3. Характеристика основних теплофізичних властивостей матеріалів.

1)Характер теплового руху, теплопередача. В кристалах характер теплового руху може бути представлений як механізм коливання частинок. Теплові хвилі в кристалах називають акустичними. Їх енергія квантується, квант цієї енергії – фотон. Енергія фотону: v, де h- постійна Планка;v- частота.

Фотони відносяться до категорії квазічастинок. Схема динамічних властивостей квазічастинок в кристалі та характер її руху визначають енергетичний спектр твердого тіла. Теплопередача в матеріалах неоднократної структури відбувається за рахунок передачі тепла з поверхні повітрям, що рухається, тепловипромінення стінками пор. Теплозахисні властивості текстильних матеріалів визначаються тепловим опором повітря, що знаходиться в них.

2)Здатність матеріалів проводити тепло під дією теплової енергії. Характеризується теплопровідністю: Коефіцієнт теплопровідності: . Коефіцієнт теплопередачі: . Питомий тепловий опір: , P . Тепловий опір: , R . Сумарний тепловий опір: . Коефіцієнт чорноти поверхні від 0,7 до 1,2.

3)Здатність матеріалів поглинати тепло під дією теплової енергії. Характеризується теплопровідністю: Питома теплоємність: . Об’ємна теплоємність: . Коефіцієнт температури провідності характеризує здатність матеріалів вирівнювати температуру в різних точках, а також передавати тепло від більш нагрітих місць до менш нагрітих.

4)Здатність матеріалів змінювати чи зберігати свої властивості під дією теплової енергії. Характеризується теплоємністю та термостійкістю: Коефіцієнт лінійного розширення; Коефіцієнт об’ємного розширення.

За термостійкістю матеріали поділяють на:Термостійкі, Жаростійкі, Морозостійкі.

5)Методи визначення характеристик теплофізичних властивостей матеріалів

1. Методи, що базуються на встановленому стаціонарному теплообміні, за допомогою якого через матеріали за рівні проміжки часу проходить однакова кількість тепла.

2. Методи, що базуються на невстановленому обміні

- під час дослідження у стаціонарному тепловому режимі;

- методи нестаціонарного теплового режиму.

Білет №24

1. Некристалічні тверді тіла. Їх характеристика та схильність до скло утворення.

Некрісталічні тверді тіла :

• полімери;

• скло;

• кераміка;

• аморфні тіла.

Термопластичні полімери. Вони мають властивість багаторазово пом'якшуватися під час нагрівання й тверднути під час охолодження без зміни своїх властивостей.

Термореактивні полімкри. Під час нагрівання залишаються твердими аж до повного термічного розпаду.

Різна поведінка полімерів під час нагрівання пояснюється тим, що в термопластичних полімерах між молекулами діють слабкі сили Ван-дер-Ваальса. Нагріваючись, вони значно зменшуються і, матеріал стає м'яким і піддатливим.

В термоактивних полімерах крім сил Ван-дер-Ваальса діють ще поперечні ковалентні сили між молекулами.Тому термоактивні матеріали залишаються твердими під час нагрівання.

Скло. Аморфна речовина, яка утворюється під час сплавлення оксидів або без оксидів сполук – SiO₂ . Основну масу промислового скла становить силікатне скло з домішками інших оксидів.

Кераміка. Матеріал, який отримують під час високотемпературного спечення мінеральних поршків. Кераміка є пористим матеріалом, який містить ковалентні або іонні кристали- складні оксиди, карбідні або тверді розчини на їх основі. Як правило, кераміка має полікристалічну структуру із порошками скла , та з хаотично розташованими зернами, а тому однорідна за своїми властивостями.

Аморфні метали. Аморфні метали отримують при надвисоких швидкостях охолодженнях із рідкого стану (>10^{6 0} C/c). Дифузійні прцеси дуже гальмуються і стримується утворення зародків та ріст кристалів. Під час твердіння утворюється аморфна структура, яка забезпечує металевим матеріалам властивості, що значно відрізняються від властивостей відповідних матеріалів з кристалічною структурою: одержані аморфні матеріали з високою магнітною енергією, питомий електричний опір у аморфних матеріалах у 2-3 рази більший, ніж у аналогічних матеріалах з кристалічною структурою.