Вышедшие номера
Теплопроводность и теплоемкость волоконных монолитов Si3N4/BN
Парфеньева Л.С.1, Картенко Н.Ф.1, Смирнов Б.И.1, Смирнов И.А.1, Singh D.2, Goretta K.C.2, Misiorek H.3, Mucha J.3, Wlosewicz D.3, Jezowski A.3, Krivchikov A.I.4
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois, USA
3Trzebiatowski Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences, Wroclaw, Poland
4Institute for Low Temperature Physics and Engineering, National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
Email: igor.smirnov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 24 февраля 2009 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2009 г.

В интервале температур 5-300 K измерена теплопроводность поликристаллических керамических образцов Si3N4 и BN и волоконных монолитов (FM) Si3N4/BN с различной "архитектурой" расположения в них волокон: [0], [90] и [0/90], когда волокна располагаются соответственно вдоль и поперек оси образца и когда соблюдается послойное чередование волокон [0] и [90]. В интервале 3.5-300 K измерены теплоемкость при постоянном давлении, а при 77 K - скорость звука в поликристаллических образцах Si3N4, BN и FM Si3N4/BN [0]. Показано, что с достаточной степенью достоверности, но для некоторых составов с небольшими допущениями, можно утверждать, что в случае FM Si3N4/BN для определения расчетных значений их теплопроводностей и теплоемкостей можно в определенных температурных интервалах использовать простые модели для смесей компонентов Si3N4 и BN с соответствующими вкладами их в формирование FM Si3N4/BN. Установлено, что в области низких температур (5-25 K) в FM Si3N4/BN [0], [90] и [0/90] преимущественное рассеяние фононов происходит на дислокациях. Такой эффект отсутствует в керамических образцах Si3N4 и BN. С помощью полученных экспериментальных данных для теплопроводности, теплоемкости и скорости звука вычислены длины свободных пробегов фононов в поликристаллических образцах Si3N4 и BN и эффективная длина свободного пробега в FM Si3N4/BN [0]. Работа выполнена при поддержке гранта НШ 2184.2008.2 и научного гранта ПАН. D.S. and K.C.G. are grateful for support of this work by the U.S. Department of Energy, under Contract DE-ACO2-06CH11357 with Argonne National Laboratory, managed by UChicago Argonne, LLC. PACS: 65.60.+a, 65.90.+i