Теплофизические свойства веществ

Исследование теплофизических свойств и фазовых превращений является одним из старейших направлений деятельности института. Были разработаны новые оригинальные методы для прецизионного измерения термодинамических, переносных и оптических свойств твердых, жидких и газообразных веществ и материалов в широких интервалах параметров состояния и длин волн (4–3500 К, 10-4 – 107 Па, 0,4 – 5 мкм).

Исследованы:

  • фреоны: R-11, R-12, R-13, R-21, R-22, R-23, R-113, R-114, R-142, R-114В2, R-227, R-236;
  • водно-солевые растворы: LiBr, LiCl, NaCl + CaSO4, CaCl2, и др.;
  • более 50 чистых элементов, включая щелочные, щелочноземельные, редкоземельные, переходные и тугоплавкие металлы;
  • органические и фторорганические жидкости: C6H6, C7H8, C8H10, C16H34, C17H37, C10H8, C12H10, (C6H5)2O, C3F4H4O2, C6F6, C6F6H, C6F5Br, N(C2F5)3, C7F8, C8F18O, (CF2)6Br2; моторные масла и сложные парафины;
  • более 40 марок сталей и чугунов, 10 сплавов на основе редкоземельных металлов и более 30 других цветных сплавов;
  • аморфизующие и эвтектические сплавы: Fe58Co20Si12B10, Li17Pb83, Fe60Co20Si8B12, Fe5.8Co84.33Si74B24.5, Mg17Pb83, интерметаллиды: CeA12, PrA12, NdAl2, InSb, HgTe, CuTlSe2, CuTlTe2, системы: Al-In, Al-Ge, Al-Pb, Bi-Ga, Bi-Pb, Bi-Zn, Cu-Pb, Ga-Pb, Mg-Pb, Sn-Pb, Cd-Hg-Te;
  • оксиды: B2O3, BeO, V2O3, Al2O3, SiO2, N2O4, CO2, YAlO3; гранаты: ИАГ, ГГГ, НГГ, СГГ, ГСГГ, ИСГГ, КНГГ, ГКМЦГГ; вольфраматы: KY(WO4)2, K2W2O7; системы: Al2O2-Y2O3, KY(WO4)2-K2W2O7; калий-титанил-фосфат KTiOPO4;
  • бораты: LiB3O5, BaB2O4, CsB3O5, CsLiB6O10; германаты: Bi12GeO20, Bi4Ge3O12, оксидные системы: K2O-Nb2O5, Na2O-SiO2, K2O-SiO2, Li2O-SiO2;
  • двух- и трехкомпонентные системы на основе трибората лития, бората бария, трибората цезия, трибората цезия-лития, а также система оксид висмута-оксид германия;
  • фториды: UF6, YF3, LaF3, NdF3, SmF3, DyF3, GdF3, HoF3, ErF3, YbF3, LuF3, LiF3, LiYF4;
  • консолидированные пористые высокодисперсные материалы на основе А1: А1 + Ni, А1 + Zr;
  • фуллерены, малые частицы и малоатомные кластеры металлов и диэлектриков.

 

Результаты измерений плотности германия (синие точки) 
и кремния (красные точки) в области перехода кристалл-
расплав. LA, UL – жидкое перегретое и переохлажденное 
состояния соответственно, UR – рекалесценция расплава, 
RS – кристаллизация, SB – твердое состояние.
Зависимость давления от приведенной плотности при 
различных температурах для диоксида углерода. 
Символы – табличные данные (Алтунин, 1975), линии – 
расчет по уравнению состояния реальных газов (ИТ СО РАН). 
Пунктир – линия насыщения жидкость–пар.

 

Разработаны таблицы справочных данных для использования в различных областях науки и техники. На основании полученных результатов установлены общие закономерности изменения свойств от химического состава, параметров состояния, электронного строения, кристаллической и жидкостной структуры фаз. Изучены изменения макроскопических характеристик при фазовых превращениях, влияние чистоты материалов на их свойства, предложены новые формы уравнений состояния и обобщающих зависимостей. Эти результаты нашли применение для разработки новых материалов с заданными эксплуатационными параметрами и прогнозирования их свойств.



Установка (LFA 427) для измерения температуропроводности твердых и жидких материалов в интервале 
температур 20–2000 °С методом лазерной вспышки.

  • Басин А.С., Груздев В.А., Рубцов Н.А., Станкус С.В. Теплофизические свойства и фазовые превращения веществ и материалов // Теплофизика и аэромеханика. 1997. Т. 4, № 2.
  • Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. О термодинамическом обосновании формы единого уравнения состояния жидкости и газа // Теплофизика высоких температур. 2003. Т. 41, № 3.
  • Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. О теплоемкости CV в критической точке жидкость–пар и в двухфазной области термодинамической системы // Докл. РАН. 2005. Т. 404, № 3.
  • Рубцов Н.А., Аверков Е.И., Емельянов А.А. Свойства теплового излучения материалов в конденсированном состоянии // Новосибирск, 1988.
  • Станкус С.В., Хайрулин Р.А., Мозговой А.Г. Плотность расплавленной свинец-висмутовой эвтектики при высоких температурах // Перспективные материалы. 2004, № 4.
  • Шишкин А.В., Басин А.С. Поверхностное натяжение жидкого кремния // Теорет. основы хим. технологии. 2004. Т. 38, № 6.
  • Gruzdev V.A., Khairulin R.A., Komarov S.G., Stankus S.V. Thermodynamic properties of HFC-227ea // Int. J. Thermophys. 2002. V. 23.
  • Lyapunov K.M., Baginskii A.V., Stankus S.V. Experimental study of the enthalpy of lutetium trifluoride in solid and liquid states // J. Alloys and Compounds. 2004. V. 372.