Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1304 вуза, 5158 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
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:
56
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.86 Mб
Скачать
☆

 

13-Й. Кристаллическая структура

 

 

 

Энергия кристаллической решетки 13 130 ООО кдж/кмоль

(3137

ккал/моль)

[167].

Существуют три главные кристаллические модификации двуокиси кремния,

каждая из которых имеет низкотемпературную

и высокотемпературную разновид­

ности; данные о них приведены в табл.

13-1 и 13-2.

 

Таблица

13-1

 

Кристаллические модификации

двуокиси кремния

 

 

 

М о д и ф и к а ц и я

Т е м п е р а т у р н а я

о б л а с т ь

Сингония

и тип

П а р а м е т р ы

с у щ е с т в о в а н и я ,

°С, [11]

р е ш е т к и

[16]

р е ш е т к и

[16]

 

Низкотемпера­ турный а-кварц Высокотемпера­ турный 8-кварц

а-тридимит р\-тридимит (В-тридимит) рутридимит (у-тридимит)

Низкотемпера­

турный а-кристобалит

Высокотемпера­

турный

В-кристобалит

Кремнистое

стекло

Устойчив

до 573°С

Устойчив

при

573—

870° С; при

более

высо­

ких температурах

не­

устойчив

 

 

Устойчив

до 117° С

Устойчив

при

117—

163° С

 

 

Устойчив

выше

163° С

и при 870—1470° С; ста­ новится неустойчивым выше 1470° С; плавится при 1670° С

Устойчив при 163— 270° С; выше этого пре­ дела неустойчив

Устойчив выше 200— 275° С и в диапазоне от 1470 до 1710° С (точка плавления)

Неустойчиво как пере­ охлажденная жидкость ниже 1719° С; с нагревом до 1000° С и выше расстекловывается

 

 

 

5,01

А;

Гексагональная,

 

 

 

типа

SiO,

 

5,47 А

Гексагональная,

а =

5,03

А;

типа

Si0 2

с =

8,22

А

Псевдо­

а =

7,01 А

кубический

 

 

Кубический

о =

7,0459Н-

 

7,17 А

Таблица 13-2

Температура и теплота превращения одних модификаций

 

двуокиси кремния

в другие [36]

 

 

 

Т е м п е р а т у р а

АН п р е в р а щ е н и я

М о д и ф и к а ц и я

 

 

п р е в р а щ е ­

 

 

 

н и я , °С

кдж/кмоль

кал/моль

а-кварц -> В-кварц

575

1210

290

а-тридимит -> В-тридимит

117

167

40

а-кристобалит -> В-кристобалит

250

837

200

Превращения низкотемпературной разновидности той

или

иной модификации

в высокотемпературную и обратно протекают быстро, тогда

как

превращение одной

из трех главных модификаций в другую совершается довольно

медленно.

На процесс образования многих из этих модификаций влияет также содержание

примесей, в результате чего при нагревании или охлаждении

S i 0 2 может возникать

множество сочетаний этих кристаллических модификаций.

 

 

Как правило, модификации кварца имеют сравнительно плотную упаковку и большую плотность, тогда как тридимит и кристобалит являются структурами сравнительно малой плотности.

13-3. Плотность

Теоретическая плотность двуокиси кремния при комнатной температуре в зави­ симости от кристаллической модификации [11], кг/м3:

Низкотемпературный

кварц

 

 

 

 

 

 

2650

 

Низкотемпературный

тридимит

 

 

 

 

 

 

2260

 

Низкотемпературный

кристобалит

 

 

 

 

 

2320

 

Кремнистое, кремнеземистое, кварцевое

стекло

 

 

2200

 

 

 

 

 

 

 

13-4. Тепловое расширение

 

 

 

 

 

В интервале температур 20—300° С средние коэффициенты линейного

расшире­

ния двуокиси кремния 4,3010"6 град'1

(зависит от кристаллографического

направ­

ления) [11]; в интервале 300—-1100° С — 3,0- 10"в град'1

[11].

