1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 5, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 5, стр. 685-692

Электросопротивление жидкого углерода (до 9000 К) и жидкого гадолиния (до 6000 К) при повышенном давлении и высоких температурах

С. В. Онуфриев 1, *, А. И. Савватимский 1, 2, **

1 Объединенный институт высоких температур, ОИВТ РАН
Москва, Россия

2 Физический институт им. П.Н. Лебедева (ФИАН)
Москва, Россия

* E-mail: s-onufriev@yandex.ru
** E-mail: savvatimskiy.alexander@gmail.com

Поступила в редакцию 06.06.2023
После доработки 16.09.2023
Принята к публикации 03.10.2023

Аннотация

Выполнены эксперименты по быстрому нагреву импульсом электрического тока пластинок анизотропного графита и фольги гадолиния, зажатых одинаковым образом: между двух толстостенных пластин стекла ТФ-5 (тяжелый флинт). При этом в обоих случаях стеклянные ячейки предварительно сжимались струбциной для создания некоторого исходного давления. Во время прохождения импульса тока (5 мкс) оценивалось давление в образцах; оно увеличивалось за счет теплового расширения при ограничении стеклянными пластинами. Электросопротивление жидкого углерода при малых давлениях (до 1 кбар) растет с ростом температуры, как и у большинства проводников. При ограничении расширения (растущее давление) электросопротивление жидкого углерода становится константой, не зависящей от роста температуры и давления (вплоть до 9000 К). В отличие от углерода электросопротивление жидкого гадолиния при повышенном давлении (порядка 1 кбар) практически не менялось (~260 мкмОм см) и оставалось примерно постоянным, как и при меньших давлениях (~0.3 кбар), при высоких температурах, вплоть до 6000 К.

Список литературы

  1. Bundy F.P. Direct Conversion of Graphite to Diamond in Static Pressure Apparatus // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. № 3. P. 631.

  2. Bundy F.P. Melting of Graphite at Very High Pressure // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. № 3. P. 618.

  3. Togaya M. New Kinds of Phase Transitions: Transformations in Disordered Substances. Ed. by Brazhkin V.V. Kluwer Acad. Publ., 2002. 255 p.

  4. Togaya M. Electrical Property Changes of Liquid Carbon Under High Pressures // J. Phys.: Conf. Ser. 2010. V. 215. 012081.

  5. Лебедев С.В., Савватимский А.И. Электросопротивление графита в широкой области конденсированного состояния // ТВТ. 1986. Т. 24. № 5. С. 892.

  6. Вервикишко П.С., Шейндлин М.А. Изучение процессов кристаллизации и конденсации углерода при давлениях свыше 200 бар // 5-я Международная конференция “Лазерные, плазменные исследования и технологии”, ЛАПЛАЗ-2019. Сб. научных трудов. Ч. 1. М.: НИЯУ “МИФИ”, 2019. С. 75.

  7. Коробенко В.Н., Савватимский А.И. Удельное электросопротивление жидкого углерода // ТВТ. 1998. Т. 36. № 5. С. 725.

  8. Savvatimskiy A.I., Onufriev S.V. Measurement of the Specific Heat CV and Resistance of Liquid Carbon Close to Isochoric Condition // Carbon. 2018. V. 135. P. 260.

  9. Коробенко В.Н. Экспериментальное исследование свойств жидких металлов и углерода при высоких температурах. Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ОИВТ РАН, 2001.

  10. Kondratyev A.M., Korobenko V.N., Rakhel A.D. Experimental Study of Liquid Carbon // J. Phys.: Condens. Matter. 2016. V. 28. 265501.

  11. Савватимский А.И., Онуфриев С.В. Исследование физических свойств углерода при высоких температурах (по материалам экспериментальных работ) // УФН. 2020. Т. 190. № 10. С. 1085.

  12. Савватимский А.И. Плавление графита и свойства жидкого углерода. М.: Физматкнига, 2014. 257 с.

  13. Savvatimskiy A.I. Carbon at High Temperatures. Springer Series in Material Science. Springer Cham, 2015. V. 134. 246 p.

