Стр. 1 - Выбор метода исследования теплопроводности ниобия в сверхпроводящем состоянии

УДК 621.59:538.945

И. А. А р х а р о в, С. С. К о ш е л е в,

Д. А. С е р г а ц к о в, Р. К а р к а н ь о

ВЫБОР МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НИОБИЯ

В СВЕРХПРОВОДЯЩЕМ СОСТОЯНИИ

Исследование теплопроводности ниобия необходимо для улучшения

характеристик СВЧ резонаторов. Изучены особенности измерения

теплопроводности ниобия в сверхпроводящем состоянии. Проведен

анализ существующих методов измерения теплопроводности при

низких температурах. Выбран метод, позволяющий исследовать

теплопроводность ниобия при температурах ниже 10 K.

E-mail:

20772@mail.ru

Ключевые слова

:

cверхпроводящий ниобий, теплопроводность, низкие темпера-

туры.

Повышение эффективности существующих ниобиевых резонато-

ров требует тщательного исследования изменения свойств материала

в процессе технологической обработки. Одним из ключевых факто-

ров, влияющих на характеристики резонатора, является распределе-

ние температур. Изменение теплопроводности в процессе изготовле-

ния определяет температурное поле в резонаторе [1]. Поставленная

задача [1] исследования теплопроводности ниобия в сверхпроводя-

щем состоянии накладывает определенные требования на выбор под-

ходящего метода. Поэтому необходимо провести тщательный анализ

существующих методов и области их применения.

Выбор метода измерения теплопроводности.

Для эксперимен-

тального определения теплопроводности твердого тела существуют

различные методы измерения в зависимости от требуемого диапазона

температур и типа материала. Все методы измерения теплопроводно-

сти можно разделить на две группы — стационарные и нестационар-

ные. Стационарные методы характеризуются независимостью распре-

деления температуры от времени, и теплопроводность определяется из

результатов измерения теплового потока через образец и температур-

ного градиента после достижения теплового равновесия. При неста-

ционарном методе распределение температуры в образце меняется со

временем, и измерение скорости изменения температуры, определяю-

щей температуропроводность, заменяет измерение теплового потока.

Теплопроводность затем вычисляют из температуропроводности, ис-

пользуя имеющиеся данные о плотности и удельной теплоемкости

испытуемого материала.

Стационарные методы измерения теплопроводности.

Стаци-

онарные методы различаются по форме исследуемого образца (ци-

линдр, диск, сфера), по способу подвода теплоты (нагреватель, эф-

186