Олово теплопроводность: Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова Sn
alexxlab | 28.01.2023 | 0 | Разное
| 8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e-mail: [email protected] | e-mail: [email protected] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные сведенияОлово (Sn, Stannum) – химический элемент с атомным номером 50 в периодической системе. Относится к группе легких металлов; ковкий и пластичный материал. Имеет серебристо-белый цвет с блестящей поверхностью. Плотность составляет 7,31 г/см3, температура плавления tпл. = 231,9 °С, температура кипения tкип. = 2620 °С. Металл может существовать в трех модификациях в зависимости от температуры:
Стоит отметить, что при температуре окружающей среды ниже 13,2 °С олово изменяет свое фазовое состояние и переходит в α-модификацию. При этом оно трескается и превращается в порошок. В земной коре содержание Sn по разным данным составляет от 2·10-4 до 8·10-3% по массе. Данный металл занимает 47-е место по распространенности в земной коре. Основным минералом, содержащим олово, является касситерит (оловянный камень), в состав которого входит до 78,8% Sn. Лидерами по запасам рассматриваемого химического элемента являются Китай, Индонезия, Малайзия и Таиланд. История открытияОписываемый металл, издревле известный человечеству. Считается, что его использование началось еще в IV тысячелетии до н.э. Наибольшее распространение в древнем мире пришлось на бронзовый век (приблизительно XXXV-XI вв. до н.э.), так как Sn является одним из основных компонентов оловянистой бронзы. Название “олово” закрепилось за рассматриваемым химическим элементом в IV в. Свойства оловаФизические и механические свойства
Химические свойства
Марки оловаВ промышленных масштабах металл выпускается нескольких марок:
Достоинства / недостатки
Области применения олова Sn имеет несколько основных направлений применения. В производстве электронных приборов, где очень часто для соединения элементов применяется пайка, олово используется в качестве припоя. Sn является составляющей большого количества сплавов с медью, цинком, медью и цинком, медью и сурьмой. Среди наиболее известных можно выделить баббиты, бронзы. Продукция из оловаСовременная промышленность выпускает разнообразную продукцию из олова. Наиболее распространены чушки, проволока, прутки и аноды. Достаточное широкое применение в промышленности получили оловянные аноды, которые используются при лужении поверхностей различных изделий. |
е.м
Благодаря своей нетоксичности и стойкости к коррозии в среде органических солей и кислот данный металл получил распространение в пищевой промышленности. Его наносят в виде покрытий на различные изделия, имеющие контакт с продуктами питания. Оловом также покрывают медные жилы проводов. Оно защищает Cu от негативного воздействия S, содержащейся в резиновой изоляции.
Оловянная проволока и прутки часто используются в качестве припоев в электронике при пайке. Оловянные чушки выступают исходным материалом для производства остальных полуфабрикатов, а также используются при выплавке сплавов, содержащих олово.Очищенный от примесей селенид олова оказался эффективным термоэлектриком
Ученые из Германии, Кореи и США сумели очистить селенид олова от примесей оксида олова и получить материал с рекордной термоэлектрической эффективностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
Термоэлектриками
называют материалы, в
которых под действием градиента
температур возникает разность потенциалов.
Все
процессы
производства
и транспортировки
сопровождаются
потерей
энергии, которая
рассеивается
в виде тепла,
а
с
помощью термоэлектриков можно вернуть
часть этой энергии, превратив ее в
электричество. Однако,
выбор эффективных
и доступных термоэлектриков
пока
что весьма
ограничен. Для
оценки
эффективности таких
материалов
используют безразмерный коэффициент
ZT, вычисляемый по формуле: ZT=S2σT
/ κtot (где S
— коэффициент
Зеебека, σ
— электропроводность, T
— температура,
a
κtot —
теплопроводность).
Чем выше ZT, тем больше электроэнергии можно получить с помощью термоэлектрического преобразования. Самые популярные термоэлектрики на основе теллурида свинца и стронция PbTe-SrTe имеют ZT около 2,2 — 2,5. Недавно внимание ученых привлек новый термоэлектрик, селенид олова SnSe с высоким коэффициентом Зеебека — у этого материала ZT доходит до 2,8. Однако, дальнейшие исследования показали, что эффективными термоэлектриками могут быть только монокристаллы SnSe, а более доступный поликристаллический SnSe имеет слишком высокую теплопроводность и для эффективного превращения тепла в электричество не подходит.
В
2017
году Чон
Ин (In Chung) из
Сеульского университета и его коллеги выяснили,
что причина высокой
теплопроводности SnSe
в примесях оксидов
и гидроксидов
олова,
которые
аккумулируются на
границах зерен.
Теплопроводность
диоксида
олова SnO2 в
140 раз выше по сравнению с теплопроводностью
SnSe,
поэтому
даже небольшие примеси заметно
влияют на свойства материала.
В
своей
новой работе
ученые
вместе
с коллегами из Германии и США стали
искать способы получения чистого
селенида олова.
Как
выяснили Чон
и его коллеги,
даже олово
с заявленной чистотой 99,999 процентов содержало
следы кислорода и при
реакции такого олова с селеном в качестве
побочного продукта образуется оксид
олова.
Для
очистки
металла
ученые
предложили такую процедуру: сначала
олово нагрели
в атмосфере водорода и аргона до 200
градусов Цельсия в течение шести часов,
а
затем помещали в вакуум и плавили при
температуре 1000 градусов Цельсия еще
шесть часов.
После
охлаждения и застывания на поверхности
олова появлялся
черный
налет — это и есть диоксид олова. Налет
аккуратно удаляли, а процедуру очистки
повторяли до тех пор, пока диоксид олова
не перестал появляться — всего
три раза.
После
этого из очищенного олова получали
селенид
олова и
еще раз нагрели его в атмосфере аргона
и водорода в течение шести часов.
При
этом чистота
селена на термоэлектрические свойства
продукта
почти
не влияла,
поэтому
для него никаких дополнительных очисток
не
проводили.
Как
и ожидали ученые, удаление оксида олова
помогло снизить теплопроводность —
при
температуре 500 градусов Цельсия
неочищенный
образец имел теплопроводность 0,38 ватта на метр на Кельвин,
а очищенный
— 0,23 ватта на метр на Кельвин. Образцы
с натрием
имели еще более низкую теплопроводность
— рекорд
составил
0,07
ватта на метр на Кельвин при
температуре 510 градусов Цельсия. Чтобы
подтвердить
результаты
последнего эксперимента, его повторили
трижды — в
Сеульском
Университете, в Северо-Западном
Университете в США, и на базе производителя
приборов Netzsch
в
Германии.
После этого авторам нужно было удостовериться, что их манипуляции с селенидом олова не изменили важные свойства этого материала — коэффициент Зеебека и электропроводность. Все оказалось в порядке: удаление оксида олова никак на эти параметры не повлияло, а добавки натрия даже немного улучшили электропроводность и коэффициент Зеебека за счет понижения уровня Ферми и увеличения эффективной массы дырки.
Таким образом, поликристаллический SnSe c добавками натрия имеет высокий коэффициент Зеебека, высокую электропроводность и низкую теплопроводность и можно ожидать от него отличных термоэлектрических свойств. Так и оказалось: ZT нового материала доходит до 3,1 (при 510 градусах Цельсия) — на сегодняшний день это рекордная величина термоэлектрической эффективности. Авторы надеются, что селенид олова и материалы на его основе смогут стать более экологичной и эффективной заменой свинцовым термоэлектрикам.
Термоэлектрические
генераторы можно применять и
в носимых устройствах для
получения электроэнергии из тепла
человеческого тела.
В
феврале китайские
ученые создали
гнущийся
носимый
термоэлектрический генератор с эффектом
самовосстановления. Полупроводниковые
элементы
в
устройстве скреплены
гибкой
полимерной лентой,
а контакты
сделаны
из жидкого сплава на
основе галлия.
Устройство можно сгибать и даже
ломать —
после возвращения в исходное положение,
оно восстанавливает проводимость
мгновенно.