 

 

 

Д л я кремнистого стекла коэффициент линейного расширения наименьший (из

всех простых тугоплавких окислов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость

линейного

расши-

 

 

 

'*""

 

 

т

""

рения двуокиси кремния от темпе­

 

f$

 

 

 

1 Г I і

 

ратуры приводится в табл.

13-3—

 

 

 

 

 

 

 

 

13-5 и на рис. 13-1 —13-4.

 

 

 

 

'

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

13-3

а-5

 

 

гТ

 

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Средний

коэффициент

линейного

 

 

 

\&Ґ

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

расширения кремнистого

стекла

^1 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

г • \i

yf

 

 

 

 

t, °С

а-10«

град~г

 

Источ ни к

 

 

 

 

 

20—1250

0,5

 

 

 

 

 

 

0

 

 

Кваоиевое

стекло

 

 

 

[11]

 

0

100 200 300 400 500600 700 800900 t°C

20—1000

0,4

 

 

 

[181]

 

 

 

 

 

Рис.

13-1. Зависимость

относительного удли­

30—1000^

0,5

 

 

 

[20]

 

 

 

нения

кремнеземистых минералов от темпе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ратуры

[182]

 

 

 

 

200

400

600

800

1000 1200

1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т;к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

И

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

•

1', ' 1

 

 

 

Рис.

13-2.

Зависимость

 

относи­

 

 

 

 

 

 

 

 

тельного

удлинения

двуокиси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кремния от температуры

 

 

 

•

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1 і

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ее

-200 0 200 400 600 800 1000 1200

Характеристика образцов к рис. 13-2

О б о з н а ч е н и е

К р и с т а л л и ч е с к а я

Т е м п е р а т у р н ы й

П р и м е ч а н и е , источник

с т р у к т у р а

и н т е р в а л , °С

 

О

 

Кристобалит

 

 

0—1000

 

 

[184]

 

 

 

 

•

 

Кварц

прозрачный,

 

—20-ь- 1000

 

Измерялось

 

перпен­

 

 

 

горный

кристалл

 

 

 

 

дикулярно

оси

с;

плот­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность 2643 кг/м3

 

[184]

 

А

 

 

Кварц

прозрачный,

—20 н-1000

 

Измерялось

 

парал­

 

 

 

горный

кристалл

 

 

 

 

лельно

оси с;

плотность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2648 кг/м3

[184]

 

 

 

О

 

 

 

—

 

 

100—1000

 

Нагревалось

2 ч

при

 

•

 

 

 

 

 

 

 

 

1540° С

и

8

ч

при

 

 

 

 

—

 

 

100—1200

1500° С [185]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ П ]

 

 

 

 

•

 

Синтетический

кварц

 

100—800

 

 

[186]

 

 

 

 

•

 

Синтетический

кристо­

200—900

 

 

[186]

 

 

 

 

 

 

балит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

300

500

7009001100130015001700

2№

300

500

700

900

1100

1300ГК

 

 

 

 

 

 

1—

 

1 ,

:

 

180

. _

 

 

 

 

т,к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1,75

 

— ' г-

Э

 

 

160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~< р

с £

т

 

 

•7/

 

 

 

1,50

 

 

 

 

 

 

 

 

I

120

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

 

0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

/

200 400 600 800100012001400

0,50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 13-3. Зависимость относительного

0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

удлинения силикатного кирпича от тем­

-0,25г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пературы

 

 

200

400

600

800

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

Рис. 13-4. Зависимость

относительного

удлинения двуокиси кремния

с

различными

 

 

 

 

добавками

Т Ю 2

от температуры

[185]

 

 

 

 

 

 

 

0 - 9 9 % S i 0 2 , 1% Т Ю , ; • — 9 4 % S i 0 2 , 6% Т І 0 2 ; Д - 9 1 % S i 0 2 , 9% Т Ю 2 ; < > - 8 0 % . S i O 2 , 2 0 % Т і в 2 . Н а г р е в а л и с ь 10 ч при т е м п е р а т у р е о к о л о 1500" С

 

Характеристика образцов к рис. 13-3 [33]

