} , % — относительное отклонение значений коэффициента теплопроводности, рассчитанных по аппроксимационным уравнениям, от экспериментальных данных;
T — температура, К.
4 Общие положения
4.1 Оптическая прозрачность в длинноволновой области инфракрасного спектра CaLa2S4 и твердых растворов CaLa2S4 — La2S3, а также их высокая термическая, механическая и эрозийная стойкость позволяют использовать их в качестве окон в промышленной автоматике, астрономических исследованиях, на метеоспутниках, в морских, воздушных транспортных средствах [1], [2].
Для получения поликристаллов системы CaLa2S4 — La2S3 из порошков используют метод горячего рекристаллизационного прессования [3]. Прессование проводится в вакуумной пресс-печи при температуре ~ 1600 К, удельном давлении 200 МПа, время выдержки под давлением — 40 мин. Затем образцы отжигают в потоке сульфидирующих газов (H2S и CS2) при температуре 1270 К в течение 2 ч. В результате получаются плотные и прозрачные поликристаллические образцы со средним размером зерен 4 — 6 мкм. Уменьшение среднего размера зерна по сравнению с исходным порошком объясняется протеканием процессов первичной рекристаллизации в порошках, подвергнутых пластической деформации во время прессования. Состав соединений контролируется поданным газохроматографического [4] и химического анализов. По результатам рентгенофазового анализа все полученные таким методом соединения системы CaLa2S4 — La2S3 однофазны и имеют кубическую структуру типа Th3P4. О чистоте образцов свидетельствует и высокая прозрачность полученных материалов CaLa2S4 — La2S3, которые имеют почти ту же прозрачность, что и монокристаллические образцы соответствующего состава.
4.2 Измерения коэффициента теплопроводности образцов выполняют абсолютным стационарным методом, основанным на создании линейного теплового потока через исследуемый образец. Экспериментальная установка представляет собой модифицированный вариант низкотемпературной экспериментальной установки, описание которой приведено в [5], [6] и [7] как установки, позволяющей получать надежные экспериментальные данные о коэффициенте теплопроводности. В [8] приведены принципиальная схема установки, методика проведения измерений и расчетные формулы. В этой установке измерения теплопроводности проводят по аналогии с измерениями электрического сопротивления потенциометрическим методом, что исключает необходимость учета контактных тепловых сопротивлений между образцами, нагревателем и холодильниками. Суммарная погрешность результатов измерений на экспериментальной установке в диапазоне температур от 80 К до 400 К с учетом погрешностей измерения мощности нагревателя, излучения с боковых поверхностей образцов и нагревателя, оттока или подвода тепла по проводам, погрешностей измерения геометрических размеров образцов, температуры термопарами составляет от 2% до 4% в зависимости от области температур, геометрических размеров исследуемых образцов и их теплопроводности. Расчет погрешностей проводят по ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008.
4.3 Таблицы 1 - 5, в которых приведены ССД, разработаны на основе результатов экспериментального исследования коэффициента теплопроводности твердых растворов системы CaLa2S4 — La2S3 [8] - [14].
Полученные результаты обобщены и аппроксимированы полиномами третьей степени по методу наименьших квадратов. Ниже представлены аналитические зависимости, аппроксимирующие данные о коэффициенте теплопроводности каждого материала:
CaLa2S4:
к = 7,379127 — 0,04787·T + 0,0001139·T2 — 1,4·10-7·T3. (1)
0,6·La2S3 - 0,4·CaS:
к = 6,224417 — 0,0375064·T + 0,000105379·T2 — 1,03971·10-7·T3. (2)
0,7·La2S3 - 0,3·CaS:
к = 5,488967 — 0,03333·T + 9,71·10-5·T2 — 9,9·10-8·T3. (3)
0,8·La2S3 - 0,2·CaS:
к = 4,837469 — 0,02894·T + 8,6·10-5·T2 — 9,9·10-8·T3. (4)
0,9·La2S3 - 0,1·CaS:
к = 4,857008 — 0,02792·T + 7,73·10-5·T2 — 7,6·10-8·T3. (5)
Стандартные справочные данные о коэффициенте теплопроводности соединений CaLa2S4; 0,6·La2S3 - 0,4·CaS; 0,7·La2S3 - 0,3·CaS; 0,8·La2S3 — 0,2·CaS; 0,9·La2S3 — 0,1·CaS в диапазоне температур от 80 К до 400 К, рассчитанные по уравнениям (1) - (5) при целых значениях температуры, и абсолютные значения суммарной погрешности их определения ( \Delta\text{к} ) представлены в таблицах 1 - 5.
