组成依赖Se的有效导热系数和有效的热扩散率_{98 - x}Cd₂ln_x(X = 0、2、6、10)玻璃合金

文摘

有效的热导电率和有效热扩散率的Se98-x Cd2Inx (x = 0、2、6、10)硫族化物眼镜进行了在室温下用瞬态平面(TPS)技术来源。有效导热系数的测量值和有效热扩散系数是用来确定单位体积比热(ρCp)这些眼镜的作文调查的范围。λe和χe被发现增加的值最初在Se-Cd合金浓度的增加。结果表明,λe和χe最大在6。wt %的铟和ρCp几乎所有玻璃合金的常数。这是暗示Se92Cd2In6可以被认为是本系列的一个关键成分,合金的,化学要求比其他成分和更好的热稳定性。进一步增加铟Se-Cdλe和χe减少值。的行为是解释的基础上减少局部状态和增加disorderness高等作文铟。

关键字

热导率、传染效应、热扩散系数、结构单元。

介绍

硫族化物眼镜最近吸引了注意力,因为他们在各种固态设备使用。结构的研究对更好的理解这些材料是非常重要的传输机制。硫族化物眼镜也有吸引力的研究由于准备的重要性腐蚀电阻和电子记忆材料(1- - - - - -3]。硒具有广阔的商业应用和设备应用,比如交换内存,静电复印术,x射线成像,光子和非线性应用等有吸引力。

它也表现出独特的可逆转换的属性(4]。非晶的结构Se (5- - - - - -8)和合金化效果的Se由工人和报告(9,10在文献中。这些研究表明,当在注册的非晶态Se是溶解在Se链满足其协调需求和形成交联结构,迟钝的结晶概率和增强的热稳定性。除此之外,还发现,光学带隙的Se -在1.3 eV的顺序是300 K,这是接近理论最优的太阳能能量转换。众所周知,热弛豫出现在这些眼镜11),当玻璃物质存在瞬时温度变化(在淬火过程中)放松状态的高焓平衡态低焓。这种类型的热弛豫取决于退火温度和时间,可以很快在玻璃化转变温度附近。瞬态平面源(TPS)技术,它是由Gustafson [12)作为一个改进版本的瞬态热条(黑色)法同时测量的有效导热系数和有效热扩散系数的样本。我们学习了导热系数的变化和Se-Te-Sn-In玻璃系统的基于扩散系数(13]。从这个角度来看本文的努力已经取得了研究有效导热系数(λ的变化_e热扩散率(χ)和有效_eSe的)_{98 - x}Cd₂在_x(x = 0、2、6、10)和样品在室温下的成分。

材料制备

高纯度(99.999%),Cd,和在适当的元素重原子重量百分数比例使用电子天平。石英材料被疏散的安瓶(长8厘米,内直径12毫米)。安瓶是密封在真空下的10⁵托删除的可能性,任何合金在高温下与氧气的反应。安瓶是在电子炉加热3 - 4 K /分钟的速度高达1098 K 12 h。他们经常为了确保摇晃同质性的样本。熔岩样本然后迅速淬火在冰冷的水中获得玻璃态的合金。非晶样品的性质确认通过x射线衍射模式。。和样品的x射线衍射模式记录使用飞利浦pw - 1700粉末衍射仪(操作在20 keV) Cu-Kα(λ= 1.54056°)辐射确认玻璃合金的性质。Se的x射线衍射模式_92年Cd₂在₆玻璃所示图1。样品的颗粒的直径12毫米和2毫米厚度已经准备下一堆4吨。

实验的细节

测量报告摘要了TPS的元素。样本的输出功率调整根据样品材料的性质,在大多数情况下,范围在0.01 - 0.02 W /厘米²。摘要测量报告进行TPS元素。由10μm-thick镍箔(约3.69Ω的阻力和电阻温度系数(TCR) (4.6×10 -³K¹)和一层绝缘材料,它们是由50μm-thick聚酰亚胺薄膜,每一面的金属模式。获得通过这些数据的分析,概述了测量的方式完成Gustafsson [12]。与隔热层厚度的实验,需要忽略的电压记录在最初几秒钟,因为隔热层的影响。TPS元素,它是热源以及传感器样品的温度升高,被夹在两个托盘样品材料的样品架和这些颗粒的表面是光滑的,以确保良好的热接触样品和加热元件。雷竞技网页版TPS的设计元素的一个重要方面是,模式应该这样,最大的“热”的一部分区域应该覆盖的导电模式。这是由于这一事实的不同部分之间有绝缘的模式。这变得更加重要,因为绝缘层覆盖传导模式和样品的表面(s)。应该注意的是,在绝缘层的温差就可以,经过短暂的初始瞬态,被认为是常数。

结果和讨论

同时有效导热系数和有效热扩散率的测量双托盘Se_{98 - x}Cd₂在_x(x = 0、2、6、10)硫族化物眼镜,准备下5吨的载荷,进行了在室温下使用瞬态平面(TPS)技术来源。λ的测量值_e和χ_e被用来获得每单位体积比热(ρC吗_p)作为铟的内容x的函数(在),并显示了生成的结果图2- - - - - -4,分别。这是观察到的图2和3有效导热系数和有效热扩散率增加到6。wt %的Se-Cd系统,都是最大的在6。wt %的铟。进一步增加内容,有效导热系数和有效的热扩散率略有减少。它一直显示14在玻璃Se约40]。wt %的原子有一个环形结构和60岁。wt %作为高分子链有界。浓度的增加,聚合物链的Se略有增加观察。硒浓度的增加的成本增加了链长。有效导热系数和有效热扩散率被发现增加链长度的增加和减少与增加环浓度(15]。因此,增加的影响是相反的λ_e和χ_e。铟原子也使债券Se和溶解在Se链。因此,打破了Se链中添加到混合环来满足其协调需求和形成交联结构(16]。λ的行为_e和χ_e在浓度硒所示数据2和3分别可以解释的基础上,集中的戒指。在较低的浓度,硒链和环不太有效,尽管浓度增加,增加链的长度和在6。wt %的长链是最大和高度交叉与环浓度。这给λ的最大值_e和χ_e。进一步增加在Se,带环浓度的增加和减少链长负责λ的减少_e和χ_e。也发现随着铟含量的增加眼镜的一些原始瑟瑟结构单位替换为在结构单位。没有大区别瑟瑟的键的强度(79.5千卡/摩尔),在(54.0千卡/摩尔)。因此,激烈的有效有效导热系数和热扩散系数的变化会通过提高铟的内容。进一步的铟含量有利于那键减少在键的形成产生浓度和有效热导率略有下降,有效的热扩散率。同样的趋势发现Kumar和辛格多组分的硫族化物眼镜(17]。已经注意到债券形成的能量Se-Cd和cd也小,整体结构不显示任何变化。

单位体积比热(ρC_p从TPS)实验测量技术。图4显示单位体积比热的变化在玻璃Se-Cd铟的构成合金。它可以观察到,比热的变化几乎是常数。略高的值比热高铟的合成是由于大量的自由度的可用性在合金,可以释放热能。

结论

铟等热传输特性的影响有效导热系数,有效的热扩散率、比热单位体积,Se-Cd玻璃合金的研究。同时观测的结果表明,有效导热系数和有效Se-Cd玻璃合金的热扩散率随添加的内容表明,6。%的玻璃更加耐热。

确认

我们要感谢DST,新德里下提供金融援助项目。SR / FTP / PS-200/2012。我们也希望表达我们的感谢教授辛烷值斯利瓦斯塔瓦,物理系,B.H.U.x射线衍射测量。

引用

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