 

Таблица 13-5

 

 

 

 

О б о з н а ­

 

 

П л о т ­

П о р и с т о с т ь ,

 

 

 

 

Х и м и ч е с к и й с о с т а в

ность,

 

П р и м е ч а н и е

чение

%

 

 

 

кг/м3

 

 

 

 

////

96,3%

Si0 2 ;

1874

19,6

Силикатный

кирпич

0,2%

А1 2 0 3

(кажущаяся)

\\\\

95,8%

Si0 2 ;

1810

22,5

То

же

(обычный)

0,5%

А1 2 0 3

(кажущаяся)

—

94,9%

SiO,;

1714

25,6

То

же

(для

коксовых

 

1,0%

А1.А

1714

 

печей)

 

 

Коэффициент линейного расширения плавленой двуокиси кремния [22 ] приведен ниже:

t, °С

300

600

900

а - 10 6 , град'1

0,67

0,60

0,53

13-5. Термодинамические свойства

Удельная теплоемкость при температуре 25° С:

Кварца

 

44,5 кдж/'(кмоль• град)

[10,62 кал!(моль-град)]

[11]

Тридимита

. .

. 44,6

кджі (кмоль-град)

[10,66 калі (моль-град)]

[11]

Кристобалита

 

44,2 кджі(кмоль-град)

 

[10,56 калі(моль-град)]

[11]

Кремнистого

стек­

 

 

[10,60 калі (моль-град)

 

ла

 

44,4 кджі (кмоль -град)

[11]

Кварцевого песка

0,69

кджі (кгград)

[0,165 ккал!(кг-град)\

[186];

 

 

0,7

кджі (кг-град)

[0,18 ккалі (кг • град)

[187]

Зависимость теплоемкости различных модификаций двуокиси кремния от тем­ пературы приведена в табл. 13-6—13-9 и на рис. 13-5.

 

 

3

300

400 500 800 700 800 900 1000

0,7

 

 

 

 

—і

- і —

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«а

 

 

 

 

 

0,5%

Рис. 13-5.

Зависимость а - *

 

 

 

 

 

 

удельной

теплоемкости

 

 

 

f

•

 

двуокиси

кремния

от

 

 

 

I

 

 

 

 

температуры

 

 

 

 

 

 

 

1

 

А

 

 

 

03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

200

400

600

 

PJ

 

 

 

 

800 '

Таблица 13-6

Характеристика образцов к рис. 13-5

О б о ­

 

 

Т е м п е р а ­

 

 

 

Источ ­

К р и с т а л л и ч е с к а я

Х и м и ч е с к и й

т у р н ы й

 

 

 

з н а ч е ­

П р и м е ч а н и е

 

с т р у к т у р а

с о с т а в , %

и н т е р в а л ,

 

ник

ние

 

 

°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

Кристалл

 

30—650

_

 

 

[188]

•

кварца

 

 

 

 

 

 

Кристалл

—

40—680

Прозрачен

без

пятен

[189]

 

кварца

 

 

(бразильский

 

кварц)

 

Д

Порошок '

Особо

80—400

Раздробленный

кварц

[30]

 

40—60 меш.

высоко­

 

(Северная

Каролина)

 

 

 

чистый

 

Погрешность + 8 %

 

Удельная молярная теплоемкость различных модификаций двуокиси кремния [36]

К р и с т а л ­

 

 

 

Теплоемкость

пр и т е м п е р а т у р е ,

° К

 

 

 

л и ч е с к а я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модифи ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кация

298

390

500

523

 

700

848

1000

1400

1800

2000

К р и с т о -

 

 

 

*-а

р ->

 

-

 

 

 

 

44,198

-

62,01

64,02

64,76

66,27

68,83

 

 

 

балит

72,25

75,67

77,38

10,556

 

 

14,81

15,29

15,467

15,828

16,44

17,256

18,072

18,48

 

Ф о р м у л а

д л я

расчета

Ср

=

4,28 +

21,06-

1 0 - 3 Г ,

 

 

калЦмоль-

град)

 

 

( а - к р и с т о б а л и т )

 

Ср

=

14,40

+ 2,04-

10"*Г,

 

 

калЦмоль-град)

 

 

(р - кристобалит)

и

т. д .