Таблица 1
Стандартные справочные данные о теплопроводности CaLa2S4
| T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
| 80 |
4,36 |
0,087 |
245 |
1,92 |
0,047 |
| 85 |
4,22 |
0,084 |
250 |
1,89 |
0,047 |
| 90 |
4,09 |
0,082 |
255 |
1,87 |
0,048 |
| 95 |
3,96 |
0,079 |
260 |
1,85 |
0,048 |
| 100 |
3,84 |
0,077 |
265 |
1,83 |
0,048 |
| 105 |
3,72 |
0,074 |
270 |
1,81 |
0,049 |
| 110 |
3,60 |
0,072 |
275 |
1,79 |
0,049 |
| 115 |
3,49 |
0,070 |
280 |
1,78 |
0,050 |
| 120 |
3,39 |
0,068 |
285 |
1,76 |
0,050 |
| 125 |
3,29 |
0,066 |
290 |
1,75 |
0,051 |
| 130 |
3,19 |
0,064 |
295 |
1,74 |
0,051 |
| 135 |
3,10 |
0,062 |
300 |
1,72 |
0,052 |
| 140 |
3,01 |
0,060 |
305 |
1,71 |
0,052 |
| 145 |
2,92 |
0,058 |
310 |
1,70 |
0,053 |
| 150 |
2,84 |
0,057 |
315 |
1,69 |
0,053 |
| 155 |
2,77 |
0,055 |
320 |
1,68 |
0,054 |
| 160 |
2,70 |
0,054 |
325 |
1,67 |
0,054 |
| 165 |
2,63 |
0,053 |
330 |
1,66 |
0,055 |
| 170 |
2,56 |
0,051 |
335 |
1,65 |
0,055 |
| 175 |
2,50 |
0,050 |
340 |
1,64 |
0,056 |
| 180 |
2,44 |
0,049 |
345 |
1,63 |
0,056 |
| 185 |
2,38 |
0,048 |
350 |
1,62 |
0,057 |
| 190 |
2,33 |
0,047 |
355 |
1,61 |
0,057 |
| 195 |
2,28 |
0,046 |
360 |
1,60 |
0,058 |
| 200 |
2,23 |
0,045 |
365 |
1,59 |
0,058 |
| 205 |
2,19 |
0,045 |
370 |
1,57 |
0,058 |
| 210 |
2,14 |
0,045 |
375 |
1,56 |
0,058 |
| 215 |
2,11 |
0,045 |
380 |
1,55 |
0,059 |
| 220 |
2,07 |
0,046 |
385 |
1,53 |
0,059 |
| 225 |
2,03 |
0,046 |
390 |
1,51 |
0,059 |
| 230 |
2,00 |
0,046 |
395 |
1,50 |
0,059 |
| 235 |
1,97 |
0,046 |
400 |
1,48 |
0,059 |
| 240 |
1,94 |
0,047 |
405 |
1,46 |
0,059 |
Таблица 2
Стандартные справочные данные о теплопроводности
твердого раствора 0,6·La2S3 - 0,4·CaS
| T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
| 80 |
3,84 |
0,077 |
245 |
1,83 |
0,045 |
| 85 |
3,73 |
0,075 |
250 |
1,81 |
0,045 |
| 90 |
3,63 |
0,073 |
255 |
1,79 |
0,046 |
| 95 |
3,52 |
0,070 |
260 |
1,77 |
0,046 |
| 100 |
3,42 |
0,068 |
265 |
1,75 |
0,046 |
| 105 |
3,33 |
0,067 |
270 |
1,73 |
0,047 |
| 110 |
3,24 |
0,065 |
275 |
1,72 |
0,047 |
| 115 |
3,15 |
0,063 |
280 |
1,70 |
0,048 |
| 120 |
3,06 |
0,061 |
285 |
1,69 |
0,048 |
| 125 |
2,98 |
0,060 |
290 |
1,67 |
0,048 |
| 130 |
2,90 |
0,058 |
295 |
1,66 |
0,049 |
| 135 |
2,83 |
0,057 |
300 |
1,65 |
0,050 |
| 140 |
2,75 |
0,055 |
305 |
1,64 |
0,050 |
| 145 |
2,68 |
0,054 |
310 |
1,63 |
0,050 |
| 150 |
2,62 |
0,052 |
315 |
1,62 |
0,051 |
| 155 |
2,56 |
0,051 |
320 |
1,61 |
0,052 |
| 160 |
2,50 |
0,050 |
325 |
1,60 |
0,052 |
| 165 |
2,44 |
0,049 |
330 |
1,59 |
0,052 |
| 170 |
2,38 |
0,048 |
335 |
1,58 |
0,053 |
| 175 |
2,33 |
0,047 |
340 |
1,57 |
0,053 |
| 180 |
2,28 |
0,046 |
345 |
1,56 |
0,054 |
| 185 |
2,23 |
0,045 |
350 |
1,55 |
0,054 |
| 190 |
2,19 |
0,044 |
355 |
1,54 |
0,055 |
| 195 |
2,15 |
0,043 |
360 |
1,53 |
0,055 |
| 200 |
2,11 |
0,042 |
365 |
1,52 |
0,056 |
| 205 |
2,07 |
0,042 |
370 |
1,51 |
0,056 |
| 210 |
2,03 |
0,043 |
375 |
1,50 |
0,056 |
| 215 |
2,00 |
0,043 |
380 |
1,48 |
0,056 |
| 220 |
1,97 |
0,043 |
385 |
1,47 |
0,057 |
| 225 |
1,94 |
0,044 |
390 |
1,46 |
0,057 |
| 230 |
1,91 |
0,044 |
395 |
1,44 |
0,057 |
| 235 |
1,88 |
0,044 |
400 |
1,43 |
0,057 |
| 240 |
1,86 |
0,045 |
405 |
1,41 |
0,057 |
Таблица 3
Стандартные справочные данные о теплопроводности
твердого раствора 0,7·La2S3 - 0,3·CaS
| T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
| 80 |
3,39 |
0,068 |
245 |
1,70 |
0,042 |
| 85 |
3,30 |
0,066 |
250 |
1,68 |
0,042 |
| 90 |
3,20 |
0,064 |
255 |
1,67 |
0,043 |
| 95 |
3,11 |
0,062 |
260 |
1,65 |
0,043 |
| 100 |
3,03 |
0,061 |
265 |
1,64 |
0,044 |
| 105 |
2,94 |
0,059 |
270 |
1,62 |
0,044 |
| 110 |
2,87 |
0,057 |
275 |
1,61 |
0,044 |
| 115 |
2,79 |
0,056 |
280 |
1,60 |
0,045 |
| 120 |
2,72 |
0,054 |
285 |
1,59 |
0,045 |
| 125 |
2,65 |
0,053 |
290 |
1,58 |
0,046 |
| 130 |
2,58 |
0,052 |
295 |
1,57 |
0,046 |
| 135 |
2,52 |
0,050 |
300 |
1,56 |
0,047 |
| 140 |
2,45 |
0,049 |
305 |
1,56 |
0,048 |
| 145 |
2,40 |
0,048 |
310 |
1,55 |
0,048 |
| 150 |
2,34 |
0,047 |
315 |
1,54 |
0,048 |
| 155 |
2,29 |
0,046 |
320 |
1,53 |
0,049 |
| 160 |
2,24 |
0,045 |
325 |
1,52 |
0,049 |
| 165 |
2,19 |
0,044 |
330 |
1,52 |
0,050 |
| 170 |
2,14 |
0,043 |
335 |
1,51 |
0,051 |
| 175 |
2,10 |
0,042 |
340 |
1,50 |
0,051 |
| 180 |
2,06 |
0,041 |
345 |
1,49 |
0,051 |
| 185 |
2,02 |
0,040 |
350 |
1,49 |
0,052 |
| 190 |
1,98 |
0,040 |
355 |
1,48 |
0,052 |
| 195 |
1,95 |
0,039 |
360 |
1,47 |
0,053 |
| 200 |
1,92 |
0,038 |
365 |
1,46 |
0,053 |
| 205 |
1,89 |
0,039 |
370 |
1,45 |
0,054 |
| 210 |
1,86 |
0,039 |
375 |
1,44 |
0,054 |
| 215 |
1,83 |
0,039 |
380 |
1,43 |
0,054 |
| 220 |
1,80 |
0,040 |
385 |
1,42 |
0,055 |
| 225 |
1,78 |
0,040 |
390 |
1,40 |
0,055 |
| 230 |
1,76 |
0,040 |
395 |
1,39 |
0,055 |
| 235 |
1,74 |
0,041 |
400 |
1,38 |
0,055 |
| 240 |
1,72 |
0,041 |
405 |
1,36 |
0,055 |
Таблица 4
Стандартные справочные данные о теплопроводности
твердого раствора 0,8·La2S3 - 0,2·CaS
| T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
| 80 |
3,02 |
0,060 |
245 |
1,54 |
0,038 |
| 85 |
2,94 |
0,059 |
250 |
1,52 |
0,038 |
| 90 |
2,86 |
0,057 |
255 |
1,50 |
0,038 |
| 95 |
2,78 |
0,056 |
260 |
1,48 |
0,038 |
| 100 |
2,71 |
0,054 |
265 |
1,47 |
0,039 |
| 105 |
2,64 |
0,053 |
270 |
1,46 |
0,039 |
| 110 |
2,57 |
0,052 |
275 |
1,44 |
0,040 |
| 115 |
2,50 |
0,050 |
280 |
1,43 |
0,040 |
| 120 |
2,44 |
0,049 |
285 |
1,41 |
0,040 |
| 125 |
2,38 |
0,048 |
290 |
1,40 |
0,041 |
| 130 |
2,32 |
0,046 |
295 |
1,39 |
0,041 |
| 135 |
2,27 |
0,045 |
300 |
1,37 |
0,041 |
| 140 |
2,21 |
0,044 |
305 |
1,36 |
0,042 |
| 145 |
2,16 |
0,043 |
310 |
1,35 |
0,042 |
| 150 |
2,12 |
0,042 |
315 |
1,34 |
0,042 |
| 155 |
2,07 |
0,041 |
320 |
1,32 |
0,042 |
| 160 |
2,03 |
0,041 |
325 |
1,31 |
0,043 |
| 165 |
1,98 |
0,040 |
330 |
1,30 |
0,043 |
| 170 |
1,94 |
0,039 |
335 |
1,28 |
0,043 |
| 175 |
1,91 |
0,038 |
340 |
1,27 |
0,043 |
| 180 |
1,87 |
0,037 |
345 |
1,26 |
0,043 |
| 185 |
1,84 |
0,037 |
350 |
1,24 |
0,043 |
| 190 |
1,80 |
0,036 |
355 |
1,22 |
0,043 |
| 195 |
1,77 |
0,035 |
360 |
1,21 |
0,043 |
| 200 |
1,74 |
0,035 |
365 |
1,19 |
0,043 |
| 205 |
1,71 |
0,035 |
370 |
1,17 |
0,043 |
| 210 |
1,69 |
0,035 |
375 |
1,16 |
0,043 |
| 215 |
1,66 |
0,036 |
380 |
1,14 |
0,043 |
| 220 |
1,64 |
0,036 |
385 |
1,12 |
0,043 |
| 225 |
1,62 |
0,036 |
390 |
1,09 |
0,042 |
| 230 |
1,59 |
0,037 |
395 |
1,07 |
0,042 |
| 235 |
1,57 |
0,037 |
400 |
1,05 |
0,042 |
| 240 |
1,55 |
0,037 |
405 |
1,02 |
0,041 |
Таблица 5
Стандартные справочные данные о теплопроводности
твердого раствора 0,9·La2S3 - 0,1·CaS
| T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
T, К |
к,
Вт·м-1·К-1 |
\Delta\text{к} ,
Вт·м-1·К-1 |
| 80 |
3,08 |
0,062 |
245 |
1,53 |
0,037 |
| 85 |
3,00 |
0,060 |
250 |
1,52 |
0,038 |
| 90 |
2,91 |
0,058 |
255 |
1,50 |
0,038 |
| 95 |
2,84 |
0,057 |
260 |
1,48 |
0,038 |
| 100 |
2,76 |
0,055 |
265 |
1,47 |
0,039 |
| 105 |
2,69 |
0,054 |
270 |
1,45 |
0,039 |
| 110 |
2,62 |
0,053 |
275 |
1,44 |
0,040 |
| 115 |
2,55 |
0,051 |
280 |
1,42 |
0,040 |
| 120 |
2,49 |
0,050 |
285 |
1,41 |
0,040 |
| 125 |
2,43 |
0,048 |
290 |
1,40 |
0,041 |
| 130 |
2,37 |
0,047 |
295 |
1,39 |
0,041 |
| 135 |
2,31 |
0,046 |
300 |
1,38 |
0,041 |
| 140 |
2,25 |
0,045 |
305 |
1,36 |
0,041 |
| 145 |
2,20 |
0,044 |
310 |
1,35 |
0,042 |
| 150 |
2,15 |
0,043 |
315 |
1,34 |
0,042 |
| 155 |
2,10 |
0,042 |
320 |
1,34 |
0,043 |
| 160 |
2,06 |
0,041 |
325 |
1,33 |
0,043 |
| 165 |
2,01 |
0,040 |
330 |
1,32 |
0,044 |
| 170 |
1,97 |
0,039 |
335 |
1,31 |
0,044 |
| 175 |
1,93 |
0,039 |
340 |
1,30 |
0,044 |
| 180 |
1,89 |
0,038 |
345 |
1,29 |
0,044 |
| 185 |
1,85 |
0,037 |
350 |
1,28 |
0,045 |
| 190 |
1,82 |
0,036 |
355 |
1,27 |
0,045 |
| 195 |
1,79 |
0,036 |
360 |
1,26 |
0,045 |
| 200 |
1,75 |
0,035 |
365 |
1,25 |
0,046 |
| 205 |
1,72 |
0,035 |
370 |
1,24 |
0,046 |
| 210 |
1,70 |
0,036 |
375 |
1,23 |
0,046 |
| 215 |
1,67 |
0,036 |
380 |
1,22 |
0,046 |
| 220 |
1,64 |
0,036 |
385 |
1,21 |
0,046 |
| 225 |
1,62 |
0,036 |
390 |
1,19 |
0,046 |
| 230 |
1,60 |
0,037 |
395 |
1,18 |
0,047 |
| 235 |
1,57 |
0,037 |
400 |
1,17 |
0,047 |
| 240 |
1,55 |
0,037 |
405 |
1,15 |
0,047 |
Приложение А (справочное)
ОТКЛОНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ
ОТ РАССЧИТАННЫХ ПО УРАВНЕНИЯМ
А.1 В таблицах А.1 - А.5 приведены отклонения исходных экспериментальных данных кэксп о коэффициенте теплопроводности от значений красч, рассчитанных по уравнениям (1) - (5), %:
\delta_{K} = \frac{\text{к}_{\text{эксп}} - \text{к}_{\text{расч}}}{\text{к}_{\text{эксп}}} \cdot 100 . (А.1)
Таблица А.1
Отклонение экспериментальных данных о теплопроводности
кристалла CaLa2S4 от рассчитанных по уравнению (1)
| T, К |
кэксп,
Вт·м-1·К-1 |
красч,
Вт·м-1·К-1 |
\delta_{K} , % |
| 81,04 |
4,39 |
4,335 |
1,25 |
| 82,32 |
4,34 |
4,300 |
0,92 |
| 85,84 |
4,25 |
4,203 |
1,10 |
| 86,77 |
4,20 |
4,177 |
0,55 |
| 90,24 |
4,03 |
4,085 |
-1,37 |
| 91,94 |
4,02 |
4,040 |
-0,50 |
| 95,94 |
3,98 |
3,939 |
1,03 |
| 97,42 |
3,85 |
3,902 |
-1,35 |
| 101,06 |
3,82 |
3,812 |
0,21 |
| 102,88 |
3,76 |
3,769 |
-0,24 |
| 108,63 |
3,58 |
3,635 |
-1,54 |
| 117,33 |
3,41 |
3,445 |
-1,03 |
| 123,27 |
3,31 |
3,322 |
-0,36 |
| 129,35 |
3,17 |
3,204 |
-1,07 |
| 141,57 |
2,95 |
2,983 |
-1,12 |
| 148,18 |
2,86 |
2,874 |
-0,49 |
| 153,73 |
2,78 |
2,788 |
-0,29 |
| 162,33 |
2,67 |
2,663 |
0,26 |
| 168,37 |
2,59 |
2,581 |
0,35 |
| 176,78 |
2,50 |
2,476 |
0,95 |
| 184,35 |
2,41 |
2,389 |
0,87 |
| 187,46 |
2,38 |
2,356 |
1,01 |
| 192,32 |
2,30 |
2,306 |
-0,26 |
| 197,57 |
2,24 |
2,254 |
-0,62 |
| 202,88 |
2,22 |
2,206 |
0,63 |
| 208,06 |
2,18 |
2,161 |
0,87 |
| 224,22 |
2,06 |
2,040 |
0,97 |
| 230,21 |
2,01 |
2,001 |
0,45 |
| 237,73 |
1,97 |
1,956 |
0,71 |
| 245,91 |
1,93 |
1,913 |
0,88 |
| 253,87 |
1,89 |
1,875 |
0,79 |
| 261,27 |
1,85 |
1,843 |
0,38 |
| 266,06 |
1,83 |
1,825 |
0,27 |
| 272,27 |
1,80 |
1,803 |
-0,17 |
| 281,22 |
1,80 |
1,774 |
1,44 |
| 290,36 |
1,77 |
1,748 |
1,24 |
| 297,18 |
1,71 |
1,730 |
-1,17 |
| 298,74 |
1,72 |
1,727 |
-0,41 |
| 302,25 |
1,72 |
1,718 |
0,12 |
| 302,40 |
1,71 |
1,718 |
-0,47 |
| 306,76 |
1,69 |
1,708 |
-1,06 |
| 312,22 |
1,68 |
1,696 |
-0,95 |
| 312,40 |
1,69 |
1,696 |
-0,35 |
| 316,59 |
1,69 |
1,687 |
0,18 |
| 317,58 |
1,68 |
1,685 |
-0,30 |
| 325,00 |
1,66 |
1,670 |
-0,60 |
| 337,23 |
1,63 |
1,646 |
-0,98 |
| 349,13 |
1,60 |
1,622 |
-1,38 |
| 358,20 |
1,59 |
1,602 |
-0,75 |
| 370,43 |
1,56 |
1,573 |
-0,83 |
| 377,24 |
1,55 |
1,554 |
-0,26 |
| 381,30 |
1,56 |
1,542 |
1,15 |
| 384,91 |
1,55 |
1,531 |
1,23 |
| 388,80 |
1,53 |
1,518 |
0,78 |
| 392,86 |
1,52 |
1,504 |
1,05 |
Таблица А.2
Отклонение экспериментальных данных
о теплопроводности кристалла 0,6·La2S3 - 0,4·CaS
от рассчитанных по уравнению (2)
| T, К |
кэксп,
Вт·м-1·К-1 |
красч,
Вт·м-1·К-1 |
\delta_{K} , % |
| 83,00 |
3,81 |
3,778 |
0,84 |
| 88,10 |
3,70 |
3,667 |
0,89 |
| 93,76 |
3,57 |
3,548 |
0,62 |
| 99,66 |
3,41 |
3,430 |
-0,59 |
| 105,29 |
3,29 |
3,322 |
-0,97 |
| 116,70 |
3,08 |
3,117 |
-1,12 |
| 120,94 |
3,03 |
3,046 |
-0,53 |
| 126,69 |
2,93 |
2,953 |
-0,78 |
| 128,25 |
2,92 |
2,928 |
-0,27 |
| 135,57 |
2,82 |
2,817 |
0,11 |
| 146,42 |
2,69 |
2,666 |
0,89 |
| 153,99 |
2,54 |
2,568 |
-1,10 |
| 165,83 |
2,45 |
2,428 |
0,90 |
| 177,25 |
2,33 |
2,308 |
0,94 |
| 180,44 |
2,26 |
2,277 |
-0,75 |
| 185,90 |
2,22 |
2,226 |
-0,27 |
| 191,78 |
2,16 |
2,174 |
-0,65 |
| 196,67 |
2,13 |
2,133 |
-0,14 |
| 204,60 |
2,07 |
2,071 |
-0,05 |
| 209,97 |
2,04 |
2,033 |
0,34 |
| 215,98 |
2,00 |
1,992 |
0,40 |
| 222,73 |
1,97 |
1,950 |
1,02 |
| 231,24 |
1,92 |
1,901 |
0,99 |
| 244,03 |
1,85 |
1,836 |
0,76 |
| 246,49 |
1,82 |
1,825 |
-0,27 |
| 252,48 |
1,81 |
1,800 |
0,55 |
| 256,59 |
1,79 |
1,782 |
0,45 |
| 261,54 |
1,77 |
1,763 |
0,40 |
| 266,09 |
1,75 |
1,747 |
0,17 |
| 278,60 |
1,70 |
1,706 |
-0,35 |
| 289,19 |
1,66 |
1,676 |
-0,96 |
| 297,61 |
1,67 |
1,655 |
0,90 |
| 302,60 |
1,64 |
1,643 |
-0,18 |
| 308,46 |
1,63 |
1,630 |
-0,00 |
| 313,02 |
1,62 |
1,621 |
-0,06 |
| 318,16 |
1,63 |
1,610 |
1,23 |
| 324,11 |
1,59 |
1,598 |
-0,50 |
| 335,43 |
1,56 |
1,576 |
-1,02 |
| 348,83 |
1,53 |
1,551 |
-1,37 |
| 352,81 |
1,53 |
1,543 |
-0,85 |
| 355,35 |
1,52 |
1,538 |
-1,18 |
| 359,03 |
1,52 |
1,530 |
-0,66 |
| 364,65 |
1,51 |
1,519 |
-0,60 |
| 371,50 |
1,50 |
1,504 |
-0,27 |
| 377,44 |
1,49 |
1,490 |
0,00 |
| 380,56 |
1,49 |
1,482 |
0,54 |
| 384,02 |
1,48 |
1,474 |
0,40 |
| 398,20 |
1,45 |
1,434 |
1,10 |
| 401,22 |
1,44 |
1,426 |
0,97 |
Таблица А.3
Отклонение экспериментальных данных
о теплопроводности кристалла 0,7·La2S3 - 0,3·CaS
от рассчитанных по уравнению (3)
| T, К |
кэксп,
Вт·м-1·К-1 |
красч,
Вт·м-1·К-1 |
\delta_{K} , % |
| 82,49 |
3,37 |
3,345 |
0,74 |
| 84,86 |
3,33 |
3,299 |
0,93 |
| 88,21 |
3,23 |
3,237 |
-0,22 |
| 92,75 |
3,17 |
3,154 |
0,50 |
| 96,70 |
3,04 |
3,085 |
-1,48 |
| 100,20 |
2,99 |
3,025 |
-1,17 |
| 104,04 |
2,93 |
2,961 |
-1,06 |
| 117,14 |
2,74 |
2,758 |
-0,66 |
| 126,00 |
2,62 |
2,633 |
-0,51 |
| 133,21 |
2,54 |
2,539 |
0,04 |
| 142,43 |
2,44 |
2,426 |
0,57 |
| 149,98 |
2,34 |
2,341 |
-0,04 |
| 155,16 |
2,30 |
2,286 |
0,61 |
| 162,13 |
2,23 |
2,217 |
0,58 |
| 170,65 |
2,13 |
2,138 |
-0,38 |
| 181,41 |
2,05 |
2,048 |
0,10 |
| 188,23 |
2,01 |
1,997 |
0,65 |
| 194,79 |
1,95 |
1,951 |
-0,05 |
| 202,51 |
1,88 |
1,901 |
-1,12 |
| 207,89 |
1,87 |
1,869 |
0,05 |
| 212,53 |
1,85 |
1,843 |
0,38 |
| 217,90 |
1,82 |
1,815 |
0,27 |
| 222,24 |
1,82 |
1,793 |
1,48 |
| 230,14 |
1,76 |
1,758 |
0,11 |
| 238,99 |
1,72 |
1,722 |
-0,12 |
| 246,01 |
1,69 |
1,696 |
-0,36 |
| 253,10 |
1,67 |
1,673 |
-0,18 |
| 259,26 |
1,65 |
1,654 |
-0,24 |
| 266,68 |
1,64 |
1,634 |
0,37 |
| 277,11 |
1,61 |
1,609 |
0,06 |
| 288,13 |
1,58 |
1,585 |
-0,32 |
| 300,38 |
1,57 |
1,563 |
0,44 |
| 306,72 |
1,55 |
1,553 |
-0,19 |
| 310,10 |
1,53 |
1,547 |
-1,11 |
| 313,60 |
1,56 |
1,542 |
1,15 |
| 316,35 |
1,55 |
1,537 |
0,84 |
| 323,80 |
1,54 |
1,526 |
0,91 |
| 331,52 |
1,50 |
1,515 |
-1,00 |
| 344,42 |
1,48 |
1,495 |
-1,01 |
| 359,61 |
1,46 |
1,470 |
-0,68 |
| 368,93 |
1,44 |
1,453 |
-0,90 |
| 377,48 |
1,42 |
1,435 |
-1,06 |
| 380,96 |
1,42 |
1,427 |
-0,49 |
| 385,22 |
1,41 |
1,417 |
-0,49 |
| 389,50 |
1,42 |
1,406 |
0,99 |
| 393,42 |
1,41 |
1,395 |
1,06 |
| 397,26 |
1,39 |
1,385 |
0,36 |
| 401,93 |
1,38 |
1,371 |
0,65 |
Таблица А.4
Отклонение экспериментальных данных
о теплопроводности кристалла 0,8·La2S3 - 0,2·CaS
от рассчитанных по уравнению (4)
| T, К |
кэксп,
Вт·м-1·К-1 |
красч,
Вт·м-1·К-1 |
\delta_{K} , % |
| 80,38 |
3,03 |
3,018 |
0,40 |
| 83,02 |
2,99 |
2,974 |
0,54 |
| 87,26 |
2,93 |
2,905 |
0,85 |
| 91,28 |
2,83 |
2,841 |
-0,39 |
| 96,19 |
2,76 |
2,766 |
-0,22 |
| 101,04 |
2,68 |
2,695 |
-0,56 |
| 107,46 |
2,60 |
2,605 |
-0,19 |
| 116,01 |
2,48 |
2,492 |
-0,48 |
| 123,38 |
2,40 |
2,400 |
-0,00 |
| 130,87 |
2,31 |
2,313 |
-0,13 |
| 138,83 |
2,24 |
2,227 |
0,58 |
| 141,33 |
2,20 |
2,201 |
-0,04 |
| 144,06 |
2,17 |
2,174 |
-0,18 |
| 151,30 |
2,09 |
2,104 |
-0,67 |
| 162,32 |
2,00 |
2,006 |
-0,30 |
| 169,90 |
1,93 |
1,945 |
-0,78 |
| 175,82 |
1,88 |
1,900 |
-1,06 |
| 184,38 |
1,83 |
1,839 |
-0,49 |
| 187,62 |
1,80 |
1,818 |
-1,00 |
| 193,31 |
1,78 |
1,782 |
-0,11 |
| 197,84 |
1,74 |
1,755 |
-0,86 |
| 202,54 |
1,73 |
1,728 |
0,11 |
| 208,44 |
1,70 |
1,696 |
0,24 |
| 214,46 |
1,69 |
1,665 |
1,48 |
| 219,92 |
1,64 |
1,639 |
0,06 |
| 225,62 |
1,64 |
1,613 |
1,64 |
| 232,52 |
1,60 |
1,584 |
1,00 |
| 237,81 |
1,57 |
1,563 |
0,44 |
| 240,20 |
1,56 |
1,554 |
0,38 |
| 245,12 |
1,54 |
1,535 |
0,32 |
| 255,33 |
1,51 |
1,500 |
0,66 |
| 258,26 |
1,50 |
1,491 |
0,60 |
| 261,18 |
1,49 |
1,482 |
0,54 |
| 266,38 |
1,48 |
1,466 |
0,95 |
| 271,87 |
1,46 |
1,450 |
0,68 |
| 274,49 |
1,45 |
1,442 |
0,55 |
| 279,73 |
1,44 |
1,428 |
0,83 |
| 286,79 |
1,41 |
1,409 |
0,07 |
| 297,26 |
1,39 |
1,381 |
0,65 |
| 300,11 |
1,36 |
1,374 |
-1,18 |
| 304,70 |
1,35 |
1,362 |
-0,89 |
| 309,71 |
1,33 |
1,350 |
-1,50 |
| 314,21 |
1,34 |
1,338 |
0,15 |
| 319,25 |
1,33 |
1,326 |
0,30 |
| 325,67 |
1,29 |
1,309 |
-1,47 |
| 330,38 |
1,29 |
1,297 |
-0,54 |
| 341,83 |
1,25 |
1,265 |
-1,20 |
| 348,23 |
1,23 |
1,246 |
-1,30 |
| 354,90 |
1,21 |
1,226 |
-1,32 |
| 357,67 |
1,20 |
1,217 |
-1,42 |
| 362,38 |
1,19 |
1,201 |
-1,10 |
| 373,83 |
1,16 |
1,161 |
-0,09 |
| 378,33 |
1,14 |
1,143 |
-0,26 |
| 381,86 |
1,15 |
1,129 |
1,83 |
| 385,70 |
1,13 |
1,113 |
1,50 |
| 389,68 |
1,10 |
1,096 |
0,36 |
| 393,73 |
1,08 |
1,078 |
0,18 |
| 402,23 |
1,05 |
1,037 |
1,24 |
Таблица А.5
Отклонение экспериментальных данных
о теплопроводности кристалла 0,9·La2S3 - 0,1·CaS
от рассчитанных по уравнению (5)
| T, К |
кэксп,
Вт·м-1·К-1 |
красч,
Вт·м-1·К-1 |
\delta_{K} , % |
| 80,23 |
3,08 |
3,075 |
0,16 |
| 81,17 |
3,05 |
3,059 |
-0,30 |
| 84,25 |
3,01 |
3,008 |
0,07 |
| 86,81 |
2,96 |
2,966 |
-0,20 |
| 93,73 |
2,85 |
2,856 |
-0,21 |
| 97,72 |
2,79 |
2,796 |
-0,22 |
| 107,20 |
2,67 |
2,658 |
0,45 |
| 109,23 |
2,64 |
2,630 |
0,38 |
| 114,60 |
2,56 |
2,558 |
0,07 |
| 119,12 |
2,49 |
2,499 |
-0,36 |
| 121,37 |
2,48 |
2,471 |
0,36 |
| 128,22 |
2,40 |
2,387 |
0,57 |
| 135,12 |
2,30 |
2,308 |
-0,30 |
| 147,22 |
2,18 |
2,178 |
0,09 |
| 154,63 |
2,11 |
2,106 |
0,19 |
| 161,73 |
2,05 |
2,040 |
0,49 |
| 171,31 |
1,97 |
1,959 |
0,56 |
| 178,00 |
1,90 |
1,906 |
-0,32 |
| 186,32 |
1,84 |
1,845 |
-0,27 |
| 196,62 |
1,76 |
1,775 |
-0,85 |
| 200,84 |
1,75 |
1,749 |
0,06 |
| 204,51 |
1,71 |
1,727 |
-0,99 |
| 208,91 |
1,69 |
1,702 |
-0,72 |
| 212,45 |
1,67 |
1,682 |
-0,72 |
| 216,07 |
1,66 |
1,663 |
-0,18 |
| 220,86 |
1,64 |
1,638 |
0,12 |
| 234,30 |
1,58 |
1,576 |
0,25 |
| 241,23 |
1,54 |
1,548 |
-0,52 |
| 246,17 |
1,52 |
1,529 |
-0,59 |
| 252,25 |
1,51 |
1,507 |
0,20 |
| 258,81 |
1,49 |
1,485 |
0,27 |
| 263,37 |
1,47 |
1,470 |
0,00 |
| 271,72 |
1,45 |
1,445 |
0,34 |
| 277,87 |
1,44 |
1,428 |
0,83 |
| 285,72 |
1,42 |
1,408 |
0,82 |
| 291,53 |
1,41 |
1,395 |
1,06 |
| 293,06 |
1,41 |
1,391 |
1,35 |
| 297,75 |
1,39 |
1,380 |
0,72 |
| 306,20 |
1,37 |
1,362 |
0,58 |
| 313,23 |
1,35 |
1,348 |
0,15 |
| 320,93 |
1,34 |
1,333 |
0,52 |
| 328,19 |
1,32 |
1,319 |
0,08 |
| 335,60 |
1,29 |
1,306 |
-1,24 |
| 341,12 |
1,28 |
1,295 |
-1,17 |
| 348,72 |
1,27 |
1,281 |
-0,87 |
| 357,37 |
1,25 |
1,265 |
-1,20 |
| 365,22 |
1,24 |
1,249 |
-0,72 |
| 374,19 |
1,22 |
1,230 |
-0,82 |
| 382,63 |
1,21 |
1,211 |
-0,08 |
| 389,78 |
1,20 |
1,194 |
0,50 |
| 392,63 |
1,19 |
1,187 |
0,25 |
| 399,32 |
1,18 |
1,169 |
0,93 |
| 401,15 |
1,17 |
1,164 |
0,51 |
Из таблиц А.1 - А.5 следует, что отклонения исходных экспериментальных данных кэксп о коэффициенте теплопроводности от значений красч, рассчитанных по уравнениям (1) - (5), не превышают 2%, что составляет значение, меньшее суммарной погрешности эксперимента.
БИБЛИОГРАФИЯ
| [1] |
Редкоземельные халькогениды — новый класс оптических материалов //Журнал материаловедения. 1994. Т. 29. № 5. С. 1135 — 1158 (Kumta P.N., Risbud S.H. Rare-earth chalcogenides — an emerging class of optical materials//Journal of materials science) |
| [2] |
Инфракрасная передающая стеклокерамика: обзор//Защита, безопасность и зондирование — Международное общество оптики и фотоники, 2013. С. 87080N — 87080N-20 (McCloy J.S., Riley В.J., Pierce D.A., Johnson B.R., Qiao A. Infrared-transmitting glass-ceramics: a review//SPIE Defense, Security, and Sensing. — International Society for Optics and Photonics) |
| [3] |
Волынец Ф.К., Дронова Г.Н. Оптические керамики из сульфида лантана//В сб. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов. Новосибирск: Наука, 1979. С. 231 — 235 |
| [4] |
Чучалина Л.С., Васильева И.Г, Камарзин А.А., Соколов В.В. Косвенный газохроматографический метод определения состава сульфидов лантана//ЖАХ. 1978. Т. 33. № 1. С. 190 — 192 |
| [5] |
Девяткова Е.Д., Петров А.В., Смирнов И.А., Мойжес Б.Я. Плавленый кварц как образцовый материал при измерении теплопроводности//ФТТ. 1960. Т. 2. № 4. С. 738 — 746 |
| [6] |
Охотин А.С., Пушкарский А.С., Горбачев В.С. Теплофизические свойства полупроводников. М.: Атомиздат, 1972. 200 с. |
| [7] |
Теплопроводность твердых тел. М.: Энергоатомиздат, 1984. 321 с. |
| [8] |
Методика ГСССД МЭ 218-2014. Методика экспериментального определения теплопроводности твердых тел в диапазоне температур 80 — 450 К/С.М. Лугуев, И.А. Смирнов, Н.В. Лугуева. Деп. в ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» 31.03.2014, № 912а — 2014кк |
| [9] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Исмаилов Ш.М. Теплопроводность, тепловое расширение и микротвердость твердых растворов CaLa2S4 - La2S3// Неорганические материалы. 2002. Т. 38. № 4. С. 423 — 427 |
| [10] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Исмаилов Ш.М., Зобов Е.М. Влияние вакансий на тепловые и оптические свойства твердых растворов (CaS)x(La2S3)1-x// Известия РАН. Сер. физ. 2002. Т. 66. № 6. С. 851 — 854 |
| [11] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Исмаилов Ш.М. Теплофизические свойства твердых растворов системы CaLa2S4 - La2S3//ТВТ. 2004. Т. 42. № 5. С. 704 — 708 |
| [12] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Соколов В.В., Маловицкий Ю.Н. Теплопроводность \gamma -модификации La2S3//Неорган. матер. 1985. Т. 21. № 5. С. 878 — 880 |
| [13] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Исмаилов Ш.М., Магомедов М.-Р.М. Температурная зависимость теплопроводности и теплового расширения твердых растворов системы CaLa2S4 — La2S3//Прикладная оптика — 2002. Доклады V Международной конференции. С.-Петербург, 2002. С. 134 — 137 |
| [14] |
Лугуев С.М., Лугуева Н.В., Исмаилов Ш.М. Температура Дебая и параметр Грюнайзена системы CaLa2S4 - La2S3//ФТТ. 2002. Т. 44. № 6. С. 1023 — 1025 |