  14. Станкус C.В., Басин А.С., Ревенко М.А. Экспериментальное исследование плотности и теплового расширения гадолиния в  интервале температур 293–1850 К // ТВТ. 1981. Т. 19. № 2. С. 293.

  15. Алуф А.А., Семянников А.А., Яценко С.П. Электросопротивление гадолиния, диспрозия, гольмия при высоких температурах // ТВТ. 1983. Т. 21. № 4. С. 800.

  16. Акашев Л.А., Попов Н.А., Шевченко В.Г. Оптические свойства гадолиния в конденсированном состоянии // ТВТ. 2019. Т. 57. № 1. С. 55.

  17. Савватимский А.И., Онуфриев С.В., Вальяно Г.Е., Киреева А.Н., Патрикеев Ю.Б. Электрическое сопротивление жидкого гадолиния (с содержанием углерода 29 ат. %) для температур 2000–4250 К // ТВТ. 2020. Т. 58. № 1. С. 148.

  18. Savvatimskiy A., Onufriev S., Kondratyev A. Capabilities of Pulse Current Heating to Study the Properties of Graphite at Elevated Pressures and at High Temperatures (up to 5000 K) // Carbon. 2016. V. 98. P. 534.

  19. Савватимский А.И., Коробенко В.Н. Высокотемпературные свойства металлов атомной энергетики (цирконий, гафний и железо при плавлении и в жидком состоянии). М.: Издат. дом МЭИ, 2012. 216 с.

  20. Савватимский А.И., Онуфриев С.В. Метод и техника исследования высокотемпературных свойств проводящих материалов в интересах ядерной энергетики // Ядерная физика и инжиниринг. 2015. Т. 6. № 11–12. С. 622.

  21. Лебедев С.В., Савватимский А.И. Металлы в процессе быстрого нагревания электрическим током большой плотности // УФН. 1984. Т. 144. № 2. С. 215.

  22. Korobenko V.N., Rakhel A.D. Technique for Measuring Thermophysical Properties of Refractory Metals at Supercritical Temperature // Int. J. Thermophysics. 1999. V. 20. № 4. P. 1257.

  23. Физические величины. Спр. / Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

  24. Onufriev S.V., Savvatimskiy A.I., Muboyadzhyan S.A. Investigation of Physical Properties of 0.9ZrN + 0.1ZrO2 Ceramics at 2000–4500 K by Current Pulse Heating // Mater. Res. Express. 2019. V. 6. 125554.

  25. Джексон Дж. Классическая электродинамика. Пер. с англ. Г.В. Воскресенского, Л.С. Соловьёва. М.: Мир, 1965.

  26. Фатеева Н.С., Верещагин Л.Ф., Колотыгин В.С. Оптический метод определения температуры плавления графита в зависимости от давления от 40  000 атм // Докл. АН СССР. 1963. Т. 152. № 2. С. 317.

  27. Gokcen N.A., Chang E.T., Poston T.M., Spencer D.I. Determination of Graphite–Liquid–Vapor Triple Point by Laser Heating // High Temperature Sci. 1976. V. 8. P. 81.

  28. Gubar F., Kikoin I. The Temperature Dependence of the Resistance of Liquid Metals at Constant Volume // J. Phys. USSR. 1945. V. 9. № 1. P. 52. Цит. по: Кикоин И.К. Физика и судьба. М.: Наука, 2008. С. 227.

  29. Bradley C.C. The Resistivity and Thermoelectric Power of Liquid Gallium and Mercury at Constant Volume // Phil. Mag. 1963. V. 8. № 93. P. 1535.

  30. Соловьев А.Н. О зависимости электрического сопротивления жидких металлов от удельного объема // ТВТ. 1963. Т. 1. № 1. С. 45.

  31. Банчила С.Н., Филиппов Л.П. Изучение электропроводности жидких металлов // ТВТ. 1973. Т. 11. № 6. С. 1301.

  32. Филиппов Л.П. Методы расчета и прогнозирования свойств веществ. М.: Изд-во МГУ, 1988. 252 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал