Экспериментальные исследования теплопроводности полупроводников и горных пород при высоких давлениях и температурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ
|
Эмиров, Субханверди Нурмагомедович
АВТОР
|
||||
|
доктора технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1997
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.14
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
«о ¿Г
о
На правах рукописи
Эмпров Субханверди Нурмагомедович
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ высоких . ■ ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПЕРАТУРАХ
Специальность 01.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика
Автореферат дассертащш на сояскание ученой степени доктора технических наук
1997
Работа выполнена в Институте проблем геотермии Дагестанского научного центра Российской академии наук
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
профессор КОЗЛОВ А.Д.
доктор технических наук, профессор РАСЩУПКИН В.В
доктор технических наук, профессор ПЕЛЕЦКИЙ В.Э.
Ведущая организация - Объединенный Институт высо-
ких температур РАН
Научный консультант - доктор технических наук,
профессор АБДУЛАГАТОВ И.М.
Защита состоится 21 ноября 1997 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 053.16.02 при Московском энергетическом институте в аудитории МАЗ по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., 14.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ
Автореферат разослан " 14 " ОКТЯБРЯ 1997 г.
Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент
-Щ
САСИН ВЛ.
Общая характеристика работы
Одной из основных проблем энергетики является разработка и проектирование высокоэффективных преобразователей энергии, теплопередаю-щих устройств и флюидонасыщенных пористых материалов, которые основываются на информации о теплофизических свойствах веществ и закономерностях их изменения.
Исследование закономерностей изменения теплопроводности, электропроводности и термо ЭДС полупроводников в условиях высоких давлений и температур позволяют выделить фононную составляющую теплопроводности и получить дополнительные сведения о процессах рассеивания фононов, изменения упругих постоянных и частотного спектра колебания атомов, что представляет интерес как для теории, так и для практики получения и применения полупроводниковых материалов в науке и технике.
Сопоставление закономерностей изменения фононной составляющей теплопроводности в полупроводниковых соединениях с закономерностями изменения эффективной теплопроводности в горных породах в условиях высоких давлений и температур позволяет понять общие закономерности поведения теплофизических свойств горных пород в различных термобарических условиях их естественного залегания, которые необходимы для решения ряда фундаментальных проблем физики Земли.
Актуальность работы. В физике, технике и геологии большое внимание уделяется изучению влиянию давления на ряд физических свойств твердого тела. Высокие давления - это инструмент позволяющий получить ценную информацию о зависимости всех фундаментальных свойств вещества от межатомного расстояния.
Экспериментальное изучение закономерностей тепловых свойств модельных сред, таких как полупроводниковые соединения в условиях высоких давлений и температур, позволяют получать те закономерности, которые необходимы для теории конденсированного состояния вещества, для практического применения различных полупроводниковых материалов в приборах и датчиках, дги получения дополнительной информации о фо-нонном спектре и процессах рассеяния фононов.
Исследования теплофизических свойств горных пород и минералов при высоких термобарических параметрах представляют большой интерес для широкого круга разделов науки о Земле. Развитие и решение прикладных задач геотермии и геотермальной энергетики, а также энергетики геодинамических процессов осадочных бассейнов основываются на конкретных данных о теплопроводности горных пород при высоких температурах и давлениях.
Изучение закономерностей изменения коэффициента теплопроводности горных пород в модельных термобарических условиях позволяет оценивать температуры на глубинах не доступных бурению, интерпретировать наблюдения, проведенные в полевых условиях, строить теплофизические модели различных участжов земной хоры.
В связи с этим очевидна актуальность экспериментальных исследований, выполненных в соответствии с планами НИР:
- комплексные исследования влияния внешних параметров (температура, давление, электрические и магнитные поля) на механизм кинетических явлений в сложных полупроводниковых соединений;
- по научно-технической проблеме 0.50.01 (1986-1900 гг.) ГКНТ "Изучение недр Земли и сверхглубинное бурение", задание 02;05. Н "Разработка комплексной модели земной коры, типовых геоструктур и геодинамических обстановок";
- по международной программе И - 3 КАПГ (1986-1990 гг.) "Геофизические исследования при высоких давлениях и температурах" Раздел И - 3.2.5 "Теплофизические свойства горних пород н минералов при высоких давлениях и температурах".
Цель работы. Данная работа выполнена с целью:
- разработать прибор и методику экспериментального исследования теплопроводности полупроводников и горных пород в условиях высоких давлений и температур;
- получить экспериментальные данные о влиянии гидростатического давления и температуры на коэффициент теплопроводности полупроводников;
- выделения фононной доли теплопроводности п выявления характера ее зависимости от давления;
- установления возможностей связи между решеточной теплопроводностью и упругими параметрами решетки при всестороннем сжатии;
- выявления общих закономерностей, описывающих зависимость коэффициента теплопроводности полупроводников от температуры и давления;
- получения новых экспериментальных данных о влиянии гидростатического давления и темспературы на коэффициент теплопроводности горных пород;
- получения новых экспериментальных данных о влиянии гидростатического давления и температуры на коэффициент теплопроводности горных пород и модельных сред в состоянии флюидонасыщения;
- сопоставления закономерностей изменения коэффициентов теплопроводности полупроводников н горных пород в условиях высоких давлений и температур.
Научная новизна работы. В результате проведения конструкторских, методических и экспериментальных исследований получено следующее:
1. разработана методика и создана аппаратура, позволяющая исследовать зависимость коэффициента теплопроводности полупроводников и горных пород от гидростатического давления и температур;
2. получены новые экспериментальные данные о теплопроводности ряда полупроводниковых соединений Те, CaSb, InSbJnAs, халькогениды мышьяка и тройные полупроводниковые соединения в монокристалличс-ском, поликристаллическом и аморфном состоянии в интервале давлений 0,1 + 350 МПа и температур 273 + 423 К;
3. получены новые экспериментальные данные о теплопроводности ряда горных пород (амфиболита, андезита, гранита, гранулита, пироксеп-гранулита, ультрабазита, известняка и песчаника) в интервале давлений 0,1 -т- 250 МПа н температур 273 +- 423 К;
4. получены новые экспериментальные данные о теплопроводности пористых газо-водо и wacno насыщенных осадочных пород (песчаников и пористого стекла) в шггервале давлений 0 + 400 МПа и температур 273 * 423 К;
5. установлено, что гидростатическое давление Еызьшаэт увеличение теплопроводности у всех исследованных полупроводниковых соедннетий и горных пород;
6. с помощью экспериментальных данных по елихтпо давления п температуры на электропроводность и герноЗДС проведено исследование влияния давления на решеточную составляющую теплопроводности исследованных полупроводниковых соединений. Показано, что высокое давление, уменьшая межатомные расстояния н амплитуду колебаний, приводит к увеличению максимальной частоты колебания атомов, росту характеристической температуры Дебая и увеличению решеточкой теплопроводности;
7. на основе анализа барической зависимости теплопроводности исследуемых соединений установлено, что границы блокоз в поли кристаллических соединениях под давлением переходят в возбужденное неравновесное состояние и становятся источниками дополнительного рассеяния фоно-нов;
8. на основе анализа полученных экспериментальных данных рассмотрены закономерности изменения теплопроводности полупроводников и горных пород в условиях высоких давлений и температур и предложены обобщающие формулы, описывающие наблюдаемые изменения; .
9. на основании анализа экспериментальных данных получены численные значения температурных и барических коэффициентов для формул, описывающих зависимость теплопроводности от давления и температуры.
Достоверность научных результатов. Достоверность подтверждается:
- подробным анализом погрешности измерения данным методом;
- сравнительным анализом результатов исследования образцовых материалов с данными других авторов;
- соответствием полученных экспериментальных данных по температурной зависимЪсти теплопроводности, с существующей теорией распространения и рассеяния фононов.
Практическая ценность результатов исследований. Разработаны прибор и методика измерений коэффициента теплопроводности полупроводников и горных пород в зависимости от высоких давлений (0,1 + 350 МПа) и температур (273 -ь 423 К), которые расширяют возможности исследования теплофизических свойств твердых тел.
Знание зависимости теплопроводности полупроводников от давления <■■ и температуры представляет как практический так и теоретический интерес, так как дает ценную информацию о дополнительных процессах рассеяния фононов в кристаллах и изменения величины характеристической температуры Дебая. Изменение теплопроводности под давлением может быть использовано для тепловой защиты полупроводников при их техническом применении.
Данные об изменении электрических свойств под давлением открывают новые возможности для управления параметрами полупроводниковых материалов в электронной технике, изменение знака термоЭДС, для создания систем контроля и сигнализации.
Результаты сравнения закономерностей изменения теплопроводности под давлением одних и тех же соединений в различных кристаллических состояниях (монокристалл - поликристалл и поликристалл-стекло) дают качественно новое представление о процессах распространения и рассеяния тепловых волн в блочных средах.
Предложенные формулы, описывающие закономерности изменения теплопроводности сплошных и блочных сред в условиях высоких давлений и температур, позволяют оценить тепловые свойства горных пород на раз-• личных глубинах.
Данные о зависимости теплопроводности пористых сред и горных пород в газо-, водо* и маслонасыщенном состояниях в условиях высоких давлений и температур необходимы для оценки термодинамических условий в земных недрах при решении ряда задач геофизики, геотермии и геоэнергетики.
Научные положения, которые выводятся на защиту.
1. Разработан прибор и методика экспериментального исследования теплопроводности полупроводников и горных пород стационарным компенсационным методом в условиях гидростатического сжатия и высоких температур.
2. Впервые исследована зависимость теплопроводности следующих полупроводниковых соединений от давления до 350 МПа в интервале температур 273-5-423 К:
- соединения типа А111 Ву ЬзБЬ, СаБЬ, ¡пАб, Те и их твердых растворов в монокристаллическом поликристаллическом состояниях;
- халькогенидов мышьяка АвзТез, Аэ^Без, АБгБз и их твердых растворов в поликристаллическом и аморфном состояниях;
- тройных полупроводниковых соединений Сс^пАб:, СсЬ^НяотзТе. ТеБЬТй, Т15Ые2, ПБЬБг, ТОЬЯз.
3. Впервые исследована зависимость теплопроводности горных пород амфиболита, андезита, гранита, гранулита, пироксен-гранулита, известняка и песчаника от давления до 250 МПав интервале температур 273 + 423К.
4. Впервые исследована зависимость теплопроводности пористого стекла и пористых песчаников в газо, водо и масло насыщенных состояниях от давления 250 + 400 МПав интервале температур 273 + 423 К.
5. Установлено, что гидростатическое давление вызывает увеличение теплопроводности во всех исследованных полупроводниковых соединениях, горных породах и пористых флюидонасышенных средах.
6. С помощью экспериментальных данных по влиянию давления и температуры на электропроводность и термоЭДС проведено исследование влияния давления на решеточную теплопроводность. Показано, что всестороннее давление, уменьшая межатомное расстояние и амплитуду колебания, приводит к увеличению максимальной частоты колебания атомов, росту характеристической температуры Дебая и увеличению решеточной теплопроводности.
7. На основании анализа полученных экспериментальных данных по барической зависимости теплопроводности полупроводниковых соединений в монокрисгалличеосом, поликристаллическом и аморфном состояниях под давлением, обнаружено, что давление приводит к заметному ослаблению барической зависимости теплопроводности поликрисгаллнческих соединений.
8. Наблюдаемое ослабление барической зависимости теплопроводности под давлением в поликристаллических соединениях объясняется образованием в твердых телах неравновесных границ зерен и блоков при поглощении ими решеточных дислокаций, которые приводят к процессам дополнительного рассяння тепловых воли.
9. Полученные экспериментальные данные показывают, что характер зависимости теплопроводности от давления зависит от кристаллического состояния твердого тела. Так теплопроводность твердого тела в монокристаллическом и аморфном состояниях под давлением растет по линейному закону. Теплопроводность поликрисгаллнческих твердых тел интенсивно растет в начальной стадии давления, а затем стремиться к насыщению.
10. На основании полученных экспериментальных данных показано, что закономерности изменения теплопроводности горных пород в условиях высоких температур и давлений аналогичны закономерностям изменения теплопроводности полупроводниковых соединений.
11. Исследования пористых флюидонасыщенных горных пород в условиях высоких давлений показывает, что давление, наряду с насыщением, приводит к росту величины теплопроводности и, что рост теплопроводности существенно зависит от теплопроводности насыщающей жидкости, кристаллического состояния вещества скелета и пористости.
12.Предложены формулы, описывающие закономерности изменения теплопроводности монокристаллических, поликристаллических и аморфных веществ в зависимости от давления и температуры.
Личный вклад. I. Автором, для осуществления поставленной задачи, усовершенствован абсолютный стационарный метод исследования теплопроводности, создана модификационная установка и применена для измерения теплопроводности полупроводников и горных пород в условиях высоких гидростатических давлений, которая позволяет значительно расширить возможности исследования теплофизических свойств твердых тел и повысить точность их измерений.
2. Впервые исследовано влияние высоких давлений до 350 МПа на теплопроводность ряда полупроводниковых соединений и горных пород в области температур 273 + 423 К.
3. Выявлены закономерности изменения температурной зависимости теплопроводности под давлением монокристаллических, поликристаллических, аморфных полупроводниковых соединений и горных пород.
4. Обнаружено новое явление возникновения дополнительного рассеяния тепловых волн под воздействием давления в поликристаллических веществах, за счет возбуждения дефектов и дислокаций на границах блоков.
5. Предложены новые уравнения, описывающие зависимость теплопроводности твердых тел от давления и температуры.
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на:
- 5ой Международной конференции по физике и технике высоких давлений (Москва 1975г.);
- Международном симпозиуме "Проблемы геофизики высоких давлений и температур" (Потсдам 1986 г.);
- Международном симпозиуме "Проблемы геофизики высоких давлений и температур" (Прага 1986 г.);
- Международном симпозиуме "Проблемы геофизики высоких давлений и температур" (Потсдам 1988 г.);
- Международном симпозиуме "Геофизические свойства вещества и внутренне строение Земли" (Махачкала 1990 г.);
- 22°а Интернациональной конференции по теплопроводности (США, Аризона 1993 г.);
- 1ой Международной научной конференции "Новые достижения в науке о Земле" (Москва 1996);
- 14ой Европейской конференции по теплофизике (Лион, Франция 1996);
- Республиканском симпозиуме по физическим свойствам сложных полупроводников (Баку 1978);
- VII Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ (Ташкент 1982);
- Всесоюзном совещании "Тройные полупроводники и их применение" (Кишинев 1983);
- VII Всесоюзном совещании "Физические свойства горных пород при высоких давлениях" (Ереван 1985);
- Всесоюзном совещании "Стандартизация геофизических исследований в тектонически активных районах" (Махачкала 1986);
- 9й теплофизической конференции СНГ (Махачкала 1992);
- Iм Всероссийском производственном совещании "Магматизм и геодинамика (Уфа 1995).
Публикации. По теме работы опубликованы статьи в журналах Физика твердых тел, Физика и техника высоких давлений, High tamperatures - High Pressures, Physical stat. solidi, а также в научных сборниках Германии, СНГ и Даг. научного центра. По теме диссертации опубликовано 40 работ.
Структура н объем. Диссертационная работа состоит из введения, шеста глав основных разделов и списка литературы из 206 наименований. Содержание работы изложено на 306 страницах, включая 121 рисунок и 75 таблиц.
Основное содержание работы
Во введении дана краткая характеристика современного состояния проблемы, обоснована актуальность темы диссертации, сформированы задачи и цели, определена научная новизна и практическая значимость работы, представлены защищаемые положения и данные о числе публикаций.
Глава /. В п. 1.1 дан обзор теоретических и экспериментальных работ, описывающих зависимость различных механизмов теплопроводности в полупроводниках от температуры. На основании теории Дебая рассматриваются температурная зависимость фононной теплопроводности идеальных кристаллов и возможные процессы рассеяния. Отмечается, что в реальных кристаллах конечная величина теплопроводности должна обеспечиваться трехфононными процессами рассеяния (U - процесса) и зависимость теплопроводности идеальных кристаллов от температуры должна иметь вид при Т>б:
ХфвСГ'. (1)
Отмечены теоретические и экспериментальные работы, в которых описывается более сильная и более слабая температурная зависимость, чем Т'1, т.е.
Хф»СТЛ где 1 5 п <0,5 (2)
Показано, что более сильная, чем Т1, температурная зависимость теплопроводности обусловлена особенностями фононного спектра кристалла и характером зависимости скорости ультразвука и параметра Грюнайзе-на от объема. Ослабление температурной зависимости теплопроводности,
чей Т1, в рамках теории Кпеменса объясняется тем, что наряду с U процессами в рассеянии фононов существенную роль играют процессы рассеяния фононов на дефектах кристаллической решетки, и теплопроводность решетки описывается выражением:
= farctg^, (3)
где JU - теплопроводность решетки, если фононы рассеваются только U - процессами; W о - предельная частота Дебая, W0 - частота, при которой времена релаксации для рассеяния U - процессами и дефектами одинакова. Такая модель приводит к температурной зависимости
к » Гп- Е"2, (4)
где Е - степень структурной неупорядочности.
Для вычисления теплопроводности кристаллической решеткой в зависимости от средней атомной массы (М), межатомного расстояния (а), постоянной Грюнайзена (у) и температуры Дебая (в) рассматривается формула Лейбфрида -Шлей мала:
X* = Const Ma^i, (5)
73Т
Показано, что теплопроводность аморфных твердых тел, у которых нет строгой периодичности кристаллической решетки, зависит от ее теплоемкости и длины свободного пробега фонона.
В п. 1.2 рассмотрены особенности горных пород и эффективный характер их теплопроводности. В частности отмечается, что горные породи это сложные соединения окислов и минералов различных химических соединений, которые можно рассматривать как твердые растворы, имеющие аморфные свойства стекол, или как гетерогенные вещества.
Теплопроводность горных пород в значительной степени зависит от степени о кристаллизации аморфных соединений, размеров зерен, наличия пустот и трещин. Показано, что на теплопровода ость пористых горных пород оказывают влияние такие процессы как конвекция, излучение и диффузия насыщающих флюидов. Поэтому коэффициент теплопроводности пористых материалов носит эффективный характер.
В п. 1.3 рассмотрены методы исследования теплопроводности. Отмечено, что аналитическая теория теплопроводности рассматривает, теплопроводность вещества как процесс переноса энергии, распределения температур во времени в каждой точке тела и служит основой для разработок прибора и метода для измерения теплопроводности. Выбор методики исследования в свою очередь зависит от точности установления граничных условий в процессе эксперимента и от целей и задач, стоящих перед исследователем. На основании анализа существующих методов измерения теплопроводности твердого тела рассматривается возможность применение стационарного компенсационного метода для исследования зависимости
теплопроводности твердых тел от давления, как метода, где нет временных изменений температур, а потери от нагревателя компенсируются.
В п. 1.4 представлен обзор по исследованию теплопроводности твердых тел при высоких давлениях. Показано, что чаще всего анализ влияния давления на теплопроводность твердых тел делается на основании формулы Лейбфрнда-Шлеймана (5), рассматривая соотношение:
2
fe
(6)
о/
h. - Ii] Хо lrPJ а0 [
где X о и Хр - теплопроводность при атмосферном давлении и давлении Р. Учитывая, что в области давления до 400 МПа первые два сомножителя соотношения (6) близки к единице, получаем выражение
Хо
которое поятЕерздает существующие в литературе выводы о том, что всесторонне давление, вызывая уменьшение межатомных расстояний и амплитуду колебания, увеличивает максимальную частоту колебания атомов, которая приводит к росту скорости ультразвука в твердом теле и увеличению температуры Дебая. Рассматривая зависимость температуры Дебая от давления в виде:
' ©Р= Эо (1+6 (8)
где х - сжимаемость, 1/2 (3+ уао), обосновываются выводы других авторов о том, что давление должно приводить к линейному росту величины теплопроводности. Эти общие положения сопоставлены с широким обзором экспериментальных работ, посвященных влиянию давления на теплопроводность твердых тел. На основании анализа экспериментальных результатов и методики измерения теплопроводности полупроводников и горных пород Бриджмена, Старра, Альма, Бакстрома и Санквиета, Авер-кнна, Жаларбва и Стильбанса. Хугеса и Савина, Джавадова, Юкутакн и Шимана, Девятковой н Смирнова, Алиева и Мегорзмова, Хораи и Сусаки, Зейпольда, Лебедева, Шаповала и Правдивого, Гаирбекова, Курбанова показано, что лИнейная зависимость теплопроводности от давления встречается реже, чем нелинейная. Отмечается, что хотя исследования температурной зависимости теплопроводности твердых тел под давлением дают ценную информацию об изменении фонокного спектра и процессов рассеяния фононов, работ, посвященных этой теме в литературе, почти не встречается.
Глава 2. В п. 2.1. Рассмотрен прибор для исшуювзшм теплопроводности полупроводников и горных пород в условиях гидр го статического давления до 300+400 МПа и температур 273+423 К, где применен один из вариантов плоского стационарного компенсационного метода Амирханова.
Схема прибора представлена на рис 1. Здесь между двумя образцами (1,2) исследуемого материала, имеющими одинаковые диаметры, помещается градиентный нагреватель (3), состоящий из двух бронзовых дисков с диаметрами равными диаметру образцов и высотой 0,5 мм. К центру внутренней поверхности бронзовых дисков припаиваются термопары Тг и Тз, между ними укладывается проволочный нагреватель (нихром или кон-стантан в шелковой изоляции диаметром 0,1 мм) и заливается эпоксидной смолой ЭД -5. Общая высота нагревателя не превышает 1,2 мм. Для компенсации тепловых потерь от боковой поверхности градиентного нагревателя (3), предусмотрен компенсационный нагреватель(7), мощность которого контролируется разностью температур At. Холодильники (4) и (5), изготовленные из каленой берилиевой бронзы, имеют хороший тепловой контакт с корпусом камеры высокого давления. Разность температур на образцах и температура внутри камеры измеряется медь-константановыми термопарами Tr, Т:, Т.1. T.I с диаметром 0,15 мм в шелковой изоляции, которые вставлены в отверстие на холодильниках и корпусе нагревателя на расстоянии 0,2-0,3 мм от торцов образца. Отверстия заливаются пробками из эпоксидной смолы для предотвращения возможного влияния давления на показание термопар. С целью улучшения теплового контакта, торцевые поверхности образцов, холодильников и градиентного нагревателя тщательно отшлифовываются и прижимаются друг к другу пружинным сильфоном (6) с отверстиями для жидкости. В качестве среды, передающей давление, использовались касторовое масло или газ аргон, которые накачивались в камеру высокого давления через толстостенные трубки (из берилиевой бронзы или нержавеющей стали).
Касторовое масло накачивалось в систему, состоящую из грузопорш-невого манометра МП- 2500 и камеры высокого давления с помощью масленого компрессора высокого давления УНГР - 2500 до 250 МПа. Затем с помощью грузопоршневого манометра МП-2500 поднималось давление до 350 МПа. Наличие в системе камера-компрессор грузопоршневого манометра позволило плавно регулировать, повышать пределы и точно измерять гидростатичесоке давление.
Для создания газового давление использовалась камера и газовый компрессор высокого давления Type GCA - 10 польской фирмы Unipress. В этом случае давление измерялось манганиновым манометром и контролировалось на входе стрелочным манометром. Токовые, потенциомегриче-ские и термопарные провода проводились в камеру высокого давления через конусное уплотнение в нижней пробке без разрывов и заливались эпоксидной смолой (рис. 2). Электрическая схема прибора дана на рис. 3. В этой камере одновременно можно исследовать влияние давления и температуры на электропроводность и термоЭДС исследуемых веществ. С этой целью над верхним холодильником (5) на изоляторе устанавливается образец исследуемого вещества размером 10x3x2 мм3 с токовыми и потенцио-метрическими зондами.
РисЛ. Прибор для исследования • теплопроводности полупроводников н горных пород при высоких давлениях к темперах.
Рас. 2. Пробка с иону ста) уплотнением для введения проводов в камеру высокого давления.
Для уменьшения тепловых потерь от боковой поверхности корпуса градиентного нагревателя (3) с помощью компенсационного нагревателя (7) создается в окружающей масляной среде градиент температуры близкий к градиенту в образце. Разность температур д { между боковыми поверхностями 1радиентного и компенсационного нагревателей (7) (Рис. 1) контролируется батареей медь-константановых термопар. ТермоЭДС от батареи термопар подается на микроамперметр через усилитель Ф305, входящий в комплект потенциометра Р-363-2. Это позволило контролировать разность температур на поверхностях нагревателей порядка 5105 °С. Тепловые потери от боковой поверхности образцов (1) и-(2) рассчитываются по теплопроводности касторового масла или газа аргона при данной температуре и давлении по формуле:
епэт = ХиДТ-21-1, (9)
где (11 и - наружный диаметр образцов и внутренний диаметр камеры высокого давления; 1 - высота образцов; X« - теплопроводность среды, передающей давление. Если считать, что весь тепловой поток от градиентного нагревателя (3) идегг через нижний С^ и верхний С^о образцы и на
тепловые потеря Рвот от боковой поверхности, то полный тягловой поток равен:
С> =С21 + (}2 + (Зпот, (Ю)
где<21 = А.-8|/(Н|-дТ|); = \ Ъг/Оху&г),
( и Бз - площадь сечения образцов, Ы и Ьг - высоты образцов), то можно получить выражение:
"с-<Г
Ь, 1 Ь
5-01)
1 АТ, + ^ЛТ
2
которое является расчетной формулой для вычисления теплопроводности исследуемого вещества.
В п. 2.2 дана оценка погрешностей измерений теплопроводности полупроводников и горных пород. Как известно, максимальная ошибка экспериментальных данных складывается из максимальных ошибок измерения величии, входящих в расчетную формулу (11), т.е. из ошибок измерения: теплового потока С2, выделяемого градиентным нагревателем, размеров образцов Ь, разности температур ДТ на исследуемых образцах, а также из относительных ошибок за счет измерения абсолютной температуры Т н давления Р:
х е ь дт х х 6(2 61 5У 5(2
где -=---1---1--- оценка погрешности измерения теплового
<2 I V <2
пот
потока от градиентного нагревателя (3), который вычислялся по силе постоянного электрического тока и напряжению.
5ХТ -
X
дх Ф.
•др;
61
р
х х
'дк
Ж.
•дТ - оценка ошибок
«р " *■" Т ер Р
отнесения по температуре и давлению.
Для выражения отношения в процентах обе части зависимости
(12) надо умножить на 100.
При расчетах учтены неконтролируемые и контролируемые потери тепла. Так поправка на тепловые потери через провода составляет 0,1 %. Погрешность измерения теплового потока достигала 0,5 %.
Погрешность при определении перепада температуры на образцах со-стааляла 0,33%.
Погрешность при определении тепловых потерь от боковой поверхности составляла 2%.
Ошибка отнесения по температуре составляла 0,13 %. Ошибка отнесения по давлению составляла 0,16% Погрешность экспериментальных данных оценена 4%.
Величина погрешности здесь искусственно увеличена т.к. при расчетах приходилось прибегать к справочным данным теплопроводности меди, касторового масла, газа аргона.
Надо отметить, что каждая экспериментальная точка измерялась 4-5 раз и за основу бралось среднее арифметическое значение. Для экспериментальных данных вычислялась среднеквадратическая погрешность, которая составляла 0,08 + 0,1%.
Оценка среднего квадратнческого отклонения среднего арифметического значения составляла 0,5%.
В п. 2.3 рассмотрены методические особенности измерения теплопроводности горных пород. Отмечйю, что сложность структуры горных пород, в особенности высокопористых крупнозернистых песчаников, требует тщательной подготовки образцов к эксперименту. Учитывая, что горные породы имеют различную степень влагосодержания, образцы перед измерением высушивались в вакуумной печи при температуре 105°С в течении 6-7 часов и затем в течении суток охлаждались. Для полного насыщения влагой сухие образцы породы помещались в специально собранную для этой цели вакуумную установку. В целях уменьшения влияния диффузии паров экспериментально подбирались такие разности температур на образцах, когда влияние диффузии паров минимальное и теплопроводность пористого влагонасыщенного образца не зависит от напряжения на градиентном нагревателе т.е. X (V)= const.
Учет теплового сопротивления, возникающего вследствие неполного контакта образцов с нагревателем и холодильником производился путем измерения переходного теплового сопротивления в отсутствии образцов и учета его при любых изменениях мощности градиентного нагревателя, а также посредством измерения эталонных образцов и повторными контрольными измерениями с полной разборкой экспериментальной ячейки. -
В процессе исследования теплопроводности пористых влагонасыщен-ных образцов с боковой поверхности происходит процесс испарения влаги, который не позволяет установить стационарный тепловой режим измерений. Чтобы избежать испарения влаги боковую поверхность образцов необходимо покрывать эластичным влагозащитным покрытием типа сырой резины, а возникающие дополнительные теплопотери оценивать измерением температурной и барической зависимости теплопроводности сухого образца в газовой среде.
В п. 2.4 подробно описаны методы изготовления образцов, в частности, описаны процессы синтеза, отжига и закалки исследованных полупроводниковых соединений (см. таблицу 1).
В п. -2.5 рассмотрена схема и метод термостатирования воздушного термостата, имеющего оптическую связь схемы измерения температуры термометром сопротивления со схемой питания малоинерционного нагревателя, расположенного внутри рабочего пространства. Отмечено, что интенсивное перемешивание воздуха вентилятором позволяет длительное время с высокой точностью поддерживать постоянный температурный резким в камере высокого давления.
Глава 3. Представлены результаты экспериментальных исследований теплопроводности образцовых материалов и полупроводников системы А111 В,у. В таблице I представлен список исследованных полупроводниковых соединений. В качестве образцовых материалов исследована теплопроводность монокристаллического теллура (р= 3+7-10" см 5; о - 1,8 Ом-'см '), у которого физические свойства изучены в достаточно широкой области температур как у нас а стране, так и за рубежом, а также теплопроводность плавленого кварца.
В п. 3.1 рассмотрена зависимость теплопроводности монокристаллического теллура от всестороннего давления до 350 МПа в области температур 273+423 К, для случая когда тепловой поток направлен вдоль оси роста кристалла, дана на (рис." 4). Отмечено, что температурная зависимость теплопроводности теллура при атмосферном давлении в пределах погрешности измерения находится в хорошем согласии с литературными данными. На основании экспериментальных данных по влиянию давления и температуры на электропроводность и термоЭДС выделены электронные и биполярные доли теплопроводности теллура и рассмотрено влияние давления н температуры на фононную часть теплопроводности.
Показано, что наблюдаемый рост теплопроводности теллура под давлением на 12-14 % происходит за счет увеличения фононной составляющей и объясняется на основании формулы (7), ростом максимальной частоты колебания атомов и величины характеристической температуры Дебая. На основании расчетов показано, что давление влияет на характер температурной зависимости фононной теплопроводности. Так, если при атмосферном давлении Лф = СТ'П, где п=1, то при Р = 350 МПа п= 1,17 . Для описания зависимости фононной теплопроводности исследованного теллура от давления и температуры предложена формула:
хф(рт)=с1/тв' -ьс2/т2+сз/т3+с4р+с5р/Г' +с6р/т2,
(13)
где О* С« _ постоянные; п = п'+«Р;а= ; Т и Р - измеряемые температура и давление.
Значение расчетных коэффициентов С| + С«, а, а также сопоставление экспериментальных и рассчитанных по формуле (13) значений терлопро-
Таблица 1
Исследованные полупроводниковые соединения
№ Образцы Кристал. состояние Я.27Э Вт/мК п а- 104 1/МПа Р пер. МПа
1 Теллур (И С) монокр. 2,93 1 +4,85 250
2 Теллур 0 С) монокр. 1,84 . 1,14 +4,57 -
3 йаЭЬ (И С) монокр. 29.04 1,17 +9.17 -
4 ОаХЬ поликр. 21,24 1.15 -9,45 200
5 Са$Ь (ото*) поликр. 22.31 1,10 -6,00 150
6 1п5Ь (11 С) монокр. 14,02 1,10 +4,85 -
7 1п$ЬЦС) монокр. 10,03 1,15 +6,54 -
8 1п5Ь поликр. 11,91 1,05 -9,25 200
9 1пАз (И С) монокр. 30,68 1,26 + 8,50. -
10 Пл. кварц аморф. 1,27 _ _ _
1п|., Са.БЬ
11 х = 0,3 поликр. 11,20 1.1 -4.28 150
12 х=0,5 поликр. 4,71 1,04 -4,57 100
13 Х=0,7 поликр. 7,13 1,07 -4,57 150
14 кераи. 17,28 0,9 -5,71 150
15 "ШЬТе, поликр. 1,12 0,91 -7,14 150
16 ПБЬБег поликр. 2,68 0,8 -3,43 200
17 теьэ! поликр. 3,13 0,78 -3,71 200
18 С<13ПА52 поликр. . 8,23 1,0 -2,41 250
19 С&лН^Ле поликр. 1,74 0,93 -5,94 250
20 Аэ^ез аморфн. 0,45 - - -
21 Аз^еэ поликр. 1,45 1,0 -5,45 250
22 АэгТез поликр. 1,11 1,0 -6,66 250
Азг(5е1-,Тех)з
23 х=0,4 аморфн. 2,92 - - -
24 х=0,5 поликр. 0,66 1,0 -6,06 200
25 х=0,6 поликр. 0,68 1,0 -4,24 200
26 х=0,4 поликр. 0,69 1,0 -7,14 200 "
27 А^Бе^,}. аморфн. 0,38 _ _ _
Таблица 2. Значения зксперинентальнкх и рассчтгех (13) данных теплопроводности (Ьт/и К) ионокристал".нчгского тел/ура.
С^О.7730+03 Сг--0.3820+04 С3-0.1180*02 с<--о.ибо-ог С5=0.1290+61 Сс-О.2220+03 Т.К п; 1.0 «[-- 4.85 ЮчНПа' Р.КПа Я.экс. Л.рас« 13 I бП
0.2850+03 0 .1000+00 0.2780+01 0.2780+01 -0.2500-01
0,2.850 »03 0 .5000+02 0.2831»01 0.2830+01 0.4260-01
0.2850+03 0 .1000+03 0.2885+01 0.2880+01 -0.8600-01
0.2850+03 0 .1500+03 0.29111+01 0.2920+01 0.4150+00
0.285В+03 0 .2000+03 0.2970+01 0,2970+01 -0,6960-01
0.2850+03 0 .2500+03 0.3020+01 0.3020+01 -0.8630-01
0.2850+03 0 .3000+03 о.зоев+о1 0.3070+01 0.3970+00
0.2850+03 0 .3500+03 0.3120+01 0.3130+01 0,4280+00
о.згзц+оз ■ 0 .100Б+00 0.2450+01 0.2450+01 -0.1050+00
0.3230+01 0 .5000+02 0.2480+01 0.2480+01 0.6210-02
о.згзо+оз 0 .1000+03 0.2511)+01 0.2511К01 -0.4890-01
0.3230+03 0 .1500+03 0.2540+01 0.2340+01 -0.1290+00
0.3230-03 0 .2000+03 0.2570+01 0.2570+01 -0.1290+00
о.згзо+оз 0, .2300+03 0.2820+01 0.2600+01 -0.7390+00
0 .3230+03 0. .3000+03 0.2650+01 0.2640+01 -0,з??о+оо
о.згзо+оз 0.3500+03 0.2700+01 0.2090+01 "0.3270+00
0 .3830+03 0. ,1000+00 0.2060+01 0.2050+01 -0,3990-01
0.3830+03 с, 5000+02 0.2078+01 0.2080+01 0.2650+00
0.3830+03 0. .1000+03 0.2080+01 С.2090+01 0.4490+00
0.3830+03 0. „1500+03 0.2100+01 0.2100+01 0.1760+00
0.3830+03 0. 2000+03 0.2120+01 0.2120+01 0.3310-01
0.3830+03 0. 2500.03 0.2150+01 0.2140+01 -0.3670+00
0.3830+03 0. 3000+03 0.2180+01 0.2170+01 -0.5090+00
0.3830+03 0. 3500+03 0.2200+01 0.2200+01 0.8530-01
0.4230+03 0. 1000+00 0.1870+01 О.ШП+01 -0.4160+00
0.4230+03 0. 5000+02 0.1870+01 0.1870+01 0.1430+00
0.4230+03 0. 1000+03 0.1880+01 0.1680+01 ■ 0.8330-01
0.4230+03 0. 1500+03 ' 0.1890+01 0.1630+01" 0.8580-01
0.4230+03 . 0. 2000+03 0.1900+01 0.1900+01 • 0.2390+00
0.4230+03 0. 2500+03 0.1320+01 0.1920+01 0.9710-01
0.4230+03 0.3000+03 0.1940+01 0.1940+01 о.гзвп+оо
0.4230*03 . 0.3506+03 • 0,1960+01 0.1970+01 0.6790+00
Рис. ^ Зависимость теплопроводности монокристаллическо теллура от давления и температуры.
Р, МПа
Рнс. 5 Зависимость теплопроводности плавленного кварца от давления и температуры
Таблица. 3.Значения экспериментальных н рассчегных С 13) Данных теплопроводности (Вт/к К) ионокрис:аялич8ского 0а$5.
С, =0.19?0ч05 пН.17 Сг--0.7750+05 сС--3.17'50'4 С3-0.2480+03 С4=0.1340-01 £¡-0.8070+02 Св=0.4010+04
т. к Р, НПа Я.экс. Л,рас.(13) . б X 7»
0, .2730+03 0.1000+00 0.2900+02 0.2880+02 -0.7180+00
0 .2730+03 0. .3000+02 0. ,3000+02 0.3030+02 0.1070+01
0 .2730+03 0. ,1000+03 0. 3I00+02 0.3120+02 0.6010+00
(1 .2730+03 0. .1500+03 0. .3170+02 0.3190+02 0.5830+00
0 .2730+03 (У, .2000+03 0. .3250+02 0.3260+02 0.3110+00
0 .2730+03 0, .2500+03 0. .3360+02 0.3340+02 -0Д5040+00
0 .2730+03 0. .3000+03 0. ,3450+02 0.3440+02 -0.31911-01
0 ,273С>03 0. .3500+03 0. ,3540+02 0.3570+02 0.9650+00
0 .згзо+оз 0. .ичо+оо 0. ,2370+02 0.2360+02 -0.7910+00
0 .згзо+оз 0. ,5000+02 0. ,2430+02 0.2440+02 0.6600+00
0 .3230+03 0. ,1000+03 0. 2490+02 0.2490+02 -0.9640-01
0 .3230+03 0. ,1500+03 0. 2540+02 0.2520+02 -0.9330+00
0. .3230+03 0. ,2000+03 0. 2560+02 0.2550+02 -0.5360+00
0. .3230+03 0. 2500+03 0. 2640+02 0.2600+02 -0.1830+01
0. .згзо+оз 0. 3000+03 0. 2710+02 0.2670+02 -0.1420+01
0. .3230+03 0.3000+03 0. 2760+02 0.2760+02 0.1910-01
0. .3730+03 0. 1000+00 0. 1490+02 0.1980+02 -0.4530+00
0. .3730+03 0.5000+02 0. 2020+02 0.2040+02 0.8280+00
0, .3730+03 О. 1000+03 0. 2040+02 0.2060+02 0.7560+00
0. .3730+03 0. 1300+03 0. 2080+02 0.2070+02 -0.7183+00
0. 3730+03 0. 2000+03 0.2100+02 0.2080+02 -0.8680+00
0. •3730+03 0. 25С0+03 0. 2130+02 0.2120+02 -0.7520+00
0. ,3730+03 0. 3000+03 0. 2170+02 0.2170+02 -0.2860+00
0. 3730+03 0. 3500+03 0. 2220+02 0.2240+02 0.7470+00
о. 4230+03 0. 1000+00 0. 1710+02 0.17Ю+02 -0.4290+00
0. 4230+03 0. 5000+02 0. 1720+02 0.1740+02 0.1050+01
0. 4230+03 0. 1000+03 0. 1740+02 0.1750+02 0.5830+00
0. 4230+03 0. 1500+03 0. 1750+02 0.1750+02 -о.эгво-ш
0. 4230+03 0. 2000+03 0. 1770+02 0.1760+02 -0.4370+00
0. 4230+03 0. 2500+03 0- 1770+02 0.1780+02 0.5200+00
0. 4230+03 о.зооо+оз 0.1810+02 ' 0.1820+02 0.4400+00
0. 4230+03 0.3500+03 0. 1840+02 0.188Ь+02 0.1030+01
водности теллура при различных температурах и давлениях представлены в табл. 2, которая показывает, что предложенная формула (13) позволяет описывать зависимость теплопроводности от давления и температуры с точностью до 1 %.
В п. 3. 2 представлена зависимость теплопроводности плавленого кварца от всестороннего давления до 250 МПа в области температур 273 + 423 К (рис 5). Отмечено, что температурная зависимость теплопроводности плавленого кварца при атмосферном давлении находится в хорошем согласии с литературными данными к указывает на линейный рост ее теплопроводности с температурой. Всестороннее давление до 250 МПа приводит к незначительному росту величины теплопроводности плавленого кварца на 5 -г 7 % . Для описания зависимости теплопроводности плавленого кварца от температуры и давления предложена формула:
;Мр.1)а,хо+с.(т-то)+с2р,- (,4)
где К а - теплопроводность при атмосферном давлении и Т0 = 273К ; Т и Р - измеряемые температура н давление. Сл и Сг - температурный и барический коэффициенты.
В п. 3. 3 представлены результаты экспериментальных исследований теплопроводности монокрисгаллических соединений СаБЬ (п=3,3810'п см-3 ), 1пБЬ (п = 10 м см 3), 1пАз (п = 10"17 см 3) и поликристаллических соединений СаБЬ, (пБЬ и ZnS.
Результаты экспериментального исследования теплопроводности монокристаллических образцов СаЭЬ в зависимости от давления до 350 МПа области температур 273^-423 К даны на рис. 6. Исследования по влиянию давления и температуры на электропроводность и термоЭДС монокрисгаллических образцов СаБЬ позволили выделить различные механизмы теплопроводности. Показано, что электронная доля теплопроводности составляет около 1% и уменьшается с ростом давления. Это позволяет объяснить увеличение под давлением общей теплопроводности на 16% ростом фононной составляющей. Показано, что согласно экспериментальным данным ■ различных авторов, температурная зависимость теплопроводности полупроводниковых соединений Аш Ву из-за особенностей фононного
спектра носит характер Хф - Т"п, где п = 1,1 -г 1,25. Проведенные вычисления показали, что температурная зависимость фононной теплопроводности при атмосферном давлении X ~ Т", где п = 1,2 н находится в хорошем согласии с литературными данными. Всесторонне давление приводит к линейному росту величины теплопроводности и влияет на характер температурной зависимости теплопроводности соединения СаБЬ, так как при Р =350 МПа п =1,49 и изменение теплопроводности описывается выражением ¡Ц = С|/Тп+ар. Зависимость теплопроводности монокристаллического соединения от температуры и давления можно описать с помощью формулы (13).
р, иПа..
Рис.б Зависимость теплопроводности ¿'Вт / «К )монокрястаяли-ческого Сг£б(Н С) от давления .
1- 273 К
2- 323 К
Р , МПа
Рие.7 Зависимость теплопроводности (Вт / мК} поликристадлчес-кого соединения &а.51от давления.
Таблица 4Лкаченк*г экспсрикекталышк и р«счят&н1Ш <15 ) еснних теплопроводности (Вт/к К) антккокида гал-снг.
с.= 0.134ЕЖ)5 Ci = - 0.152ГЖ« n-Í.15
с2= 0.I01DH)3 Cê = - O3O6D+OÍ
Сз = 0318DHK) С7= 05321Ж53
С4 = - 0.402ГНОО
т.к Я..9ЦС . А .рас.(15) 6Я*
0.2730+03 ' 0.1000+00 0.2120+02 0.2120+02 -0.6960-01
0.273D+03 0.500D+02. 0.232D+02 0. 2320+02 -0.3090-01
0.273Í+03 0.1000+05 0.238D+02 0. 23SD+02 «.312D+00
0.273В+03 . 0.130D+03 0.244D+02 0. 244D+02 0.3970+00
0.2730+03 0.20DD+05 0.248В+02 0. 249D+02 0.293D+D0
0.2730+03 0.25CD+03 0.250D+02 0. 2510+02 0.4920+00
0.2730+03 0.300D+03 0.2520+02 0. 23ID+02 -0.239D+00
0.2730+03 0.350D+03 0.253D+02 С. 2460+02 -0.2790+01
0.323D+03 0.1QOD+00 0.175D+02 0. 1750+02 -0.7810-02
0.323D+03 0.500D+02 0.1300+02 0. 1920+02 0.1010+01
0.3230*03 С.1000+03 0.200D+02 0. 200D+02 0.9900-01
0.323D+03 0.150D+03 0.207D+02 0. 207D+02 0.217D-01
0.32304-03 0.200D+03 '0.211D+02 0. 2130+02 0.848D+00
0.323D+03 0.250D+03 0.2160+02 0. 219D+02 0.1330+01
0.3230+03 0.300D+03 о.гш+ог 0. 2220+02 0.166D+0Í
0.3230+03 0.3500+03 0.22ID+02 0.221D+02 0.175D+00
0.573D+03 0.I00D+Q9 0.1485+02 0. I48D+02 0.229В-01
0.3730+03 0.5000+02 0.16ID+02 0. IS3D+02 O.J UD+Oi
0,3730+ÛJ 0.1000+03 0.1720+02 0. I70D+02 -0.S89D+00
0,3730+03 0.1500+03 0.t78D+02 0. I77D+02 -0.1280+60
0.3730+03 0.200D+03 О.1840+02 0. 185D+02 0.1500+00
0.3730+03 0.2500+03 0.1830+02 0. 1910+02 0.3560+00
0.373В-»03 О.ЗСОО+ОЗ 0.1330+02 0. 1S60+02 0.1490+01
O.S73D+03 0.330D+03 0.1S6D+02 0. I98D+02 0.8330+00
0.4230+03 о.юор+оо 0.1280+02 с. 128D+02 0,2220+00
0.423D+03 0.500D+02 0.1480*02 0. 140D+02 -0.5410+01
0.42SD+03 0.1000+03 0.15 ÎD+C2 ñ « . 1470+02 . -0,2500+01
6.423Э+03 С.1500+03 0.157D+02 0. 1540+02 -0.1370+01
0.423D+53 ' о.госш+оз 0.1HD+02 0. I51D+02 -0.145D+01
0.4230+03 Û.250D+03 0.1Ш+0г 0. 168D+02 -0,5230+00
0.4230+03 0.300D+03 ■ O.I74D+02 0. 174D+02 0.288D+00
0.4230+03 0.3500+03 0.1770+02 0. 177D+02 0.6420-01
Приведенные в таблице 3 экспериментальные и вычисленные по формуле (13) значения теплопроводности показывают, что вычисленные данные достаточно близко описывают результаты эксперимента.
Результаты экспериментального исследования теплопроводности поликристаллических соединений СаБЬ в зависимости от давления до 350 МПа в области температур 273 + 423 К, представленные на рис. 7, показывают, что давление приводит к нелинейному росту теплопроводности на 20% и к уменьшению величины'показателя степени п в температурной зависимости т.е. X = С) IТ", т.к. при Р = 0,1 МПа п = 1,15, а при Р = 350 МПа п = 0,82. Для описания зависимости теплопроводности поликрисгалличе-ского СаБЬ от давления и температуры предложена формула:
л.(РТ) =С| / Г+С2/ Т2+Сз / Т'+С4Р|/2+С5Р"3/Т п+СбР/ Т+СуР1'3/ Т, (15) где О С7 - постоянные; п' = п + аР; а = с!п'/с1Р; Т и Р - измеряемая температура и давление.
Сопоставление вычисленных по формуле (15) и экспериментальных данных теплопроводности для поликристалличсского соединения СаБЬ представлено в табл. 4 и показывает, что вычисленные значения в пределах погрешности до 1% описывают данный эксперимент.
Для выяснения причин, приводящих к линейной и нелинейной барической зависимости теплопроводности монокристалличесхого и поликристаллического соединения ОаБЬ было произведено укрупнение блоков в поликристаллических образцах методом отжига. Результаты исследования теплопроводности отожженных поликристаллических образцов соединения СаБЬ от давления, представленные на рис. 8, показывают, что укрупнение блоков приближает барическую зависимость теплопроводности отожженных образцов к линейной зависимости. Обнаруженное отклонение барической зависимости теплопроводности в поликристаллических образцах ваБЬ от линейности объясняется возникновением дополнительных процессов рассеяния фононов на границах блоков и подтверждает выводы других авторов о том, что давление приводит к неравновесному возбужденному состоянию границ блоков в поликристаллах за счет движения дислокации несоответствия.
Показано, что аналогичные результаты получены при исследовании теплопроводности монокристаллических и поликристаллических образцов соединения 1п5Ь под давлением до 350 МПа в области температур 273ч-423 К, где зависимость теплопроводности монокристаллических образцов от давления носит линейный характер и общая зависимость от давления и температуры описывается выражением (13), а зависимость теплопроводности от давления поликристаллических образцов носит нелинейный характер и описывается выражением (15). Сравнение этих экспериментальных данных представлено на рис. 9.
Глава 4. В п. 4.1 -г 4.4 представлены экспериментальные данные по влиянию давления до 350 МПа в области температур 273 -г 423 на тепло-
проводносгь тройных полупроводниковых соединений ТеБЬТег, ТеЭЬЗег, ТеБЬБг, Cdo.28Hgo.72Te и Сс^пМ:. На основании анализа полученных экспериментальных данных по температурной и барической зависимости теплопроводности ' этих поликрисгаллических соединений показано, что они имеют общий характер:
-зависимость теплопроводности от давления носит нелинейный характер и для каждого соединения указана величина Рп - давления перехода от нелинейной к линейной зависимости (см. табл. 1);
-давление приводит к процессам дополнительного рассеивания фо-нонов и уменьшению показателя п в зависимости X = С/Тп"ир. Значение л и а представлены в табл. 1;
- зависимость теплопроводности исследованных тройных полупроводниковых соединений от давления и температуры можно описать равенством типа (15).
Глава 5. В п. 5. 1 - 5. 5 представленные экспериментальные данные по влиянию давления до 350 МПа в области температур 273 -¡- 423 К на теплопроводность халькогенидов мышьяка АэгБз, АзгБез. АвзТез и их твердые растворы в аморфном и поликристаллическом состояниях. Показано, что и давление и температура приводят к линейному росту величины теплопроводности аморфных соединений халькогенидов мышьяка и их зависимость от давления и температуры описывается равенством (14), предложенным для плавленого кварца. В отличии от аморфных соединений, образцы халькогенидов мышьяка АззБез, АБгТез в поликристаллическом состоянии имеют иной характер барической и температурной зависимости. Отмечено, что теплопроводность поликрисгаллических образцов интенсивно растет в начальной стадии давления, а затем стремится к насыщению. Под давлением меняется характер температурной зависимости теплопроводности. Значения Рп, п и а для поликристаллических образцов халькогенидов мышьяка представлены в табл. 1. Зависимость теплопроводности поликристаллических образцов халькогинидов мышьяка от давления и температуры описывается формулой (15), предложенной для других поликрисгаллических соединений. Сравнение экспериментальных данных по влиянию давления на теплопроводность аморфного и полукристаллического соединения: Авгйеэ, приведенное на рис. 10 показывает, что давление приводит к дополнительному рассеянию фононов в поликристаллическом образце и ослаблению темпа роста теплопроводности.
Глава 6. В п.6. 1 представлены экспериментальные данные по влиянию всестороннего давления до 250 МПа в области температур 273 + 423 К на теплопроводность андезитовых пород. Показано, что рост температуры не влияет на величину теплопроводности андезита, что подтверждает выводы других авторов о том, что данные образцы содержат до 75 % вещества в аморфном состоянии.
Л» X.
1- МОНОКРИС.
2- ПОЛИКРИС.
3- ОТОЖ. ПОЛИКРИС.
100 200 Р, МЛа
зоо
Рис 3 Относительное изменение теплопроводности монокристаллического и пояикристаллическо-го Са2в.
1.0
100 200 300 Р. МЛа
Рис.9 Относительное изменение теплопроводности ионокрис-таллического и поликристаллического I п5в.
ЮС
200 300 Р. МПа
Рис. Ю Относительное изменение теплопроводности поликристаллического и аморфного АЗгЯег
Таблица 5.
Исследошитыг гориие породи
№ Обрати Место рождения Р г/см1 К% riopnc тость Х.17У Вт* К п Р пер. МПа a -IO"4 1/МПа
1 Андезит Саатяинская
(кальцинирован. СГ 2,54 1,0 3,91 - 200 _
андезнтобаальт) h =6140 м
2 Амфиболит Кольская СГ
h= 10000 м 2.6 i 1,0 3,96 1.00 IR0 -7,14
3 Граиулнт Саксонские
гранулиговые 2,06 1,1 го 0.37 50 -5,68
горы
4 Пироксен-
гранулит ^__ W _ 2,41 1.2 2.41 - - -
5 Гранит —_* 3.37 2,0 - 0,32 50 -5,52
6 Ультрабазнт КОЛЬСКИЙ vio 3.15 1,0 3.10 0,17 25 -2,72
7 Гранит 1 -» - 2,51 1,0 2,01 0.15 25 + 1.32
8 Гранит 2 _» ___ 2,54 1,0 1,80 0,24 25 -1,75
9 Известняк Дагестан Со
лтабак- roma 2,38 5,0 1,85 0.5 50 -6,4 .
скв. № 96
10 Песчаник (А) Дагестан Ах-
таш, 2,35 5,0 1.97 _
скв.Ш h=2270
11 Порпсгоз стекло Искусст. - 40,0 0,63 - 150 _
12 Пссчмшк (К) Дггесгаа Ко-
чубей, cm № 2 2,27 12.0 2,08 0,44 50 +5,2
h= stoa и
13 Песчаикх (Б) Дагестан Буй- 2,17 16,2 0.62 - 100 -
ках. пгр.
Зависимость теплопроводности андезита от давления, представленная на рис. 11, сопоставлена с зависимостью продольных ультразвуковых волн (данные других авторов) и показывает, что в области давления Pn = 150 МПа наблюдается ослабление барической зависимости теплопроводности .Для скорости ультразвука это ослабление наступает при Р =100 МПа, что объясняется тем, что ультразвуковые измерения проведены при квазигидростатическом давлении. Отмечено, что наблюдаемое ослабление барической зависимости свидетельствует о' возникновении дополнительных процессоа рассеяния скорости ультразвука к фононов.
В п. 6.2 рассмотрены результаты измерений теплопроводности образцов амфиболита из Саатлинской сверхглубокой скважины в условиях всестороннего давления до 350 МПа и области температур 273 + 423 К, которые показывают, что давление приводит к нелинейному росту теплопроводности амфиболита на 16%. Наиболее интенсивный рост, теплопроводности наблюдается до Рп = 150 МПа и температурная зависимость тепло-
Р, МПа
Р-.1С. II Зависимость тсплопрозодкооти (Вт / и К]и скороста ультразвука (Км/ с)э образцах слдазита. от дазяедая
проводности при атмосферном давлении подчиняется закону X = С/Т" где п =1.0, что свидетельствует о том, что перенос тепла в исследованных образцах амфиболита осуществляется решеточным механизмом.
Отмечается, что ках и п предыдущих поликристаллических соединениях, давление оказывает влияние на характер температурной зависимости, теплопроводности, так как при Р = 0,! МПа п = 1,0, а при Р = 350 МПа п =0,75. Рассмотрена возможность описания влияния давления и температуры на теплопроводность образцов амфиболита равенством типа (15).
Сопоставление экспериментальных данных с данными полученными на основании равенства (15), представлено в таблице 6 и показывает достаточно хорошую сходимость а пределах до 1%.
В п. 6. 3 представлены результаты измерений теплопроводности образцов гранита, гранулита и пираксен-гранулита (Германия, Саксонские гранулитовые горы) в зависимости от всестороннего давления до 250 МПа в области температур 273 -г 423 К. Полученные результаты показывают, что теплопроводность гранита и гранулита наиболее интенсивно увеличивается до Рп = 50 МПа, а затем стремится к насыщению. Общий рост теплопроводности под давлением составляет для гранита - 12%, гранулита -16%. Показано, что образцы гранита и гранулита имеют слабую обратно пропорциональную зависимость от температуры X = СТ"П, где значение п= 0,23 для гранита и п= 0,30 для гранулита, которые под давлением стремятся к уменьшению (табл. 5), что указывает на наличие в исследованных образцах, большого количества вещества в аморфном состоянии.
Таблица 6. Значения экспериментальных и рассчитанных (35) данных теплопроводности (Вт/и К) аифиОолита.
С) = 0.119ГН04 с5 = - 0.1240+03 п- ■1.0
С2 = 03560+01 Сб = - 0.3780+03 а-7.14-ю" МПа'
Сз = 0.1100+01 с,= 13500+02
Са = 0.4580-01
Т.К Р.«Па . • . А.экс. . А.рас. (181 ' . 5к % ■
0.2730+03 0.1000+00 0.4070+01 0.4080+01 0.1500+00
0.2730+03 0.5000+02 0.4190+01 0.4130+01 0.4870-01
0.2730+03 0.1000+03 0.4270+01 0.4280+01 0.3350+00
0.2730+03 0.1500+03 0.4340+01 0.4360+01 0.421Б+00
0.2730+03 0.2000+03 0.4400+01 0.4420+01 0.3730+00
0.2730+03 0.2500+03 0.4450+01 0.4460+01 0.1230+00
0.2730+03 0.3000+03 0.4490+01 0.4470+01 -0.5010+00
0.2730+03 0.3500+03 0.4520+01 0.4440+01 -0.1720+01
0.3230+03 0.1000+00 0.3470+01 0.3440+01 -0.7240+00
0.3230+03 0.5000+02 0.3530+01 0.3540+01 0.3620+00
0.3230+03 О.ЮОП+ОЗ 0.3660+01 0.3650+01 -0.3000+00
0.3230+03 0.1500+03 0.3730+01 0.3750+01 0.4300+00
0.3230+03 0.2000+03 0.3800+01 0.3830+01 0.8930+00
0.3230+03 0.2500*03 0.3850+01 0.3910+01 0.1530+01
0.3230+03 0.3000+03 0.3930+01 0.3360+01 0.8600+00
0.3230+03 . 0.3500+03 0.3980+01 0.3390+01 0.1650+00
0.3730+03 0.1000+00 0.2370+01 0.2980+01 0.4330+00
0.3730+03 0.5000+02 0.3060+01 0.3060+01 -0.6290-0!
0.3730+.03 0.1000+03 0.3220+01 0.3170+01 -0.1700+01
0.3730+03 0.1500+03 0.3280+01 0,3270+01 -0.3200+00
0.3730+03 0.2000+03 0.3380+01 0.3370+01 -0.3070+00
0.3730+03 0.2500+03 0.3410+01 0.3400+01 0.1510+01
0.3730+03 0,3000+03 0,3500+01 0.3540+01 0.1030+01
0.3730+03 0.-3500+03 0.3530+01 0.3590+01 -0.4780-01
0.4230+03 0.1000+00 0.2610+01 0.2630+01 0.7690+00
0.4230+03 0.5000+02 0.2700+01 0.2680+01 -0.6530+00
0.4230+03 0.1000+03 о.гезо+о! 0.2700+01 -0.3320+01
0.4230+03 0.1500+03 0.2930+01 0.2890+01 -0.1400+01
0.4230+03 0.2000+03 0.3030+01 0.2990+01 -0 Л230+01
0.4230+03 . 0.2500+03 0.3070+01 0.3090+01 . 0.7100+00
0.4230+03 0.3000+03 0.3160+01 0.3180+01 0.6100+00
0.4230+03 0.3500+03 0.3260+01 0.3240+01 -0,4630+00
Эти выводы подтверждаются результатами структурного анализа, который показал следующий состав образцов: гранит - 35,5% - кварц, 33,8% - калин-полевой шпат, 25,1% - плагиоклас, 3,3% - черная слюда (2% - пористость); гранулит - 38% - кварц, 47% - калий-полевой шпат, 9 % -плагиоклас (1,1% - пористость); пираксен-гранулит - 39% - клинопирок-сен, 34% - плагиоклас, 9% - оргопироксен, 1 Г/о - опаке, 6% - гранат (1% -пористость).
Зависимость теплопроводности гранита и гранулита от давления и температуры можно описать равенством типа (15). (Значение коэффициента п и а представлены в табл. 5).
На основании исследований теплопроводности образцов пироксен-гранулита показано, что давление и температура приводят к лилейному росту теплопроводности и ее изменение может бьггь описано равенством (14).
В п. 6. 4 представлены результаты измерений теплопроводностЭоб-разцов ультрабазита и гранитов с Кольского полуострова в зависимости от всестороннего давления до.250 МПа з области температур 273-5-423 К. Показано, что теплопроводность ультрабазита и гранита интенсивно растет до Рп =25 МПа и затем стремится к насыщению. Общий рост теплопроводности составляет 10% . Отмечено, что характерной особенностью температурной зависимости теплопроводности данных образцов как и образцов гранулита и гранита из Германии, является слабая обратнопропорцио-нальная зависимость от температуры. Tax для ультрабазита п=0,17, для гранитов п = 0,24 + 0,26, что указывает на иаличие в данных образцах большого количества (до 30%) вещества з аморфном состоянии. Однако нелинейность в начальной стадии давления и обратнопропорциональная зависимость от температуры позволяет описать полученные изменения теплопроводности равенством (15) значение п. и а представлены в табл. 5.
В п. 6. 5 представлены результаты измерений теплопроводности образцов песчаника (А) и известняка (месторождение Дагестан) в зависимости от всестороннего давления до 250 МПа и температуры (273 -М23 К). Отмечено, что если температурная и барическая зависимость теплопроводности образцов известняка идентична зависимости, полученной для гранулита, ультрабазита и гранитов (Р„ =50 МПа, п= 0,5) то зависимость теплопроводности песчаника (А) носит несколько иной характер. Так зависимость теплопроводности от давления носит нелинейный характер лишь для изотермы Т = 273 К. Выше Т = 273 К наблюдается линейная зависимость теплопроводности, что характерно для аморфных соединений. А температурная зависимость близка к свойствам поликристаллических соединений, где п = 0,5 при Р = 0,1 МПа, и уменьшается до п = 0,39 при Р = 250 МПа.
В заключении к главе 6 отмечается, что наблюдаемый интенсивный рост теплопроводности в начальной стадии давления в литературе часто объясняют процессами захлопывания микропор и трещин. Учитывая, что исследованные образцы имеют низкую пористость и отсутствует гистерезис
при повышении и понижении давления, наличие этого эффекта в поликристаллических полупроводниковых соединениях и изменение под давлением характера температурной зависимости, сделано предположение, что наблюдаемый эффект может быть обусловлен дополнительным рассеянием фононов на границах блоков.
В п. 6. 6 представлены результаты исследования теплопроводности пористого стекла (40%) пористости) в газо-, масло- и влагонасыщенном состояниях в условиях всестороннего давления до 250 + 400 МПа и температур (273*423 К). Результаты эксперимента показывают, что давление приводит к нелинейному росту теплопроводности газонасыщенного пористого стекла на 20 + 25% и имеет Рп =150 МПа. Температурная зависимость пористого стекла характерна для аморфных соединений и описывается зависимостью X — СТ. Отмечено, что нелинейная зависимость теплопроводности пористых веществ под давлением получена и у других авторов. Показано, что насыщение маслом приводит к росту теплопроводности пористого стекла на 42 %, ослаблению ее барической зависимости (Рп = 100 МПа) и ослаблению ее температурной зависимости на 10+15 %. Насыщение водой приводит к росту теплопроводности пористого стекла на 210 %, к линейной зависимости теплопроводности от давления и усилению ее температурной зависимости на 12 %.
В п. 6, 7 представлены результаты исследований теплопроводности образцов песчаника (К) (12 % пористости) в газо- и влагонасыщенном состояниях в условиях всестороннего давления до 250 + 400 МПа и температур (273*423 К). Показано, что давление приводит к линейному росту теплопроводности газонасыщенного песчаника (К) на 15+20 %, а рост температуры к уменьшению величины теплопроводности, т.е. \ = СТ°, где п = 0,45. Отмечено, что плагонасыщеиие образцов песчаника (К) приводит к росту его теплопроводности на 9 +10 % и изменению характера барической зависимости.
В п. 6. 8 представлены результаты исследования теплопроводности образцов песчаника (Б) (16,2 % - пористость) в газо-, масло- и влагонасыщенных состояниях в условиях всестороннего давления до 250 + 400 МПа и температур (273+423К). Результаты эксперимента даны на рис. 12 и показывают, что давление приводит к нелинейному росту величины теплопроводности влагонасыщенных образцов на 25 % и. имеет Рп = 150 МПа. Отмечено, что полученный линейный рост теплопроводности с температурой на 5+10 % указывает на большое содержание вещества в аморфном состоянии. Насыщение образцов песчаника маслом повышает ее теплопроводность в 2,5 раза, а водой в 3,5 раза, не меняя характера барической и температурной зависимости теплопроводности. В заключении отмечается, что результаты
Р, МПа Т,к
Рис. 12 Зависимость теплопроводности песчаника (Б) от давления, а - газонасыщение, б - маслонасыщение, в - влагонасыщение.
исследования пористых флюидонасыщенных образцов показывают следующее:
- рост теплопроводности флюидонасыщенных пористых образцов тем больше, чем выше теплопроводность насыщающего флюида;
- характер температурной зависимости теплопроводности флюидонасыщенных пористых сред определяется степенью кристаллизации породообразующих минералов;
- чем больше теплопроводность насыщающего флюида, тем меньше влияние давления на рост теплопроводности, что видно из таблицы:
Образцы Рост X под давлением в %
газ масло вода
пористое стекло 20 15 9
песчаник (К) 20 - 11
песчаник (Б) 25 14 11
Вшюда
1. Разработан прибор и методика экспериментального исследования теплопроводности полупроводников и горных пород с условиях высоких давлений и температур.
2. Получены следующие экспериментальные данные по влиянию всестороннего давления до 350 МПа л температуры 273+423 К на теплопроводность:
- полупроводшпеоа системы А 111 Ву в ыонокристалличгском и поликристаллическом состояниях;
- полупроводниковых соединений халькогенндов мышьяка и их твердые растворы; .
- тройных полупроводниковых соединений С<15пАз2, Cdo.2sHgo.72Te, ТеБЬТе:, ТеБЬБег, ТеБЬБг;
- горных пород амфиболита, андезита, грануяита, грапнтоз, пнрок-сея-гранулита, известняка н песчаников;
- пористых горных пород и пористого стекла в газо, вода и маслона-сыщеином состояниях.
3. Всестороннее давление приводит к росту решеточкой теплопроводности в полупроводниковых соединениях за счет увеличения максимальной частоты колебания атомов и роста температуры Дебая.
4. Установлено, что всесторонне давление влияет на характер температурной зависимости теплопроводности и в зависимости от кристаллического состояния приводит к увеличению или уменьшению показателя п в зависимости X = СТ"° (табл. 1 и 5).
5. Анализ барической зависимости теплопроводности монокристаллических, поликристаллических и аморфных соединений показал, что давление приводит х заметному ослаблению барической зависимости теплопроводности в поликристаллических соединениях.
6. Наблюдаемое ослабление барической зависимости теплопроводности в поликристаллических соединениях может быть объяснено рассеянием фононов на границах блоков, которые под давлением (за счет движения дислокаций) переходят в возбужденное неравновесное состояние.
7. Предложенные равенства для описания зависимости теплопроводности от давления и температуры можно разделить на три класса:
1 -зависимость теплопроводности монокристаллических соединений (13),
2-зависимость теплопроводности поликрисгаллических соединений (15),
3- зависимость теплопроводности аморфных соединений (14).
8. Зависимость теплопроводности горных пород от давления и температуры существенно зависят от степени кристаллизации породообразующих минералов. -
9. Ослабление барической зависимости теплопроводности под давлением наблюдается и для горных пород и их зависимость от давления и температуры может быть описана предложенными равенствами (14,15).
10. Получены экспериментальные данные по влиянию всестороннего давления до 250+400 МПа и температуры 273+423 К на теплопроводность газо-, водо- и маслонасыщенных пористого стекла и песчаников.
11. Установлено, что рост под давлением теплопроводности пористых образцов тем больше, чем меньше теплопроводность насыщенного флюида.
Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:
1. Амирханов Х.И.. Магомедов Я.Б., Эмиров С.Н. Влияние всестороннего давления на теплопроводность теллура //Физ. тв. тела. - 1973. - Т. 5. -В. 5.-С. 1512-1515.
2. Изменение теплопроводности Cdo.2jHgo.nTe при гидростатическом давлении / Х.И.Амирханов , Я.Б.Магомедов, С.Н.Эмиров, Р.М.Гаджиева // Физ.тв.тела. - 1975. - Т. 17. - В.19. - С.2938-2940.
3. Влияние всестороннего давления на некоторые кинетические свойства СёБпАзз/ Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов. А.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, М.И. Даунов //Высокие давления - высокие температуры. - 1975. -Т.7.- В.6- С. 690-691. (англ. яз.)
4. Влияние гидростатического давления на теплопроводность некоторых халькогенидных стекол IX.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, Н.Л. Крамынина // 5-я Межд. конф. по физ. и техн. высоких давлений: Тез. докл. - Москва, 1975. - С. 109.
5. Влияние гидростатического давления на тепловые свойства CdSnAä2 / Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, А.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, М.И. Даунов II 5-я Межд. ковф. по физ. и техн.. высоких давлений: Тез. докл. - Москва, 1975 . - С. 104.
6. Амирханов Х.И., Магомедов Я.Б., Эмиров С.Н. Влияние всестороннего давления на теплопроводность полупроводников системы As2(Sei-xTet)s // Республ. симпозиум по физ. свойствам сложных полупроводников: Тез. докл. - Баку, 1978. - С. 28.
7. Влияние всестороннего давления на теплопроводность InSb / Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров H.JI., Крамьшина //Физ. тв. тела. — 1979. Т. 21. - В. 9. - С. 2812-2814.
8. Эмиров С.Н., Крамьшина НЛ., Данилова Д.А. Влияние всестороннего давления на теплопроводность и электропроводность полупроводников систем As2(Sei-iTex)3 и А&г (Sei-* Sx)j II В сб. Теплофизические свойства твердых тел. - Махачкала: Изд-во Дат. филиала АН СССР, 1979. - С. 25-30.
9. Теплопроводность полупроводников систем As2(Sei-sTe*)3 .при высоких температурах и давлениях / Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, Ш.М. Исмаилов, Я. Л. Крамьшина // Физ. тв. тела. - 1979.- (а) 53-С.361-366. (англ. яз.).
10. Амирханов Х.И., Магомедов Я.Б., Эмиров С.Н. Влияние гидростатического давления на теплопроводность и электропроводность полупроводников // В сб. Высокие давления и свойства материалов. - Киев: Изд-во Наукова думка, 1980.-С. 59-61.
11. Амирханов Х.И., Магомедов Я.Б., Эмиров С.Н. Влияние давления на теплопроводность поликристаллического антимонида галлия // Научн. конференция по влиянию высоких давлений на вещество: Тез. докл. - Ка-цивели, 1981.-С. 29.
12. Температурная и барическая зависимость теплопроводности керамики на основе сульфида цинка / Х.И. Амирханов, С.Н., Эмиров Г.Г. Гаджиев, НЛ. Крамынина, С.Д. Лугуев, Б.Н. Магдиев II 7-я Всесоюзная конф. по теплофизическим свойствам вещества: Тез. докл. - Ташкент,1982. - С. 272.
13. Зависимость теплопроводности моно- и поликристаллических образцов антимонида индия от всестороннего давления I Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, И. Л. Крамынина II Физ. и техн. высоких давлений. - Донецк, 1982. - .7.- С. 61-63.
14. Амирханов Х.И., Эмиров С.Н., Крамынина НЛ. Зависимость теплопроводности твердых растворов талий - сурьма - селен от давления // Всесоюзн. совещание по тройным полупроводникам и их применению: Тез. докл. - Кишинев, 1983. - С. 114.
15. Зависимость теплопроводности полупроводников системы мышьяк - селен - теллур и мышьяк - селен - сера от всестороннего давления / Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, Н. Л. Крамьшина II В сб.
Влияние высоких давлений на свойства материалов. - Киев: Изд-во Науко-ва думка, 1983. - С. 24-26.
16. Зависимость теплопроводности халькогенидных стекол системы мышьяк-германий - селен от давления / X. И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, С.Н. Эмиров, Н. Л. Крамыпшш II В сб. Влияние высоких давлений на свойства материалов. - Киев: Наукова думка, 1983. - С. 140-141.
17. Амирханов Х.И., Магомедов Я.Б., Эмиров С.Н. Барическая зависимость теплопроводности монокристалла антимонида галлия // Физ. тв. тела. - 1983, - Т. 25,- В. 8. - С. 2486-2488.
18. Амирханов Х.И., Эмиров С.Н., Крамынина И.Л. Зависимость теплопроводности и электропроводности антимонида галлия от давления II7-й научный семинар по влиянию высоких давлений на вещество: Тез. докл. -Киев, 1983.-С. 7.
19. Эмиров С.Н., Крамынина Н.Л. Влияние структуры антимонида галлия на характер зависимости теплопроводности от давления // Физ. и техн. выс. давлений. Киев. Наукова думка. -1983. -№12. -С.60-67.
20. Эмиров С.Н. Исследования теплопроводности образцов амфиболита при высоких давлениях и температурах И Всесоюзное совещание по физическим свойствам горных пород при высоких давлениях и температурах: Тез. докл. - Ереван, 1985. -С. 170-171.
21. Барическая зависимость" термоэлектрических параметров полупроводниковых соединений / Х.И. Амирханов, Я.Б. Магомедов, М.И. Даунов, С.Н. Эмиров. Ш.М. Исмаилов Н Научная сессия Даг. филиала АН СССР: Тез. докл. - Махачкала, 1985. - С. 21-22.
22. Эмиров С.Н. Теплопроводность горных пород при высоких давлениях и температурах //Межд. симпозиум по проблемам геофизики высоких давлений и температур: Тез. докл.-Германия. Потсдам, 1985.-С.17. (англ. яз.)
23. Эмиров С.Н., Рамазанова А.Э., Цомаева Т.А. Стационарный компенсационный метод измерения теплопроводности горных пород НВ сб. Стандартизация геотермических исследований в тектонически активных районах. - Махачкала: Изд-во Даг филиала АН СССР, 1987. - В.7. - С. 4953.
24. Эмиров С.Н. Зависимость теплопроводности андезитовых пород от давления II Межд. конф. по проблемам геофизики высоких давлений и температур: Тез. докл. - Чехословакия. Прага, 1986. - С. 7. (англ. яз.)
25. Эмиров С.Н. • Зависимость теплопроводности гранулита от давления и температуры II Межд. конф. по проблемам; геофизики высоких давлений и температур: Тез. докл. - Германия. Потсдам, 1988. - С. 21. (англ. яз.)
26. Эмиров С.Н., Рамазанова А.Э., Базаев А.Р. Влияние давления и температуры на теплопроводность гранулита и пироксен-гранулита // В сб. Геотермия, научн. техн. основы геотермальной энергетики. - Махачкала: Изд-во. Даг филиала АН СССР, 1989. - С. 89-93.
27. Эмиров С.Н. Теплопроводность горных пород при высоких давлениях и температурах // В сб. Исследования при высоких давлениях в науке о Земле. - Германия, Берлин: Изд-во АН ГДР, 1989. - С. 123-126. (англ. яз.)
28. Гаырбеков Х.А.. Цомаева Т.А., Эмиров С.Н. Теплопроводность осадочных пород II Итоговый межд- симпозиум проекта 2-3 КАП Г по геофизическим свойствам вещества и внутреннему строению земли: Тез. докл. - СССР. Махачкала, 1990. - С. 49.
29. Эмиров С.Н., Ниналалов С.А. О некоторых закономерностях изме-. нения теплопроводности горных пород в условиях высоких давлений и
температур II Итоговый ы ежа. симпозиум проекта 2-3 КАП Г по физическим свойствам вещества и внутреннему строению земли: Тез. докл. СССР. Махачкала, 1990. - С ТО.
30. Эмиров С.Н. ... Зависимость тепловых и упругих свойств андизито-вых пород от давления // В сб. Геотермия. - В. 1. - Махачкала: Изд-во Даг. НЦ РАН, 1991.-С. 137-139.
31. Эмиров С.Н. Характер зависимости теплопроводности диэлектриков и горных пород от давления и температуры И 9-я Теплофиз. конф. СНГ: Тез. док. Россия. Махачкала, 1992. - С. 192.
32. Крамынина НЛ-, Эмиров С.Н., Исмашюв Ш.М. Влияние структуры антимонида галлия на характер барической зависимости теплопроводности // 9-я Теплофиз. конф. СНГ: Тез. докл. - Россия. Махачкала, 1992. -С. 247. '.••'...-".
33. Абдулагатов И.М., Эмиров С.Н. Теплопроводность диэлектриков при высоких давлениях и температурах // 22-я Межд. конф. по теплопроводности: Тез. докл. - США. - Аризона. Темпе, 1993. - (англ. яз.).
34. Барическая н температурная зависимость теплопроводности антимонида галлия, индия и их твердых растворов / Исмаилов Ш. М., Магомедов Я.Б.. Крамынина НЛ„ Эмиров С.Н. // Высокие температуры - высокие давления. - 1994. - Т.26. - С. 657-667. (англ. яз.)
35. Эмиров С.Н.. Цомаева Т.А., Мурсалов Б.А. Исследования теплопроводности водо и маслонасьпценных песчаников в условиях высоких давлений и температур II В сб. Геотермия. Геотермальная энергетика. -Махачкала: Изд-во Дат. НЦ РАН, 1994. - С. 172-176.
36. Исследование теплопроводности полупроводниковых .соединений 2пАз и СёБпАвг при давлении до 400 МПа и температурах от 273+423 К Ш.М. Абдулагатов, С.Н. Эмиров, Р.К. Арсланов, А.Ю. Моллаев II Тез. докл. Всероссийской научн. техн. конф. по состоянию и перспективах развития термоэлектрического приборостроения. - Россия. Махачкала, 1995. - С. 3233.
37. Цомаева Т.А.,Эмиров С.Н. Теплопроводность песчаников в условиях высоких давлений и температур //1 -е Всероссийское петрографическое совещание: Тез. докл. Книга 3. -Россия. Уфа, 1995. -С. 136.
38. Абдулагатов И.М., Эмиров С.Н. Теплопроводность полупроводников и горных пород при высоких давлениях и температурах // 14-я Европ. конф. по теплофизике: Тез. докл. -Франция. Леон, 1996. -С.28. (англ. яз.)
39. Эмиров С.Н., Цомаева Т.А., Гаирбеков Х.А. Зависимость теплопроводности горных пород и модельных сред от давления, температуры и флюидонасыщения // 1-я Межд. конф. по новым достижениям в науке о Земле: Тез. докл. - Россия. Москва, 1996. -С.24.
40. Эмиров С.Н., Цомаева Т.А., Аскеров С.Я. Теплопроводность песчаников в условиях высоких давлений, температур и флюидонасыщения II Межд. геофиз. журнал. -Киев. -1997. -т. 19. -№2. -С.68-71.