Наталия Самойлова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Теплопроводность припоев | Электроника Охлаждение
Пайка была основным методом создания механических и электрических соединений в электронике в течение многих лет и, вероятно, будет использоваться таким же образом в будущем. Хотя существует несколько физических свойств и характеристик припоев, представляющих интерес для сообщества электроников в целом, одним из наиболее важных физических свойств для инженера-теплотехника является теплопроводность.
Исторически сплавы олова (Sn) и свинца (Pb) были основными припоями.
К тому времени, когда эта статья будет опубликована, 1 июля 2006 г. дата европейского соблюдения Директивы об ограничениях на использование опасных веществ (RoHS) уже будет пройдена, и электронное сообщество будет двигаться дальше по пути к отказу от использования свинца. Необходимость разработки бессвинцовых припоев привела к созданию нескольких сплавов-кандидатов, но получение данных о теплопроводности этих сплавов затруднено, особенно для хорошо задокументированных данных.
Необходимость последовательного создания продуктов привела к тому, что припои, используемые для крепления кристаллов, были классифицированы как припои для межсоединений первого уровня. Припои, используемые для крепления упакованных компонентов к печатным платам, классифицируются как межсоединения второго уровня и имеют более низкую температуру плавления, чем припои межсоединений первого уровня, так что упакованные детали могут быть присоединены без оплавления припоя для крепления кристалла.
Таблица 1.
Теплопроводность припоев
В таблице 1 приведена теплопроводность нескольких припоев в порядке уменьшения температуры плавления. Припои, у которых указана только одна температура плавления, являются эвтектическими сплавами. В первом столбце перечислены составляющие элементы с процентным содержанием каждого элемента, указанным в скобках. Следует отметить, что элементы, составляющие до 5 % сплава, могут варьироваться до ± 0,2 %, а элементы, составляющие более 5 % сплава, могут варьироваться до ± 0,5 % [1].
Припои, указанные в верхней части таблицы, с высокой температурой плавления часто используются для крепления штампов в герметичных корпусах. Присоединение с помощью этих припоев с более высокой температурой плавления обычно требует использования материалов подложки с коэффициентом теплового расширения, близким к коэффициенту теплового расширения полупроводника, чтобы избежать чрезмерных напряжений при охлаждении сборки.
Эвтектический припой золото-олово является одним из широко используемых припоев для крепления штампов, который обладает многими благоприятными свойствами, но сравнительно дорог.
Кандидатом на замену оловянно-свинцового (SnPb) припоя является сплав олова (Sn), серебра (Ag) и меди (Cu), называемый SAC. Доступны несколько вариантов этого сплава, но проводимость для всех из них составляет примерно 60 Вт/мК при 25°C. Некоторые данные могут быть найдены с оговоркой, что это оценочное значение, но никаких подробностей о методе оценки не приводится. Следует отметить, что использование «правила смесей» для оценки теплопроводности припоя на основе чистой теплопроводности металлов входящих в его состав элементов может привести к значительным ошибкам. Например, теплопроводность припоя AuSn (80/20) составляет 57 Вт/мК, что ниже теплопроводности любого из исходных металлов золота (315 Вт/мК) или олова (66 Вт/мК). Последнее предостережение при использовании этих значений в тепловом моделировании заключается в том, что необходимо учитывать наличие пустот, если таковые имеются.
- IPC-J-STD-006 Руководство по методам испытаний, www.ipc.org.
- Кинг, Дж. А., «Справочник по материалам для гибридной микроэлектроники», Artec House, Норвуд, Массачусетс, 1988.
- Билек, Дж. и др., «Теплопроводность расплавленных бессвинцовых припоев», Европейский симпозиум по микроэлектронике и упаковке, июнь 2004 г., Чехия.
- Технический паспорт продукта AIM, www.aimsolder.com.
- Силиг К. и Сураски Д., «Статус бессвинцовых припоев», Материалы 50-й конференции IEEE 2000 по электронным компонентам и технологиям, май 2000 г., Лас-Вегас, Невада.
- Технический паспорт продукции Indium Corporation, www.indium.com.
Олово. Термические свойства. Температура плавления. Теплопроводность.