К в а р ц

44,47

-

 

 

-

 

<- а

3 ->

 

 

 

 

 

59,62

68,71

74,53

67,24

68,46

71,72

74,95

 

 

10,62

 

14,24

16,41

17,80

16,06

16,35

17,13

17,90

 

 

 

<- а

В ->

 

 

 

 

-

 

 

 

 

Тридимит

44,63

54,18

61,42

62,64

-

64,86

 

68,16

72,60

77,00

78,72

 

10,66

12,94

14,67

14,96

15,49

 

16,28

17,34

18,39

18,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1953° К)

К р е м н и ­

44,34

-

 

57,95

-

63,89

 

 

69,96

76,83

83,32

86,50

стое

 

 

 

10,59

 

13,84

15,25

 

 

ж е л е з о

 

 

 

 

16,71

18,35

19,9

20,66

С

=

1 1,22

+

 

8,20- 1 0 - 3 7 —

 

— 2,70-

1 0 5 Г - 2 ,

калЦмоль-град)

 

 

(ос-кварц)

Ср

=

14,41

+

 

1,94- 1 0 - 3 7 \

калЦмоль-град)

 

 

(Р-кварц)

Ср

=

3,27 +

24,8- Ю - 3 Г ,

калЦмоль-град)

 

 

(а - тридимит)

Ср

=

13,64-2,64- 10~37",

калЦмоль-град)

 

 

(Р-тридимит)

С

=

13,38 +

3 , 6 8 - 1 0 - 3 Г —

 

 

3,45 - 10 s

7'-2 ,

 

калЦмоль-

 

град)

 

( к р е м н и с т о е

стекло)

П р и м е ч а н и е . В д р о б н ы х о б о з н а ч е н и я х числитель в кджЦкмоль-град),

з н а м е н а т е л ь — в

калЦмоль-град).

Молярная теплоемкость различных модификаций двуокиси кремния (Si02 ) при низких температурах [143]

К р и с т а л ­

Т е п л о е м к о с т ь при т е м п е р а т у р е , ° К

ли ч е с к а я

мо д и ф и к а ­

ция

10

25

50

100

150

200

298,1

 

Кварц

(0,1)

(1,60)

5,78

15,7

25,0

3,27

 

44,47

 

(0,03)

(0,38)

1,38

3,72

5,97

7,82

 

10,63

 

 

 

Триди-

(0,2)

(2,4)

(6,70)

(16,3)

(25,7)

(33,4)

(44,63)

 

мит

(0,05)

(0,58)

(1,60)

(3,90)

(6,14)

(7,97)

(10,66)

Кристо-

(0,2)

(2,4)

(6,53)

15,9

25,2

32,9

 

44,2

 

балит

(0,05)

(0,58)

(1,56)

3,80

6,03

7,86

 

10,56

Стекло

0,25

2,3

6,82

16,2

 

24,7

32,4

 

44,40

0,06

0,56

1,63

3,85

 

5,89

7,75

 

10,60

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

В д р о б н ы х о б о з н а ч е н и я х числитель

в кджЦкмоль-град),

 

з н а м е н а

тель

в кал Кмоль-

град).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

13-9

 

 

Удельная

теплоемкость

двуокиси кремния [465]

 

 

 

 

 

 

 

У д е л ь н а я

т е п л о е м к о с т ь при т е м п е р а т у р е ,

 

°С

 

В и д т е п л о е м к о с т и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

100

300

500

700

900

1000

 

1200

1600

 

Истинная

 

0,670

0,796

1,03

1,П

1,16

1,21

1,24

 

1,28

1,34

 

 

0,160

0,190

0,245

0,264

0,277

0,289

0,295

0,306

0,321

 

 

 

 

Средняя

 

0,670

0,783

0,900

0,967

1,01

1,05

1,07

 

1,10

1,14

 

 

0,160

0,187

0,215

0,231

0,242

0,251

0,256

0,263

0,273

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

В д р о б н ы х о б о з н а ч е н и я х числитель

в кджКкг-град),

 

з н а м е н а т е л ь

в

ккалЦкг-град).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже приведены значения некоторых термодинамических свойств двуокиси крем­

ния при комнатной температуре и температуре плавления.

 

 

 

 

 

А Я 2 9 8 [11]:

 

 

—860 000 кдж/кмоль

(—205,4

ккал/моль)

 

 

Кварца

 

 

 

 

Тридимита

 

 

—857 000 кдж/кмоль

(—204,8

ккал/моль)

 

 

Кристобалита . . . .

—858 000 кдж/кмоль

(—205,0

ккал/моль)

 

 

Кремнистого

стекла .

—848 000 кдж/кмоль

(—202,5

ккал/моль)

 

 

Кварца

 

 

—80 6000 кдж/кмоль

(—192,4

ккал/моль)

 

 

Тридимита

 

 

—803 000 кдж/кмоль

(—191,9

ккал/моль)

 

 

Кристобалита . . . .

—804 000 кдж/кмоль

(—192,1

ккал/моль)

 

 

Кремнистого

стекла .

—799 000 кдж/кмоль

(—190,9

ккал/моль)

 

A S M g t l l l :

 

 

кджі (кмоль • град)

[10,00 калі (моль • град)]

Кварца . . . .

41,87

Тридимита

. .

43,4

кдж/'(кмоль-град)

[10,36

кал/(моль-град)]

Кристобалита

42,67

кдж/(кмоль-град)

[10,19

кал/(моль-град)]

Кварцевого

стекла

46,9

кдж/(кмоль-град)

(11,2

кал/(моль/(град)]

ДЯпл 136):

 

кдж/кмоль

 

кал/моль)

Кварца

8541

(2040

Тридимита

9002 кдж/кмоль

(2150

кал/моль)

Кристобалита

7704

кдж/кмоль

(1840

кал/моль)

В табл. 13-10—13-13 приводится зависимость термодинамических свойств раз­ личных модификаций двуокиси кремния от температуры.

Таблица 13-10

Термодинамические свойства кварца [36]

 

Н j -" Я 2 9 8

S Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т, °к

 

«ч

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

*ч

2

 

 

 

*ч

 

*ч

 

 

 

 

о

 

о

 

 

«5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

as

 

 

 

 

Сі

 

 

 

 

 

 

 

 

"І?

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

к

*

<ъ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

298

 

 

 

41

9,9

— 878

800

—209

900

— 824

400

— 196 900

400

5

024 1 200

55,90

13,35

— 878

800

- 2 0 9

900

— 805 600

— 192

400

500

10 720 2 560

68,58

16,38

— 876

400

—209

850

—787

400

— 188

050

600

16 920

4 040

79,85

19,07

- 8 7 8

000

—209 700

—769 400

— 183 750

700

23

570 5 630

90,10

21,52

— 877 200

—209 500

—747 200

— 178

450

800

30

650 7 320

99,99

23,88

— 876

300

—209

300

—734 200

— 175

350

900

38

940

9 300

109,3

26,11

—873 600

—207

650

—715

800

— 170 950

1000

45

720

10 920

116,5

27,82

— 872

800

—208

450

- 6 9 8

000

— 166

700

1100

52

630

12 570

123,1

29,39

— 871 900

—208 250

— 680

400

— 162

500

1200

59

660

14 250

129,2

30,85

— 871

100

—208 050

— 663

200

— 158

400

1300

66

740

15 940

134,8

32,20

(—870

300)

(—207

850)

(—645

400)

( - 1 5 4

150)

1400

73

906

17 650

140,1

33,46

( — 869

600)

(—207

700)

( — 628

400)

( — 150

100)

1500

81

060

19 360

145,1

34,65

( — 868

800)

(—207

500)

( - 6 1 1

300)

( — 146

000)

1600

88

350 21 100

149,8

35,78

(—868

000)

( — 207

300)

( - 5 9 3

700)

