shkolaput.ru 1 2 3 4
На правах рукописи

ГОЛЫШЕВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ И
ТЕМПЕРАТУРАХ
01.04.17 – Химическая физика,
в том числе физика горения и взрыва
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физико-математических наук
Черноголовка
2008


Работа выполнена в Институте проблем химической физики РАН.
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук,
Молодец Александр Михайлович
Официальные оппоненты:
доктор  геолого-минералогических  наук,
Дорогокупец Петр Иванович
доктор физико-математических наук,
Буравова Светлана Николаевна
Ведущая организация:
Объединенный  институт  высоких  температур
РАН
Защита диссертации состоится   « 9 »        октября
 2008 г.
в  10  ч.  00  мин. на заседании диссертационного совета Д 002.082.01 при
Институте  проблем  химической  физики  РАН  по  адресу: 142432,
Московская  обл., г.Черноголовка, пр-т  Академика  Семенова  д.1, Институт
проблем химической физики РАН, корпус 1/2, актовый зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПХФ РАН.
Автореферат разослан «  5 »    сентября   2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 002.082.01
кандидат физико-математических наук
   Безручко Г.С.
© Голышев А.А., 2008
© Институт проблем химической физики РАН, 2008
2

Общая характеристика работы
Актуальность.
Экспериментальные  и  теоретические  результаты  свидетельствуют  о
том, что теплопроводящие свойства твёрдых тел существенно зависят не
только  от  температуры, но  и  от  давления. Соответственно  изменение
коэффициента  теплопроводности  твёрдых  тел  при  сжатии  становится
определяющим  там, где  необходимо  принимать  во  внимание  тепловые

потоки  или  непосредственно  решать  уравнение  теплопроводности  при

высоких давлениях и температурах.
Актуальность 
исследований 
температурной 
зависимости
коэффициента  теплопроводности  твёрдых  тел  при  высоких  давлениях
подтверждают ряд важных научных и прикладных проблем. Так, в области
давлений  до  десятков  ГПа, увеличение  коэффициента  теплопроводности
минералов  с  давлением  существенно  влияет  на  механизм  глубинных
землетрясений [1]. В  области  давлений 100-200 ГПа  изменения
коэффициента  теплопроводности  необходимо  учитывать  в  оконной
методике [2] измерения  температуры  ударного  сжатия  твёрдых  тел.
Анализ  тепловой  релаксации  при  детонации  смесевых  систем  требует
знание коэффициентов теплопроводности компонентов при давлениях 10-
30 ГПа [3]. Оценка  влияния  давления  на  коэффициент  теплопроводности
металлов  требуется  при  анализе  разрушения  тонких  преград,
взаимодействующих с субмикросекундными лазерными импульсами, когда
необходимо  учитывать  процессы  обмена  энергией  между  решеткой  и
электронами  в  области  больших (порядка  теоретической  прочности  на
разрыв) растягивающих давлений [4].
Постановка задачи
Подробное  описание  механизма  теплопроводности  и  расчёт
абсолютных  значений  коэффициента  теплопроводности  при  различных
температурах и давлениях требует использования сложных теоретических
подходов (см. [5, 6]). Что  же  касается  экспериментальных  измерений
коэффициента теплопроводности при высоких давлениях и температурах,
то  они  также  представляют  собой  непростую  задачу. В  настоящее  время
такие  измерения, особенно  в  области  давлений  превышающих 20 ГПа,
единичны и появились в самое последнее время (см. [7]).
3


Вместе  с  этим  в  научной  литературе  существует  ряд  модельных
формул  для  коэффициента  теплопроводности  твёрдых  тел, которые

позволяют  дать  частичное  решение  проблемы. Так, для  решёточного

коэффициента  теплопроводности k  непроводящих  твёрдых  тел  эти
формулы имеют вид (см. [5])
3
q