. Олово. Его получают главным образом из минерала касситерита, содержащего двуокись олова. Первым широко используемым сплавом была бронза, сделанная из олова и меди еще в 3000 г.
до н.э.Термические свойства олова
Олово – температура плавления и температура кипения
Температура плавления олова 231,93°C .
Температура кипения олова 2602°C .
Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением.
Олово – Теплопроводность
Теплопроводность Олово составляет 67 Вт/(м·К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м.К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Коэффициент теплового расширения олова
Коэффициент линейного теплового расширения Олово составляет 22 мкм/(м·K)
в температуре.
Обычно его выражают в виде доли изменения длины или объема на единицу изменения температуры.
См. Также: Механические свойства TIN
Точка плавления элементов
Теплопроводность элементов
Термическое расширение элементов
Приблизительно кипячение и точка смещения
. кипение
является фазовым переходом вещества из жидкой фазы в газовую. температура кипения вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение (кипение или испарение). Температура, при которой испарение (кипение) начинается при заданном давлении, также известном как температура насыщения , и при этих условиях смесь пара и жидкости может существовать вместе. Можно сказать, что жидкость насыщена тепловой энергией. Любое добавление тепловой энергии приводит к фазовому переходу. При температуре кипения две фазы вещества, жидкость и пар, имеют одинаковую свободную энергию и, следовательно, с равной вероятностью существуют.
Ниже точки кипения жидкость является более стабильным состоянием из двух, тогда как выше предпочтительна газообразная форма. Давление, при котором начинается испарение (кипение) при данной температуре, называется давление насыщения . Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода из пара в жидкость, ее называют точкой конденсации.Как видно, точка кипения жидкости варьируется в зависимости от давления окружающей среды. Жидкость в частичном вакууме имеет более низкую температуру кипения, чем когда эта жидкость находится при атмосферном давлении. Жидкость при высоком давлении имеет более высокую температуру кипения, чем при атмосферном давлении. Например, вода кипит при 100 °C (212 °F) на уровне моря, но при 93,4°C (200,1°F) на высоте 1900 метров (6233 фута). С другой стороны, вода кипит при 350°C (662°F) при 16,5 МПа (типичное давление PWR).
В периодической таблице элементов элемент с самой низкой температурой кипения — гелий.
Обе точки кипения рения и вольфрама превышают 5000 К при стандартном давлении. Поскольку трудно точно и беспристрастно измерить экстремальные температуры, в литературе упоминаются оба вещества с более высокой температурой кипения.
Точка плавления
В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердой фазы в жидкую. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Добавление тепла превратит твердое тело в жидкость без изменения температуры. В точке плавления две фазы вещества, жидкая и паровая, имеют одинаковую свободную энергию и поэтому с равной вероятностью существуют. Ниже точки плавления твердое состояние является более стабильным из двух, тогда как при температуре выше точки плавления предпочтительна жидкая форма. Температура плавления вещества зависит от давления и обычно указывается при стандартном давлении.
Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода из жидкого состояния в твердое, ее называют точкой замерзания или точкой кристаллизации.
См. также: Понижение точки плавления
Первая теория, объясняющая механизм плавления в объеме, была предложена Линдеманном, который использовал колебания атомов в кристалле для объяснения перехода плавления. Твердые тела похожи на жидкости тем, что оба находятся в конденсированном состоянии, а частицы находятся гораздо ближе друг к другу, чем частицы газа. Атомы в твердом теле тесно связаны друг с другом либо в правильной геометрической решетке (кристаллические твердые тела, которые включают металлы и обычный лед), либо в неправильной (аморфное твердое тело, такое как обычное оконное стекло), и обычно имеют низкую энергию. движение отдельных атомов , ионов или молекул в твердом теле ограничивается колебательным движением вокруг фиксированной точки. Когда твердое тело нагревается, его частицы колеблются быстрее , поскольку твердое тело поглощает кинетическую энергию.
В какой-то момент амплитуда колебаний становится настолько большой, что атомы начинают вторгаться в пространство своих ближайших соседей и возмущать их, и начинается процесс плавления. Точка плавления – это температура, при которой разрушительные колебания частиц твердого тела преодолевают силы притяжения, действующие внутри твердого тела.
Как и в случае с точками кипения, точка плавления твердого тела зависит от силы этих сил притяжения. Например, хлорид натрия (NaCl) представляет собой ионное соединение, состоящее из множества сильных ионных связей. Хлорид натрия плавится при 801°С. С другой стороны, лед (твердый H 2 O) представляет собой молекулярное соединение, молекулы которого удерживаются вместе водородными связями, что является эффективным примером взаимодействия между двумя постоянными диполями. Хотя водородные связи являются самыми сильными из межмолекулярных сил, прочность водородных связей намного меньше, чем у ионных связей. Температура плавления льда 0°С.
Ковалентные связи часто приводят к образованию небольших наборов лучше связанных атомов, называемых молекулами, которые в твердых телах и жидкостях связаны с другими молекулами силами, которые часто намного слабее, чем ковалентные связи, удерживающие молекулы вместе внутри. Такие слабые межмолекулярные связи придают органическим молекулярным веществам, таким как воски и масла, их мягкий объемный характер и низкие температуры плавления (в жидкостях молекулы должны прекратить наиболее структурированный или ориентированный контакт друг с другом).
О теплопроводности
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:
Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
Теплопроводность металлов
Перенос тепловой энергии в твердых телах обычно может быть обусловлен двумя эффектами:
- миграцией свободных электронов
- решеточные колебательные волны (фононы)
Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как:0028 являются твердыми телами и поэтому обладают кристаллической структурой, в которой ионы (ядра с окружающими их оболочками остовных электронов) занимают трансляционно эквивалентные положения в кристаллической решетке.
Металлы обычно имеют высокую электропроводность , высокую теплопроводность и высокую плотность. Соответственно, перенос тепловой энергии может быть обусловлен двумя эффектами:
- миграцией свободных электронов
- решетчатые колебательные волны (фононы).
Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как: структура связана с наличием носителей заряда, в частности, электронов . Электрическая и теплопроводность металлов происходит из того факта, что их внешних электронов делокализованы . Их вклад в теплопроводность обозначается как электронная теплопроводность , k e . Фактически, в чистых металлах, таких как золото, серебро, медь и алюминий, тепловой ток, связанный с потоком электронов, намного превышает небольшой вклад, обусловленный потоком фононов.
Напротив, для сплавов вкладом k ph в k уже нельзя пренебречь.
Теплопроводность неметаллов
Для неметаллические твердые вещества , k определяется в первую очередь k ph , которое увеличивается по мере уменьшения частоты взаимодействий между атомами и решеткой. Фактически, решеточная теплопроводность является доминирующим механизмом теплопроводности в неметаллах, если не единственным. В твердых телах атомы колеблются вокруг своих положений равновесия (кристаллическая решетка). Колебания атомов не независимы друг от друга, а довольно сильно связаны с соседними атомами. Регулярность расположения решетки оказывает важное влияние на k ph , с кристаллическими (хорошо упорядоченными) материалами, такими как кварц , имеющими более высокую теплопроводность, чем аморфные материалы, такие как стекло. При достаточно высоких температурах k ph ∝ 1/T.
квантов колебательного поля кристалла называются « фононами ». Фонон представляет собой коллективное возбуждение в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированных средах, таких как твердые тела и некоторые жидкости. Фононы играют важную роль во многих физических свойствах конденсированного вещества, таких как теплопроводность и электропроводность. Фактически, для кристаллических неметаллических твердых тел, таких как алмаз, k ph может быть довольно большим, превышая значения k, связанные с хорошими проводниками, такими как алюминий. В частности, алмаз обладает самой высокой твердостью и теплопроводностью (k = 1000 Вт/м·К) среди всех объемных материалов.
Теплопроводность жидкостей и газов
В физике жидкость — это вещество, которое постоянно деформируется (течет) под действием приложенного напряжения сдвига. Жидкости являются подмножеством фаз материи и включают жидкости , газы , плазму и, в некоторой степени, пластичные твердые тела.
Поскольку межмолекулярное расстояние намного больше, а движение молекул более хаотично для жидкого состояния, чем для твердого состояния, транспорт тепловой энергии менее эффективен. Таким образом, теплопроводность газов и жидкостей обычно меньше, чем у твердых тел. В жидкостях теплопроводность обусловлена атомной или молекулярной диффузией. В газах теплопроводность обусловлена диффузией молекул с более высокого энергетического уровня на более низкий уровень.
Теплопроводность газов
Влияние температуры, давления и химических веществ на теплопроводность газа можно объяснить с точки зрения кинетической теории газов . Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами при отсутствии конвекции. Следовательно, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто благодаря большому количеству заполненных газом карманов , которые предотвращают широкомасштабную конвекцию .
Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.
Теплопроводность газов прямо пропорциональна плотности газа, средней молекулярной скорости и особенно средней длине свободного пробега молекулы. Длина свободного пробега также зависит от диаметра молекулы, причем более крупные молекулы с большей вероятностью столкнутся, чем мелкие молекулы, что представляет собой среднее расстояние, пройденное энергоносителем (молекулой) до столкновения. Легкие газы, такие как водород и гелий обычно имеют высокую теплопроводность . Плотные газы, такие как ксенон и дихлордифторметан, обладают низкой теплопроводностью.
Как правило, теплопроводность газов увеличивается с повышением температуры.
Теплопроводность жидкостей
Как уже писалось, в жидкостях теплопроводность обусловлена атомной или молекулярной диффузией, но физические механизмы объяснения теплопроводности жидкостей изучены недостаточно.
Жидкости, как правило, обладают лучшей теплопроводностью, чем газы, а способность течь делает жидкость подходящей для отвода избыточного тепла от механических компонентов. Тепло можно отводить, пропуская жидкость через теплообменник. Теплоносители, используемые в ядерных реакторах, включают воду или жидкие металлы, такие как натрий или свинец.
Теплопроводность неметаллических жидкостей обычно уменьшается с повышением температуры.
О тепловом расширении
Тепловое расширение обычно это тенденция материи изменять свои размеры в ответ на изменение температуры. Обычно его выражают в виде доли изменения длины или объема на единицу изменения температуры. Тепловое расширение характерно для твердых тел, жидкостей и газов. В отличие от газов или жидкостей, твердые материалы, как правило, сохраняют свою форму при тепловом расширении. А коэффициент линейного расширения обычно используется для описания расширения твердого тела, в то время как коэффициент объемного расширения более полезен для жидкости или газа.
Коэффициент линейного теплового расширения определяется как:
, где L – это конкретная длина, а dL/dT – скорость изменения этого линейного размера на единицу изменения температуры.
Коэффициент объемного теплового расширения является основным коэффициентом теплового расширения и наиболее важным для жидкостей. Как правило, вещества расширяются или сжимаются при изменении их температуры, причем расширение или сжатие происходит во всех направлениях.
Коэффициент объемного теплового расширения определяется как:
, где л объем материала, а dV/dT это скорость изменения этого объема на единицу изменения температуры.
В твердом теле или жидкости существует динамическое равновесие между силами сцепления, удерживающими атомы или молекулы вместе, и условиями, создаваемыми температурой. Поэтому более высокие температуры подразумевают большее расстояние между атомами.
Разные материалы имеют разную силу сцепления и, следовательно, разные коэффициенты расширения. Если кристаллическое твердое тело изометрично (имеет во всем одинаковую структурную конфигурацию), расширение будет равномерным во всех измерениях кристалла. Для этих материалов коэффициент площади и объемного теплового расширения соответственно примерно в два и три раза больше линейного коэффициента теплового расширения ( α V = 3α L ). Если он не изометричен, могут быть разные коэффициенты расширения для разных кристаллографических направлений, и кристалл будет менять форму при изменении температуры.
Сводка
| Элемент | Олово |
| Точка плавления | 231,93 °С |
| Точка кипения | 2602 °С |
| Теплопроводность | 67 Вт/мК |
| Коэффициент теплового расширения | 22 мкм/мК |
| Плотность | 7,31 г/см3 |
Источник: www.