( — 141

800)

1700

95

710

22 860

154,2

36,84

(—913

800)

(—218

250)

(—526

300)

( - 1 3 7

650)

1800

103

100

24 630

158,5

37,86

(—913

000)

(—218

050)

(—557

300)

( — 133

100)

т, °к

298

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

 

 

 

Термодинамические свойства

тридимита [36]

Таблица 13-11

 

 

 

 

 

 

И

—- Н 298

S Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МОЛ

 

ОЛЬ

 

 

л

 

ОЛЬ

 

МОЛ

 

ОЛЬ

 

 

 

*ч

МОЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кдж

 

 

1

а

кдж

 

 

 

кдж

 

 

 

 

 

1 270

42,79

10,22

— 876 800

—209

400

—822 700

— 196 500

5

320

57,99

13,85

— 876 500

—209

350

- 8 0 4

100

— 192

050

11

300

2 710

71,43

17,06

— 875 900

—209 200

— 786

100

— 187

750

17

500

4 170

82,57

19,72

— 875

500

—209

100

— 768

300

— 183 500

23

900

5

710

92,49

22,09

— 874 700

—208 900

—750 500

— 179 250

30

600

7

320

101,5

24,24

— 873 800

—208

700

— 732

900

- 1 7 5

050

37

500

8 950

109,6

26,18

— 873 000

—208

500

— 715

300

— 170 850

44

340

10 590

1 16,8

27,89

— 872 200

—208

300

—697

800

— 166 650

51

290

12 250

123,4

29,47

— 871

100

—208

050

—680

000

— 162

400

58

37 0 13 940

129,5

30,94

— 870 300

—207

850

—663 000

— 158 350

65

530

15 650

135,3

32,31

( - 8 6 9

400)

(—207

650)

( - 6 4 5

200)

( — 154

100)

72

730

17 370

140,6

33,57

( - 8 6 8

600)

(—207

450)

(—628

000)

( — 150

000)

79

970

19 100

145,6

34,78

( — 868 200)

(—207

350)

( - 6 1 1

100)

( — 145 950)

87

300

20

850

150,4

35,91

( - 8 6 6

900)

( - 2 0 7

050)

( - 5 9 3

500)

( — 141

750)

94

670 22

610

154,8

36,97

( - 9 1 2

800)

( - 2 1 8

000)

( — 576

300)

( — 137

650)

102

100 24

390

159,1

37,99

( - 9 1 1

900)

( - 2 1 7

800)

( — 557

300)

( - 1 3 3

100)

109

600 26

180

163,1

38,96

( - 9 1 1

100)

( - 2 1 7

600)

( - 5 3 7

200)

( — 128

300)

 

 

 

 

Термодинамические

свойства кристобалита [36]

 

 

 

 

Ну —- Н 298

S Т

 

 

&н°т

 

 

 

 

 

 

 

•а

 

 

•о

 

 

 

 

 

А

 

 

 

т, °к

 

о

 

 

*Ч

•ч

 

О

 

 

 

 

 

*ч

 

 

 

 

о

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

г-

г?

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

О

о

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

.4

 

"и

 

^

 

 

<о

 

 

 

а

со

 

 

 

 

а

 

 

 

а

а

 

 

 

съ

 

 

 

 

а

 

 

a

 

 

 

 

К

 

a

 

298

 

 

 

 

 

42,67

10,19

— 877

200

— 209

500

— 823

200

— 196

600

400

5

 

070

1 210

57,24

13,67

— 877

200

—209 500

— 804

500

— 192

150

500

10 700

2

560

69,80

16,67

— 877

970

—209

450

— 786

300

— 187

800

600

18 050

4 310

83,20

19,87

— 875

300

—209

050

—768

500

— 183 550

700

24

 

500

5 850

93,12

22,24

— 874

450

— 208

850

—750 700

— 179

300

800

31

 

200

7

460

102,1

24,39

— 873

600

—208

650

—733

100

— 175

100

900

38

 

100

9 090

110,2

26,31

— 872

800

— 208

450

—715 600

— 170 900 •

1000

44

 

930

10 730

117,4

28,04

— 871

500

— 208

150

—697

800

— 166 650

1100

51

 

880

12 390

124,0

29,62

— 871

300

— 208

100

—681

000

— 162

650

1200

58

 

950

14 080

130,2

31,09

- 8 7 0

000

— 207

800

— 663

400

— 158

450

1300

66

ПО 15 790

135,9

32,46

( — 869

200)

(—207

600)

(—645 800)

( - 1 5 4

250)

1400

73

 

310

17 510

141,2

33,73

(—868 400)

(—207

400)

( - 6 2 8

900)

( — 150 200)

1500

80

 

560 19 240

146,2

34,92

( — 868

000)

(—207

300)

( - 6 1 1

70.0)

( — 146

100)

1600

87

 

880 20

990

151,0

36,06

(—866

700)

(—207

000)

( — 594

340)

( — 141

950)

1700

95

 

250 22

750

155,4

37,12

(—912

600)

(—217

950)

(—577 200)

( - 1 3 7

850)

1800

102

 

700 24

530

159,7

38,14

(—911

700)

(—217

750)

( — 559 200)

( — 133 550)

1900

ПО

 

200 26

320

163,8

39,11

(—910

900)

(—217

550)

(—538

000)

( — 128

500)

2000

117

 

700 28

120

167,6

40,03

( - 9 1 0

700)

(—217

500)

( — 518

300)

( - 1 2 3

800)

т, °к

 

 

 

 

 

 

Таблица

13-13

 

Термодинамические свойства кварцевого стекла [36]

 

Ну,

—' Н 2 9 8

S Г

 

АН°Т

 

AFj.

 

мол

 

мол

о

А

О

А

 

А

о

мол

 

 

 

 

<Ч

 

 

а

 

 

 

 

.4

a

 

 

а

со

о

СО

а

- .

а

<§

со

а

 

a

a

a

a

a

a

298

 

 

 

 

46,9

11,2

- 8 4 7

900

—202

500

— 795

100

— 189 900

400

5

150

1 230

61,72

14,74

- 8 4 7

900

—202

500

—777

100

— 185 600

500

10 680

2

550

74,03

17,68

— 847

700

—202 450

—759

100

— 181

300

600

16 540

3 950

84,70

20,23

— 847

400

—202

400

—741

500

— 177

100

700

22

740

5

430

94,25

22,51

— 847

000

—202

300

—723 900

— 172

900

800

29

270

6 990

103,0

24,59

— 846

400

—202

150

—706

300

— 168

700

900

36 060

8 610

111,0

26,50

— 845

600

—201

950

—689

100

— 164

600

1000

43

040

10

280

118,3

28,26

— 844

500

—201

700

—671

600

— 160

400

1100

50

160

11

980

125,1

29,88

— 843 500

—201

450

—654 400

— 156

300

1200

57

360

13 700

130,9

31,27

— 842

400

—201

200

—637

300

— 152

200

1300

64

960

15 450

137,2

32,77

( — 841

400)

( - 2 0 0

950)

( — 620

100)

( - 1 4 8

100)

1400

72

180

17 240

142,8

34,10

( — 840

300)

(—200 700)

( - 6 0 2

900)

( — 144

000)

1500

79

890

19 080

148,1

35,37

( — 839

500)

(—200

500)

( — 585

800)

( - 1 3 9

900)

1600

87

840

20

980

153,2

36,59

( - 8 3 7

600)

(—200

050)

( — 568

600)

( - 1 3 5 . 800)

1700

96

010

22

930

158,1

37,77

( — 882

400)

(—210

750)

(—551

400)

( — 131

700)

1800

104

300

24

920

162,9

38,91

(—880

700)

( - 2 1 0

350)

( — 533

000)

( — 127

300)

1900

112

800 26

950

167,5

40,01

(—878

800)

(—209

900)

( - 5 1 3

300)

( — 122

600)

2000

121

500 29

010

172,0

41,07

(—877

600)

( - 2 0 9

600)

( — 494

100)

( — 118 000)

13-6. Теплопроводность и температуропроводность

При температуре 50° С коэффициент теплопроводности плавленой двуокиси кремния, имеющей нулевую пористость, 0,343 вті'(м-град) [0,00082 калі {см-сек-град) [191]; для кварцевого песка при комнатной температуре 0,44—0,82 вт!(м- град)

[0,38—0,70 ккал/(м-ч-град)

[187];

0,52 вт/(м-град)

[0,А5ккал/(м-ч-град)]

[186].

Зависимость теплопроводности

двуокиси кремния от температуры

приведена

в табл. 13-14, 13-15 и на рис. 13-6—13-8.

 

 

Об о ­

зн а ч е ­ ние

О

•

•

д

0

200

400 .. 600

800 1000 1200 1400

то

0,022

с

О

о

иэ

в

ве

е

 

 

 

 

 

 

 

 

0,006

 

 

 

<>

 

 

 

 

 

 

 

 

0

'

 

 

 

 

 

 

 

-200

•Q

200

400

600

800

1000 1200

140Q

 

Рис.

13-6. Зависимость коэффициента

теплопроводности

двуокиси

 

 

 

 

кремния

от температуры

 

 

 

 

Характеристика

образцов к рис. 13-6

Таблица

13-14

 

 

 

 

К р и с т а л л и ч е с к а я

Т е м п е р а т у р ­

 

 

 

Источник

ный и н т е р ­

 

 

П р и м е ч а н и е

 

с т р у к т у р а

 

 

 

в а л , "С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Монокристалл

100—480

О

— параллельно оси с;

[71]

кварца

 

73

 

0 — перпендикулярно оси с

170]

То же

 

 

Измерялось перпендикуляр­

 

 

 

 

 

но оси с в вакууме;

погреш­

 

 

 

 

 

 

ность ~ ± 3 %

 

 

Плавленая

Si0 2

100—1200

Чистая

двуокись,

нулевая

[80]

То же

 

400—1200

пористость

 

[17]

 

 

 

—

 

Плавленый

 

0—1200

 

 

—

 

[125]

кварц

Коэффициент теплопроводности кварцевого стекла при температурах ниже комнатной определен в [60]:

Температура, С К

комнатная

100

50

20

10

5

2

Теплопроводность:

 

 

 

 

 

 

 

(втім-град)

1

0,6

0,3

0,15

0,13

0,12

0,05

 

 

 

 

Коэффициент

теплопроводности

двуокиси кремния

 

 

 

 

 

 

 

 

Т е п л о п р о в о д н о с т ь пр и т е м п е р а т у р е , °С

 

 

 

 

 

 

Е д и н и ц а

изме­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е

 

р е н и я т е п л о ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п р о в о д н о с т и

100

200

300

400

500

600

800

1000

1200

 

 

 

 

 

 

 

 

втЦм-град)

1,59

-

-

1,88

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П л а в л е н ы й

квар ц

 

калЦсм • сек • град)

0,0038

 

 

0,0045

 

 

 

 

 

 

 

 

втЦм-

град)

1,55

(1,59)

1,67

(1,88)

2,09

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чистый

п л а в л е н ы й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к в а р ц

 

 

 

кал/(смсек- град)

0,0037

(0,0038)

0,0040

(0,0045)

0,0050

 

 

 

 

 

 

 

вт/(м-

град)

7,0

5,8

(5,2)

4,7

(4,7)

4,7

4,7

5,8

7,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К в а р ц ; пористость

5 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6%;

плотность 2300 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2600

кг/м'

 

 

ккалЦм-

ч-град)

6,0

5,0

(4,5)

4,0

(4,0)

4,0

4,0

5,0

6,0

 

 

 

втЦм-град)

12,8

10,5

(9,9)

9,3

(8,7)

8,1

7,0

5,8

7,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То

ж е , пористость

0%

ккал[(м-

ч-град)

11

9

(8,5)

8,0

(7,5)

7,0

6,0

5,0

6,0

 

 

 

Источник

[20]

[84]

[147]

[147]

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности