Автор: Кикоин И.К  

Теги: физика  

Год: 1976

Текст
                    ТАБЛИЦЫ
ФИЗИЧЕСКИХ
ВЕЛИЧИН
под редакцией
академика
И. К. КИКОИНА
МОСКВА • АТОМИЗ ДАТ • 1976


УДК 53@31) Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М., Атомиздат, 1976, 1008 с. Справочник содержит данные по механическим, термоди- термодинамическим и молекулярно-кинетическим свойствам веществ, электрическим свойствам металлов, диэлектриков и полупро- полупроводников, магнитным свойствам диа-, пара- и ферромагнети- ферромагнетиков, оптическим свойствам веществ, в том числе и лазерных, оптическим, рентгеновским и мёссбауэровским спектрам, нейт- нейтронной физике, термоядерным реакциям, а также геофизике и астрономии. Материал представлен в виде таблиц и графиков, со- сопровождаемых краткими объяснениями и определениями со- соответствующих величин. Для удобства пользования приве- приведены единицы измерения физических величин в различных системах и переводные множители. В работе над справочником принимали участие В. Г. АВЕРИН (гл. 7 в 14) Е. А. ЛОБИКОВ (гл. 43) Б. А. АРОНЗОН (гл. 21) М. А. МАЗИНГ (гл. 31) Н. С. БАБАЕВ (гл. 4, 5, в, 16) А. А. МАЛЮТИН (гл. 32, 33, 34) Н. А. БАБУШКИНА (гл. I, 2, 25, 26) И. А. МАСЛОВ (гл. 47) A. И. БАЗЬ (гл. 40) Е. 3. МЕЙЛИХОВ (гл. 21) B. И. ВОЛОШИН (гл. 32) А. И. МИГАЧЕВ (гл. 12) А. А. ВАРФОЛОМЕЕВ (гл. 45) С. А. МИРОНОВ (гл. 29) Л. И. ВИНОКУРОВА (гл. 27) В. М. НОВИКОВ (гл. 35. 36) Э. Б. ГЕЛЬМАН (гл. S, 9. 10. II, 13) В. И. ОЖОГИН (гл. 30) И. С. ГРИГОРЬЕВ (гл. 15, 18, 22. 39, Я. С. ПЕТУХОВА (гл. 24) 40, 41, 42, 45, 46) Р. В. ПИСАРЕВ (гл. 29) A. В. ЕЛЕЦКИЙ (гл. 17) Л. П. ПРЕСНЯКОВ (гл. 31) Т. Н. ИГОШЕВА (гл. 20. 28) А. П. СЕНЧЕНКОВ (гл. 19, 20, 23, 44) К. А. КИКОИН (гл. 3) Р. В. СЕРОВ (гл. 33) B. Ф. КИТАЕВА (ГЛ. 31) В. Г. ШАПИРО (гл. 30) B. М. КУЛАКОВ (гл. 37) В. М. ШАТИНСКИЙ (гл. 37) C. Д. ЛАЗАРЕВ (гл. 21) В. П. ШЕВЕЛЬКО (гл. 22, 31, 32, 34) Т. М. ЛИФШИЦ (гл. 24) С. С. ЯКИМОВ (гл. 38) ha первоначальном этапе работы над справочником координацию деятельности авторов-составителей осуществляли А. П. Сенченков и И. С Григорьев. Обработка окончательного варианта выполнена И. С. Григорьевым, Ю. А. Даниловым и Е. 3. Мейлиховым. 20400-098 _ 034@1)—76 © Атомиздат, 1976
ОГЛАВЛЕНИЕ От редактора 9 1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ Глава 1. Единицы измерения физических величин 1.1. Международная система единиц (СИ) . 10 1.2. Единицы измерения механических величин 13 1.3. Единицы измерения тепловых величин . 18 1.4. Единицы измерения электромагнитных вели- величин 21 1.5. Единицы измерения акустических величин 21 1.6. Единицы измерения световых величин . . 22 1.7. Единицы измерения радиоактивности и иони- ионизирующих излучений 23 1.8. Некоторые единицы измерения в атомной и ядерной физике 24 Приложение. Некоторые формулы элек- электродинамики, записанные в различных системах единиц 25 Примечание. О проекте нового ГОСТа единиц физических величин 29 Список литературы 30 Глава 2. Фундаментальные физические постоянные Список литературы 33 Глава 3. Периодическая система элементов Список литературы 4g II. МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Глава 4. Механические свойства материалов 4.1. Металлы 37 4.2. Стали 38 4.3. Сплавы цветных металлов .... 40 Сплавы алюминия 40 Сплавы меди 44 Сплавы никеля, кобальта и свинца . . 48 Сплавы олова 49 Сплавы титана 50 Сплавы цинка 51 Сплавы платины 51 Сплавы вольфрама 51 4.4. Металлокерамика, пластмассы и другие ма- материалы 52 Металлокерамические твердые сплавы , 52 Биметаллы » 52 Пластмассы 53 Технические резины 54 4.5. Минералы и волокна 54 Твердость минералов 54 Свойства волокон и проволок .... 55 Список литературы 55 Глава 5. Плотность веществ 5.1. Элементы 5.2. Газы и пары 5.3. Жидкости 5.4. Водные растворы Плотность водного раствора этилового спирта Плотность водного раствора метилового спирта Плотность водных растворов веществ при раз- различных температурах 5.5. Сплавы 5.6. Дерево, минералы и другие вещества Список литературы Глава 6. Сжимаемость веществ 6.1. Газы 6.2. Жидкости 6.3. Твердые тела Список литературы Глава 7. Акустика 7.1. Распространение звука в газах и парах 7.2. Распространение звука в жидкостях 7.3. Распространение звука в твердых телах и расплавах Список литературы Глава 8. Термометрия 8.1. Температурные шкалы 8.2. Жидкостно-стеклянные термометры . 8.3. Термометры сопротивления .... 8.4. Термоэлектрическая термометрия . 8.5. Конденсационные термометры . . . 8.6. Оптическая термометрия (пирометрия) и тер- термоиндикаторы Список литературы Глава 9. Температурные коэффициенты расши- расширения и эффект Джоуля — Томсоиа 9.1. Тепловое расширение анизотропных твердых тел 9.2. Тепловое расширение изотропных твердых тел 9.3. Тепловое расширение жидкостей и газов 9.4. Эффект Джоуля —• Томсона ... Список литературы Глава 10. Теплоемкость 10.1. Теплоемкость элементов и химических соединений при нормальных условиях . 10.2. Теплоемкость элементов в зависимости от температуры при нормальном давлении . 10.3. Теплоемкость неорганических соединений в зависимости от температуры прн нормальном давлении 56 57 58 59 59 59 60 65 66 66 67 71 75 75 76 79 86 90 91 93 94 96 102 105 109 ПО 114 125 138 141 142 147 151
10.4. Теплоемкость органических соединений в зависимости от температуры при нормальном давлении 154 10.5. Теплоемкость Ср и отношение Cp/Cv для газов и жидкостей при различных значениях температуры и давления 155 10.6. Растворы и жидкие смеси .... 161 10.7. Сплавы 162 10.8. Технические материалы .... 164 10.9. Теплоемкость при фазовых переходах 165 Список литературы 170 Глава 11. Фазовые переходы, плавление и кипение 11.1. Температура и скрытая теплота фазовых переходов 171 11.2. Плавление 185 11.3. Кипение 192 11.4. Кипение и затвердевание растворов 196 Список литературы .... ... 198 Глава 12. Давление пара различных веществ 12.1. Вода и ртуть 199 12.2. Элементы и простейшие соединения . 200 12.3. Неорганические вещества .... 203 12.4. Органические вещества 211 Список литературы 241 Глава 13. Критические параметры веществ и вириальиые коэффициенты 13.1. Вириальные коэффициенты . . . 242 13.2. Параметры критической точки перехода жидкость — пар 245 Список литературы 249 Глава 14. Коэффициент поверхносгного натяжения 14.1. Жидкости 250 14.2. Твердые тела 255 Список литературы 255 III. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Глава 15. Теплопроводность 15.1. Элементы 256 15.2. Газы и пары 261 15.3. Жидкости 262 15.4. Сплавы 264 15.5. Огнеупорные материалы и высокотемпера- высокотемпературные композиции ядерного горючего . 267 15.6. Строительные и теплоизоляционные мате- материалы, древесные породы и прочие вещества 269 Список литературы 271 Глава 16. Вязкость 16.1. Вязкость газов и паров при давлении выше атмосферного 272 Водород 272 Азот 272 Кислород 272 Гелий 272 Аргон 272 Воздух 273 Окись углерода 273 ^ глекислый газ 273 16.2. Вязкость газов при давлении ниже атмос- атмосферного 274 16.3. Вязкость газов и паров при различных температурах 274 16.4. Вязкость водяного пара 278 16.5. Константы Сезерленда 279 16.6. Вязкость элементов и неорганических сое- соединений 279 16.7. Кинематическая вязкость воды . . . 281 4 16.8. Вязкость органических соединений . . 281 16.9. Вязкость кремнийоргаиических соединений 284 16.10. Вязкость углеводородов .... 284 16 11. Вязкость нуклидов и их соединений . . 286 Список литературы 287 Глава 17. Диффузия атомов и молекул 17.1. Диффузия в газах 287 Коэффициент самодиффузии газов . . 287 Коэффициенты взаимной диффузии в газах 288 Диффузия заряженных частиц в газе. Амби- полярная диффузия 290 17.2. Диффузия в жидкостях 291 17.3. Диффузия в твердых телах . . . 296 Список литературы 301 Глава 18. Эффективные размеры атомов и ионов Список литературы ЭОЗ IV. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ Глава 19. Электрические свойства металлов и сплавов 19.1. Введение 20Ф 19.2. Чистые металлы 304 19.3. Влияние давления на проводимость метал- металлов 309 19.4. Сверхпроводники 310 19.5. Электрические свойства некоторых метал- металлов и сплавов .... ... . 312 19.6. Электрические свойства специальных элек- электротехнических сплавов 317 19.7. Электрические свойства сплавов железа и меди 319 Список литературы 320 Глава 20. Электрические свойства диэлектриков 20.1. Введение 320 20.2 Проводимость, пробивное напряжение, диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь 320 20.3. Электрические свойства наиболее рас- распространенных диэлектриков 328 20.4. Сегнетоэлектрики 333 20.5. Пьезоэлектрики 335 Список литературы 340 Глава 21. Электрические свойства полупровод ни ков 21.1. Введение 341 21.2. Элементарные полупроводники . . 343 21.3. Кремний и германий 346 21.4. Полупроводниковые соединения: . . 357 Соединения типа А' В1 —Al BvII . . 357 Соединения типа AnBlv—AUBVH . . 362 Соединения типа AHlBiV— AHIBV1 . . 381 Соединения типа A'v'Blv_AivBvl . . 400 Соединения типа Avbv_AvBvii ... 409 Соединения типа AV1B1V и AV1BVI . 410 Соединения типа AVUBni и AvilBvi . 414 Соединения типа AVlllBV—AviUBVl . . 414 Список литературы 415 Глава 22. Потенциалы ионизации и энергии диссоциации 22.1. Потенциалы ионизации атомов .' . . . 419 22.2. Потенциалы ионизации молекулов и ра- радикалов 42' 22.3. Сродство к электрону и протону .... 423 22.4 Фотоионизация атомов 424 22.5 Переразрядка при атомных столкновениях 425 22.6 Энергии диссоциации молекул 425
22.7. Энергии разрыва связей в молекулах и радикалах 426 Список литературы 427 Глава 23. Газовый разряд 23.1. Введение 427 23.2. Процессы на электродах 427 23.3. Подвижность и рекомбинация заряженных частиц 428 23.4. Слаботочные разряды 431 23.5. Дуговой разряд 433 23.6. Низкотемпературная плазма 436 23.7. Искровой разряд 439 23.8. Высокочастотный разряд 442 Список литературы 444 Глава 24.Электронная эмиссия 24.1. Введение 444 24.2. Работа выхода 444 24.3. Термоэлектронная эмиссия . . . 445 Свойства термокатодов 447 24.4. Фотоэлектронная эмиссия .... 450 Свойства фотокатодов 451 24.5. Вторичная электронная эмиссия . . 457 Коэффициенты вторичной электронной эмиссии и неупругого отражения электронов . . . 457 Эффективные эмиттеры вторичных электро- электронов 459 24.6. Автоэлектронная эмиссия .... 460 Список литературы 461 Глава 25. Термоэлектрические явления 25.1. Эффект Зеебека 461 25.2. Эффект Пельтье 465 25.3. Эффект Томсона . 466 Список литературы 467 Глаза 26. Гальваномагиитные и термомагнитные явления 26.1. Введение 467 26.2. Коэффициенты Холла для металлов и спла- сплавов 470 26.3. Гальваномагнитные явления в мышьяке, висмуте, сурьме и их сплавах 475 26.4. Гальвано- и термомагнитные явления в фер- ферромагнетиках 478 26.5. Влияние магнитного поля на сопротивление металлов при различных температурах . . 496 Список литературы 505 Глава 27. Магнитные свойства диа- и парамагне- парамагнетиков Список литературы g2Q Глава 28. Магнитные свойства ферромагнетиков 28.1. Введение 523 28.2. Основные физические характеристики фер- ферромагнетиков ....... . 523 Намагниченность насыщения и точка Кюри . 523 Намагниченность ферромагнетиков как функ- функция напряженности магнитного поля и темпе- температуры 526 Магнитная анизотропия 531 Магнитострикция . 534 Коэффициент размагничивания 545 28.3. Ферромагнетики, имеющие важное значение в технике 546 Магнитомягкие материалы 546 Магиитотвердые материалы 557 Список литературы 562 ¦ Глава 29. Ферриты 29.1. Ферриты-шпинели Простые ферриты Смешанные ферриты 29.2. Ферриты со структурой граната Кристаллографические и другие характеристи- характеристики ./ ¦ Магнитные свойства 29.3. Гексагональные ферриты .... 29.4. Некоторые ферро- и ферримагнитные ди- диэлектрики 29.5. Марки и основные параметры некоторых ферритов, применяемых в СССР. Список литературы Глава 30. Антиферромагнетики 30.1. Введение 30.2. Магнитные и магнитооптические свойства легкоосных антиферромагиетиков .... 30.3. Основные магнитные свойства легкоплоско- легкоплоскостных антиферромагнетиков 30.4. Метамагнетики ... .... 30.5. Антиферромагнетики с взаимодействием Дзялошинского 30.6. Пьезомагпетики и магнитоэлектрики "' 30.7. Органические антиферромагнетики 30.8. Некоторые свойства антиферромагнетиков Список литературы V. ОПТИКА И РЕНТГЕНОВСКОЕ НИЕ ИЗЛУЧЕ- 562 564 566 568 574 577 585 592 595 597 600 600 603 601 604 605 605 6E 630 Глава 31. Оптические свойства веществ 31.1. Показатели преломления .... 634 Газы 634 Жидкости 635 Оптические стекла 635 Кварц 636 Кристаллы 637 Различные материалы 639 31.2. Коэффициенты отражения, просветление оптических изделий 639 31.3. Области прозрачности и коэффициенты поглощения 641 31.4. Излучение fi43 Излучение абсолютно черного тела . . 3 Тепловое излучение тел 645 Яркость некоторых источников света . 647 31.5. Светочувствительность фотографических материалов 647 Список литературы ........ 647 Глава S2. Спектры элементов и некоторые параметры молекул 32.1. Классификация спектров атомов и молекул 648 32.2. Переход от длин волн, измеренных в воздухе, к длинам волн в вакууме ... 651 32.3. Вероятности радиационных переходов в атоме водорода 552 32.4. Спектры некоторых элементов и благо- благородных газов 554 32.5. Стандарты длин волн 061 32.6. Параметры молекул ?67 Дипольиые моменты молекул .... 667 Электронные термы двухатомных молекул 663 Список литературы 672
Глава 33. Лазеры 33.1. Газовые лазеры иа нейтральных атомах 673 33.2. Ионные лазеры 698 33.3. Молекулярные газовые лазеры . . 718 33.4. Лазеры на примесных кристаллах . 738 33.5. Лазеры на основе стекол 752 33.6. Лазеры иа полупроводниках . . . 755 33.7. Жидкостные лазеры 757 Лазеры на хелатах редкоземельных элементов 757 Апротонные лазеры " 758 .33.8. Лазеры на химических красителях . 759 Список литературы 761 Глава 34. Электро-, магиито- и пьезооптические эффекты 34.1. Линейный электрооптический эффект (эффект Поккельса) 761 34.2. Линейный магнитооптический эффект (эффект Фарадея) 767 34.3. Квадратичный электрооптнческий эффект (эффект Керра) 775 34.4. Пьезооптический эффект .... 775 34.5. Оптическая активность 778 34.6. Нелинейные оптические эффекты . . 779 Генерация второй гармоники в кристаллах 779 Показатели преломления нелинейных крис- кристаллов 786 Вынужденное рассеяние света .... 794 Характерные сдвиги частот 2 при ВКР . 794 Список литературы 796 Глава 35. Рентгеновское излучение 35.1. Основные определения и обозначения в спектроскопии рентгеновского излучения . . 796 35.2. Закон Мозли и правило спин-дублетов для диаграммных линий 797 35.3. Таблицы диаграммных линий и краев погло- поглощения линий рентгеновского излучения для различных элементов 797 Д'-серия ~'97 L-серия 799 М-серия 803 /V-серия 804 35.4. Относительные интенсивности линий 805 35.5. Ширина и форма линий рентгеновского излучения 806 35.6. Поглощение рентгеновского излучения при прохождении через вещество .... 809 Список литературы 809 VI. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Глава 36. Элементарные частицы 36.1. Введение 810 36.2. Основные группы и характеристики эле- элементарных частиц 810 36.3. Унитарная симметрия и соотношение между массами элементарных частиц . . 811 36.4. Символика элементарных частиц . . 811 36.5. Элементарные частицы, стабильные по отно- отношению к сильным распадам 812 36.6. Мезоны и мезонные резонансы . . . 818 36.7. Барионы и барионные резонаисы . . 819 36.8. Магнитные моменты элементарных частиц 824 36.9. Параметры распадов элементарных частиц 824 Список литературы 824 Глава 37. Ядерные свойства нуклидов 37.1. Таблица изотопов 824 37.2. Эталонные энергии 7"квантов .... 866 37.3. Эталонные группы а-частиц .... 867 37.4. Квантовые характеристики ядер .... 867 37.5. Радиоактивные ряды 872 Список литературы 873 Глава 38. Мёссбауэровские ядра 38.1. Введение 874 38.2. Характеристики мёссбауэровских ядер 874 38.3. Параметры мёссбауэровских спектров 880 38.4. Изомерный сдвиг 883 Список литературы 883 Глава 39. Реакции под действием нейтронов 39 1. Основные характеристики нейтрона . 883 39.2. Характеристики пороговых реакций. Энер- Энергии возбужденных состояний ядер . . . 883 39.3. Реакции (п, у) 884 39.4. Реакции (п, п') 886 39.5. Реакции (п, 2п) 887 39.6. Реакции с испусканием заряженных частиц 888 39.7. Характеристики пороговых детекторов нейтронов 889 Список литературы 891 Глава 40. Реакции, приводящие к образованию нейтронов 40.1. Энергия связи нейтронов 891 40.2. Реакции (?, п) 891 40.3. Реакции (р, п) 893 40.4. Реакции (d, п) 89Э 40.5. Реакции (а, п) ' 901 40.6. Реперные точки, используемые для калиб- калибровки пучков ускорителей 903 Список литературы 903 Глава 41. Прохождение нейтронов через вещество 41.1. Сечения взаимодействия нейтронов с ве- веществом для нейтронов тепловых энергий 904 41.2. Графики полных нейтронных сечений в ин- интервале энергий 0,01 —107 эв 914 41.3. Резонансные интегралы захвата . . 923 41.4. Диффузионные постоянные веществ . . 924 Замедление нейтронов 924 Диффузия нейтронов 926 41.5. Когерентные явления при прохождении нейтронов через вещество 928 Список литературы 929 Глава 42. Деление ядер 42.1. Введение 929 42.2. Спонтанное деление 930 42.3. Сечения деления ядер 931 42.4. Нейтроны деления 931 42.5. Мгновенное Y-излучение, сопровождающее деление 935 42.6. Энергия, выделяемая при делении . . 936 42.7. Запаздывающие нейтроны . . . 937 42.8. Продукты деления ядер 938 42.9. Фотоделение и деление ядер под действием заряженных частиц 939 Список литературы 942 Глава 43. Термоядерные реакции 43.1. Формула Гамова 942 43.2. Энергетические выходы термоядерных реакций 943
43.3. Звездные циклы 946 43.4. Эффективные сечения термоядерных реак- реакций 947 Список литературы 950 Глава 44. Прохождение ионизирующего излучения через вещество 44.1. Основные обозначения и определения 952 44.2. Кинетические характеристики релятивист- релятивистских частиц 952 44.3. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество 952 Прохождение протонов через вещество .... 953 Пробег дейтоиоз, а-частиц и других тяжелых заряженных частиц 953 Прохождение осколков деления через веще- вещество 955 44.4. Прохождение быстрых электронов через вещество 956 44.5. Прохождение у-излУчения через вещество 960 Прохождение узкого монохроматического пуч- пучка Y"KBaHTOB через вещество 961 Ослабление широких пучков у-кваитов . . . 964 Защита от У'излУчения 964 44.6. Относительная биологическая эффектив- эффективность и допустимые уровни различных видов излучения 965 Список литературы 966 Глава 45. Космическое излучение 45.1. Введение 966 45.2. Первичное космическое излучение . 967 Состав 967 Энергетический спектр 968 45.3. Вторичное космическое излучение . . 968 Высотный ход интенсивности космического излучения 968 Геомагнитные явления 969 Электронно-фотонные каскадные ливни . 971 Список литературы 972 VII. АСТРОНОМИЯ И ГЕОФИЗИКА Глава 46. Астрономия и астрофизика 46.1. Некоторые астрономические постоянные 973 46.2. Солнце 973 Характеристики Солнцч 973 Положение в Галактике 973 Солнце как звезда • 973 Излучение 974 Радиоизлучение 974 Солнечные пятна 975 46.3. Планеты и спутники 975 Орбиты планет 975 Физические характеристики планет . . 975 Фотометрические характеристики планет 976 Температурные условия на поверхности пла- планет 976 Атмосферы планет 976 Спутники планет 977 Система колец Сатурна 977 Луна 977 Малые планеты 978 Кометы 978 Метеоры 979 46.4. Звезды 979 Спектральная классификация звезд . . 979 Звездные величины 980 Диаграмма Рессела-Герцшпрунга . . 980 Ближайшие звезды 981 Самые яркие звезды 981 Переменные звезды 981 Пульсары 983 Белые карлики 983 Гиганты 984 46.5. Галактика и Вселенная 984 Галактика . . 984 Межзвездная среда 985 Поглощение света звезд, межзвездная пыль 986 Межзвездный газ g86 Излучение и поля в межзвездном пространстве ggg Внегалактические туманности (галактики) 986 Вселенная 987 46.6. Космическое радиоизлучение . . . 987 Спектральный состав радиоизлучения раз- различных участков неба 987 Некоторые галактические источники радиоизлу- радиоизлучения 988 Внегалактические источники радиоизлучения 988 Квазары 988 46.7. Космические полеты и искусственные спут- спутники Земли . 989 46.8. Космическая распространенность элементов 990 Список литературы 991 Глава 47. Геофичика 47.1. Общие характеристики Земли . . . 991 Фигура Земли 991 Строение Земли 992 47.2. Литосфера 992 Состав 992 Гравиметрия 994 Сейсмология 995 Земной магнетизм 996 Геотермика 998 47.3. Гидросфера 998 Распределение запасов воды на поверхности Земли 998 Состав океанической и пресной воды . 999 Плотность и электропроводность воды . 999 Физические свойства морского льда . . . 1000 Звук и свет в океане 1000 Тепловой баланс океана 1000 47.4. Атмосфера 1000 Строение атмосферы 1000 Стандартная атмосфера 1001 Радиационный баланс атмосферы . . 1003 Электрические явления в атмосфере . . 1004 Стратификация атмосферы в зависимости от системы ионизации 1005 Список литературы 1005
ОТ РЕДАКТОРА Развитие физических наук в последние десятилетия характеризуется неудержимым увеличением потока информации. Эта информация нуждает- нуждается в систематическом обобщении и концентрации Таблицы физических величин естественным образом концентрируют ту часть потока информа- информации, которая допускает числовое выражение. По отдельным узким разделам физики изданы и продолжают изда- издаваться специализированные справочники и таблицы. К таким изданиям обычно обрящаются специалисты. Предлагаемые таблицы предназначены для широкого круга читателей, которым нужно получить информацию из областей физики, лежащих вне их более или менее узкой специальности. Поэтому в предлагаемых таб- таблицах читатель не найдет, например, подробных данных ни о спектрах элементов, ни о свойствах растворов и т. п. «Таблицы физических вели- величин» не претендуют на конкуренцию с такими многотомными изданиями, как знауенитый справочник Landolt-Bornstein либо Technical Tables и др. Для повседневного пользования обычно требуется широко доступный справочник умеренного объема. Удовлетворению этой потребности и при- призваны служить предлагаемые читателю таблицы. Составители понимают, что таблицы далеки от совершенства, и на- надеются, что читатели своими критическими замечаниями будут способ- способствовать улучшению этой книги в последующих изданиях. и. к. киконин
I. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ ГЛАВА 1 ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 1.1. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ) В октябре 1960 г. XI Генеральная конферэнция по мерам и весам приняла Международную систему единиц, обозначаемую символом СИ (SI).. Эта,система утзерждена в СССР как Государственный стандарт (ГОСТ 9867—61 «Международная система единиц») и должна предпочтительно применяться во всех,.областях науки, техники и народного хозяйства. Международная система единиц измерений физиче- физических величин—единая универсальная система. Она свя- зызает единицы измерения механических, тепловых, электрических, магнитных и других величин. В состав системы входят шесть основных единиц (метр, кило- килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, свеча), две дополнительные (радиан и стерадиан) и 27 важнейших производных единиц из различных областей науки (табл. 1.1). В государственных стандартах СССР при- применяется понятие размера единицы, являющегося ко- количественной мерой физической величины, содержащей- содержащейся в единице измерения. Размер производных единиц определяется законами, связывающими физические величины, и выражен через размер основных или дру- других производных единиц. Например, единица силы ньютон (н) установлена на основе второго закона Ньюто- иа: она равна силе, которая сообщает ускорение 1 м/сек2 массе 1 кг. При выборе размера соблюдается в основном условие когерентности (связности) системы: в уравне- уравнениях, определяющих единицы измерения производных величин, коэффициент пропорциональности должен быть величиной безразмерной и равен единице. В Международной системе единиц четко разграничены единицы массы (килограмм) и силы (иьютон). Для изме- измерения механической, тепловой и электрической энергий установлена одна универсальная единица ¦— джоуль. Государственный стандарт допускает применение других систем единиц, когда это удобно и необходимо, но преимущественно должна применяться система единиц СИ. В настоящее время вводится новый стандарт единиц физических величин. Изменения наименований физичес- физических величии и их новые обозначения приведены в при- примечании. Определение основных единиц системы СИ Метр—длина, равная 1650763,73 длины волн излуче- излучения в вакууме, соответствующего переходу между уров- уровнями 2р,0 и 5d6 атома 86Кг. Килограмм — единица массы — представлен массой международного прототипа килограмма. Секунда — 1/31556925,9747 часть тропического года для 1900 г. января 0 в 12 ч эфемеридного времени. Ампер — сила неизменяющегося тока, который про- проходя по двум параллельным прямолинейным проводни- проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает между этими проводни- проводниками силу, равную 2-10~7 единиц силы Международной системы на каждый метр длины. Градус Кельвина—единица измерения температуры по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точки воды установлено зна- значение 273,16° К (точно). Свеча — единица силы света, значение которой при- принимается таким, чтобы яркость полого излучателя при температуре затвердевания плстины была равна 60 сь/см2. 9
Таблица 1.1 Наименование величины Основные единицы Длина Масса Время Сила электрического тока Термодинамическая темпера- температура Сила света Дополнительные единицы Плоский угол Телесный угол Производные единицы Площадь Объем Частота Плотность (объемная масса) Линейная скорость Угловая скорость Линейное ускорение Угловое ускорение Сила Давление (механическое на- напряжение) Динамическая вязкость ¦ Кинематическая вязкость Работа, энергия, количество 'теплоты Мощность Количество электричества, 'электрический згряд Электрическое напряжение, разность электрических потен- потенциалов, электродвижущая сила Напряженность электриче- электрического поля Электрическое сопротивление Электрическая емкость Магнитный поток Индуктивность Магнитная индукция Напряженность магнитного поля Магнитодвижущая сила Световой поток Яркость Освещенность Международная система Единица измерения метр килограмм секунда ампер градус Кельвина свеча радиан стерадиан квадратный метр кубический метр герц килограмм на кубический метр метр в секунду радиан в секунду метр на секунду в квадрате радиан на секунду в квадрате НЬЮТОН v ньютон на квадратный метр ньютон-секунда на квадрат- квадратный метр квадратный метр на секунду джоуль ватт кулон вольт вольт на метр ом фарада вебер генри тесла ампер на метр ампер люмен ¦ свеча на квадратный метр или нит * люкс единиц (СИ) Сокращенное обозначение русскими буквами м кг . сек а °К ев рад стер м* м3 гц кг/м3 м/сек рад/сек м/сек2 рад/се к2 н н/м2 н-сек/м2 м2/сек дж вт к в в/м ом ф вб гн тл а/м а лм св/м2 или нт АН латинекчмн буквами m kg s А °К cd rad sr m2 m3 Hz kg/m3 m/s rad/s m/s2 rad/s2 N N/m2 N-s/m2 m2/s J W С V V/m Q F Wb н T A/rn A 1m cd/m2, nt Ix Размер единицы A м)* A жK 1:A сек) A кг):(\ жK A ж):A сек) A рад):(\ сек) A ж):A секJ A рад):(\ секJ A кг)(\ м):{\ сек) A н):A жJ A «)•(! сек):(\ жJ A жJ:A сек) A я)-A м) A дж):(\ сек) A а)A сек) A вт):A а) ' A в):A ж) , A в):A а) A /с):A в) A /с)-A ж) A вб):A а) A вб):A жJ A в):A ж) A а) A св)-{1 стер) A св):(\ жJ A лм):(\ мJ 10
Таблица 1.2 Приставка Пико На но Микро Милли Санти Деци Приставки Числовое значение 10-12 10-9 10-е Ю-з • Ю-2 КГ1 для образования кратных и дольных единиц измерения Сокращенное обозначение русскими буквами п н мк м с д латинскими нли греческими буквами Р П V- т с d Приставка Дека Гекто Кило Мега Гига Тера Числовое значение 10 102 103 1Се 10" 1012 Сокращенное обозначение русскими буквами да г к М Г Т латинскими буквами da h k М G Т
Таблица 1.3 Единицы измерения механических величин Наименование Длина Время Масса Сила Плоский угол Частота Угловая ско- скорость Угловое ускоре- ускорение Скорость Ускорение Площадь Объем Плотность Удельный вес* Момент инер- инерции Количество дви- движения Момент силы Работа, энергия Мощность Давление Динамическая вязкость Кинематическая вязкость Обозначение, формула определения МКС, СГС МГГСС 1, г t т F—ma m= =F/o F а = lit V = l/t w = a/t 6 = w/t v= l/t a = bv/bt S = l2 V = I3 p=m/V T =mg/V J = mr2 i = mv M = Fl A = Fl cos a W = A/t P = F/S rt = (F/S) X Х(Л//Ли) C = Tfj/p Сокращенное русскими буквами м сек кг н рад гц рад/сек рад/сек2 м/сек м/сек2 м2 м3 кг/м3 н/м3 кг-м2 кг-м/сек н- м дж вт н/м2 н ¦ сек/ м2 м2/сек МКС обозначение латинскими буквами m s kg N rad Hz rad/s rad/s2 m/s m/s2 m2 m3 kg/m3 N/m3 kg-m2 kg.m/s N-m J W N/m2 N-s'm2 m2/s j Размерность в системе МКС _ — — м-кг-сен'1 — сек сек'1 сек'2 м¦сек м ¦ сек м* м3 м~3 ¦ кг м~2-кг-сек~2 м2-кг м-кг-сек'1 м2-кг- сек~- м2- кг- сек'2 м2-кг-сек'3 м~1-кг-сек~- м~л-кг-сек~ м2-сек~1 СГС Сокращенное обозначение русскими букнами СМ сек г дин рад гц 1/сек 1 Ice к2 см /сек см/сек2 СМ2 см3 г/см3 дин/см3 г-см"- г-см! сек дин¦ см эрг эрг/сек дин/см2 пуаз cm латинскими буквами cm S g dyn rad Hz 1/s 1/s2 cm/s cm/s2 cm2 cm3 g/cm3 dyn/cm3 g-cm2 g-cm/s dyn-cm erg erg/s dyn/cm2 P st i Размерность j в системе СГС — — см-г-сек'2 — сек сек сек см ¦ сек'1 см ¦сек'2 см2 см3 см'3-г см'2-г-сек'2 см2-г см-г-сек'1 см2-г-сек'2 см2 ¦ г ¦ сек'2 см2-г-сек'3 см-г-сек2 см'1-г-сек'1 см2-сек'1. мкгсс Сокращенное обозначение русскими буквами м сек кГ' -сек2/м кГ рад гц рад/сек рад/сек2 м/сек м/сек2 м2 м3 кГ-сек2/м1 кГ/м3 кГ-м- сек2 кГ-сек кГ-м кГ-м кГ- м/сек кГ/м2 кГ-сек'м2 м2,'сек латинскими буквами m S kG-s2/m kG rad и? rad/s rad/s2 m/s m/s2 m2 m3 kG-s2/m4 kG/m3 kG-m-s2 kG-s kG-m kG-m kG-m's kG/m2 kG-s/m2 m2/s Размерность в системе МКГСС _ — jh • кГ ¦ сек2 — — сек сек сек'2 м¦сек'1 м¦сек'2 м2 м3 м'^-кГ -сек2 м'3-кГ м-кГ ¦ сек2 кГ-сек м-кГ м-кГ м-кГ -сек'1 м'2-кГ м~2 ¦ кГ ¦ сек м2-сек~1 * g — ускорение свободного падения.
1.2 ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Государственный стандарт допускает для измерения механических величин три системы единиц: 1) система СИ (МКС), основные единицы которой метр, килограмм, секунда; 2) система СГС, основные единицы которой санти- сантиметр, грамм, секунда; 3) система МКГСС, основные единицы которой метр, килограмм-сила; секунда. Преимущественио должна применяться система МКС. Вместе с тем допускается применение внесистем- внесистемных единиц: длины — микрон; массы — тонна и цен- центнер; времени — час и минута; плоского угла — гра- градус, минута и секунда; площади — ар и гектар; объе- объема —¦ литр; угла поворота —оборот; угловая скорость— оборот в минуту и оборот в секунду; давление — бар и техническая атмосфера и т. д. В табл. 1.3 приведены наименования основных ме- механических величин, их обозначения, формулы, с по- помощью которых определяют эти величины, единицы измерения и размерности* в системах МКС, СГС и МКГСС. * Размерность устанавливает соотношение данной производной единицы с основными единицами системы на основании определяющих уравнений. Формулы раз- размерности имеют важное значение при проверке пра- правильности математических уравнений, выражающих функциональные зависимости между числовыми зна- значениями физических величин. Соотношение между единицами длины Таблица 1.4 Единица измерения А-едипица Ангстрем Нанометр [миллимикрон) Микрометр (микрон) Миллиметр Сантиметр Дюйм Фут Метр Ярд Километр Сухопутная миля Морская миля Световой год Сокращен- Сокращенное обо- обозначение А А нм мкм мм см дюйм фут м ярд км — — Х-еднница 1 0,9979-103 0,9979-10* 0,9979-1С 0,9979-101° 0,9979-Юи 0,2535-1012 0,3042- Юг3 0,9979- 1013 0,9125-1013 0,9979- 10W 1 ,6060- 1016 1,8492-1016 9,441 -10м Ангстрем 1,00206-Ю-3 1 10 10* 10' 108 2,540-108 3,048-109 10i° 9,1440-Ю9 1013 1,6093-1013 1,853-1013 9,46-1025 Нанометр 1,00206- Ю-1 ю-1 1 103 106 10' 2,540-10' 3,048-108 10я 9,1440-1С8 1012 1.6С93- 1С»2 1,853- 1012 9,46-1С24 Микрометр 1,00206-10-' ю-1 10" •' 1 103 10* 2,540-10» 3,048-105 10° 9,1440-105 10э 1,6093-10» 1,853-10» 9,46-1021 Миллиметр 1,00206-10-1° ю-' 10"° ю-3 1 10 25,40 3,048- Ю2 103 9,1440-102 10» 1,6093-106 1,853-10е 9,46-10" Сантиметр 1,00206- Ю-" Ю-8 10"' 10~4 ю-1 1 2,540 30,48 lO2 91,44 105 1,6093-Ю5 1,853-Ю5 9,46- 101' Дюйм 3,945-10-12 3,937- Ю"9 3,937- Ю-8 3,937-10-5 3,937-10-2 0,3937 1 12 39,37 36 3,937-101 6,336-10* 7,295-104 3,724-101' Единица измерения А-единица Ангстрем Нанометр [миллимикрон) Микрометр (микрон) Миллиметр Сантиметр Дюйм Фут Метр Ярд Километр Сухопутная миля Морская миля Световой год Фут 3,2876-10~13 3,2808-10-1° 3,2808-10"9 2,2808-Ю-6 3,2808-1О 3,2808-10-2 8,3333-10-2 1 3,2808 3 3,2808-Ю3 5,280-Ю3 6,080-Ю3 3,1033-Ю" Метр 1,00206- Ю-13 2 1 1 10-ю ю-» ю-6 Ю-3 10-2 540-10~2 0,3048 1 0,91440 Ю3 6093-1О3 853- Ю3 9,46-1015 Ярл 1,0959-Ю-13 1,0936- 10-ю 1,0936-10-» 1.С936-10-6 1,С936-10-з 1.С936-10~2 2,7777-10-2 0,3333 1,0936 1 1,0936-103 1,760-103 2,0265-1С3 1,035-1016 Километр 1,00206- 10-ie Ю-13 10-12 10"» Ю~е 10-5 2,5401 Ю-5 3,048-Ю ю-3 9,1440-10-4 1 1,6093 1,853 9,460-1012 П р о д о л ж Сухопутная миля 6,2267-10-1' 6,214-Ю-'4 6,214-10-"я 6,214-10-1" 6,214-10-' 6,214-10-6 1,5787- Ю-5 1,8939-10-4 6,2138-10-4 5,6818-10-4 0,62138 1 1,1516 5,878-1012 е н и е Морская Ми.7№ 5,41 5,40 5.40 5,40 5,40 5,40 1,37 1,64 5,40 ю-" Ю-» 10-13 Ю-ю ю-' ю-6 Ю-» Ю-4 ю-» 4,93-10-4 0, 540 0,86835 1 5,104- 10J2 т 1 1 1 1 1 1 2 3 1 1 1 а б л. 1.4 Световой TOJ ,06-108 ,06-10-25 ,06 10-25 ,06- 10-22 ,06- 10» ,06-Ю8 ,68- Ю8 ,22-10-1' ,06-10-16 9,7-10~17 ,06-10'i3 1,7-10-13 ,95- Ю-13 1 - 13
Таблица 1.5 Соотношение между единицами площади Единица измерения Барн Квадрат- Квадратный микро- iVitT- J JJ Квадрат- Квадратный милли- миллиметр Квадрат- Квадратный санти- сантиметр Квадрат- Квадратный дюйм Квадрат- Квадратный фут Квадрат- Квадратный ярд Квадрат- Квадратный метр Ар Гектар Сокра- Сокращенное обозна- обозначение барн МКМ2 ММ2 см* дюйм2 Фут2 ярд2 ж2 а га Барн 1 101° 1022 1024 6,4516-1024 9,29030-1026 8,36137-Ю2' 1Q28 Юзе 1032 Квадратный микрометр Ю-16 1 106 108 6,4516-108 9,29030-101° 8,3613-1011 1012 Юн Id6 Квадратный миллиметр ,0-22 Ю 1 102 6,4516-Ю2 9,29030-1О4 8,3613-105 106 Ю8 101° Квадратный сантиметр Ю-24 Ю-8 Ю-2 1 6,4516 9,29030-1О2 8,3613-Ю3 10* 10« Ю8 Квадратный дюйм 1,55-10-25 1,550-10-» 1,550-10-з 0,1550 1 1,44-102 1,30-103 1,550-Ю3 1,550-105 1,550-10' Квадратный фут 1,0763-10-2' 1,0763-10-11 1,0763-10-5 1,0763-1О 6,9444-Ю-з 1 9 10,764 1,0764-Ю3 1,0764-Ю5 Квадратный ярд 1,1960-Ю-28 1,1960-10-12 1,1960-10-е 1,1960-10-4 7,7216- Ю-4 0,111 1 1,1960 1,1960-102 1,1960 10* Квадратный метр Ю-28 10-12 ю-" Ю 6,4516-10~4 9,29030-10-2 0,83613 1 102 10* Дп Ар Ю-зо 10-14 Ю"8 ю-6 6,4516-10-6 9,29030-Ю-4 8,3613-Ю-з 10-2 1 102 еКГЗР 10-32 10-18 10-ю Ю"8 6,4516-10-8 9,29030- Ю-6 8,3613-10-5 КГ4 10~2 1 Таблица 1.6 Единица измерения Кубический микро- микрометр Кубический милли- миллиметр Кубический санти- сантиметр Кубический дюйм Литр Кубический фут Кубический ярд Кубический метр Сокращен- Сокращенное обозна- обозначение мкм3 MMS см3 дюйм3 л фит3 ярд* м3 Кубический микрометр 1 10s 1012 1,63871-1013 1015 2,8317- 10ie 7,6455-101' 1018 Соотношение между Кубический миллиметр Ю-9 1 103 1,63871•104 10» 2,8317-10' 7,6455-Ю8 Ю9 Кубический сантиметр 10-12 Ю-3 1 16,3871 Ю3 2,8317-104 7,6455-105 106 единицами объема Кубический дюйм 6,1023-10-м 6,1023-10-5 6,1023-10-2 1 61,023 1,7279-103 4,6653-104 6,1023-104 Литр Ю-" ю-6 Ю-3 1,63871 Ю-2 1 28,3168 7,6455-102 Ю3 Кубический фут 3,5314-10-1' 3,5314-10-8 3,5314-10-5 5,787-Ю-4 3,5314-10-2 1 27,0 35,314 Кубический ярд 1,3079-10-18 1,3079-10-9 1,3079-10-е 2,1432-10~6 1,3079- Ю-3 3,7037-Ю-2 1 1,3079 Кубический метр Ю-18 Ю-9 10-" 1,63871-10-* Ю-3 2,83168-10-2 0,76455 1
Таблица 1.7' Единица измерения Гран Микрограмм Миллиграмм Грамм Килограмм Английская унция Английский фунт i Сокра- Сокращенное обо- значе- значение мкг мг г кг Гран 1 1,5432-Ю-6 1,5432-Ю-2 15,432 1,5432-10" 4,375- Ю2. 7,00-Ю3 Соотношение Микрограмм 6,48-104 1 Ю3 106 10s 2,8349-107 4,5359-108 Миллиграмм 6,48-101 10-з 1 103 106 2,8349-Ю4 4,5359-105 между единицами массы Грамм 6,48-10-2 ю-в 10":- 1 Ю3 28,349 4,5359-102 Килограмм 6,47989-10-^ Ю"8 Ю-в Ю-3 1 2,8349-10-2 0,45359 Английская унция 2,2857-Ю-3 3,5274-10-8 3,5274-Ю-6 3,5274-10-2 35,274 1 16 Унция (аптекарская) 2,0833-Ю-з 3,2150-10-8 3,2150-Ю'5 3,2150-10-2 " 32,150 0,91144 14,58 Английский фунт 1,4285-1О 2,2046-10-" 2,2046- 10-е 2,2046-Ю-з 2,2046 6,25-10-2 1 Таблица 1.8 Соотношение между единицами плотности Единица измерения Сокращенное обозначение Грамм на кубический сантиметр Грамм на кубический дюйм Грамм на кубический фут Унция на кубический сантиметр Унция на кубический дюйм Унция на кубический фут Фунт на " кубический сантиметр Фунт на кубический дюйм Фунт на кубический фут : Грамм на ку- кубический санти- сантиметр Грамм на ку- кубический дюйм Грамм на ку- кубический фут Унция на ку- кубический санти- сантиметр Унция на ку- кубический дюйм Унция на ку- кубический фут 1 Фунт на ку- кубический санти- сантиметр Фунт на ку- кубический дюйм Фунт на ку- бический фут СЛ г/см3 г/дюйм5 г/фут3 унция/см3 унция/ дюйм3 унция/фут3 фунт/см* фунт/дюйм3 фунт/фут3 1 6,10-Ю-2 3,53-1O~5 28,35 1,73 1,00-10-й 4,54-Ю2 27,680 1,602-10-2 16,4 1 5,79-104 4,65-Ю2 28,35 1,64-10-2 7,43-Ю3 4,54-Ю2 0,262 2,83-10< 1,73-103 1 8,03-105 4,90-10" 28,35 1,28-Ю7 7,84-105 4,54-109- 3,53-10-2 2,15-Ю-3 1,25- Ю-" 1 6,10-10-2 3,53-Ю~6 16 0,976 5,65-Ю-4 0,579 3,53-10-2 2.04-10-5 16,4 1 5,79-Юч 2,62-102 16 9,26-Ю-3 1,00-10». 61,0 3,53-Ю-2 2,83-10" 1J73-103 1 4,53-105 2,76-104 16 2,20-10-3 1,34-Ю-4 7,79-10-8 6,25-10-г 3,82-Ю-з 2,21-10-6 1 6,10-10-2 3,53-10 3,61-Ю-2 2,20-Ю-з 1,28-КГ6 1,024 6,25-10-2 3,62-10~5 16,4 1 5,79-10-» 62,428 3,81 2,20-Ю-з 1,77-103 1,08-102 6,25-10-2 2,83-104 1,73- Ю3 1
Соотношение между единицами времени Таблица 1.9 Единица измерения Секунда Минута Час Сутки Неделя Год Сокращен - ное обозначение сек мин ч сутки год Секунда 1 60 3,6-103 8,640-Ю4 6,048-105 3,1557-10' Минута 1,667-Ю-2 1 60 1,44-Ю3 1,0080- 104 5,260-106 Час 2,777-Ю-4 1,667-10-* 1 24 1,68-Ю2 8,7658-103 Сутки 1,1574-10-6 6,9444-Ю-4 4,1667-10~2 1 7 3,6524-102 Неделя 1,6534 10-е 9,9206-Ю-6 5,952-Ю-3 0,14285 1 52,178 Год 3,1688-1СГ8 1,9013-10-» 1,Н14-10-4 2,7378-10-з 1,9165-10-2 1 Таблица 1.10 Соотношение между единицами измерения угла Ещница измерения Радиан Оборот (окруж- (окружность) Градус Минута Секунда Сокращенн ое обозначение рад об о Радиан 1 6,28 1,7453-10 2,9069-10 4,848-10-е Оборот 0,159 1 2,78-Ю-3 4,633-10-5 7,716-10-' Градус 57,296 360 1 1,666-10-2 2,778-Ю-4 Минута 3,438-103 2,160-104 60 1 1,6666-10-2 Секунда 2,063-105 1,296-10» 3,6-103 60 1 Таблица 1.11 Единица измерения Сантиметр в секунду Метр в секунду Километр в час Узел Соотношение между Сокращенное обозначение см/сек, м/сек км/ч -узел Сантиметр в секунду 1 102 27,778 51,479 единицами скорости Метр в секунду 10 1 0,27778 0,5148 Километр в час 3,6- Ю-2 3,6 1 1,8532 Узел 1,9425-10-2 1,9425 0,53959 1 Таблица 1.12 Соотношение между единицами силы Единица измерения Дина Ньютон Стен Килограмм-сила Сокращенное обозначение дин н сн кГ Дина 1 106 Ю8 9,8066-106 Ньютон 10-5 1 103 9,8066 Стен ю-* 10-з 1 9,8066-Ю-3 Килограмм-снла 1,0197-10-" 0,10197 101,97 1 16
Таблица 1.13 Единица измерения Ньютон на квадрат- квадратный метр (паскаль) Дииа на квадрат- квадратный сантиметр (мкбар) Килограмм-сила на квадратный метр (мм вод. ст.) Бар (гектопьеза) Пьеза . Атмосфера физи- физическая Атмосфера техни- техническая (килограмм на квадратный сантиметр) Миллиметр ртутно- ртутного столба (торр) Сокращенное обозначение Н/Ж2 дин/см* кГ/м* бар пз атм am (кГ/см*) мм рт. ст. Н ьютон на квадратный метр 1 0,1 9,8066 105 103 1,0133-105 9,8066-10* 1,3332-Юа Соотношение между Дина на квадратный сантиметр 10 1 98,066 106 10* 1,0133-106 9,8066-105 1,3332-10s Килограмм- сила на квад- квадратный метр 0,10197 1,0197-10-¦> 1 1,0197-10* 1,0197-102 1,0333-W Ю4 13,595 единицами давления Бар 10~5 ю-» 9,8066-10-ь 1 10-2 1,0133 0,93066 1,3332-10-2 Пьеза 10~3 Ю-1 9,8066-10~3 102 1 1,0133-102 93,066 0,13332 Атмосфера физическая 9,8692- КГ* 9,8692-10"' 9,6784-10 0,98692 9,8692-Ю-з 1 0,96784 1,3157-Ю-3 Атмосфера техническая 1,0197-10-° 1,0197-10-е 10"" 1,0197 1,0197-10-2 1,0333 1 1,359-1(Г8 Миллиметр ртутного столба 7,50-10-» 7,50-10-* 7,356-10-2 7,50-102 7,50 7,6-102 7,356-102 1 Таблица 1.14 Единица измерения Эрг Джоуль (ватт-се- (ватт-секунда) Килограммометр Ватт-час Калория Литр-атмосфера Электрон вольт Сокращенное обозначение эрг дж (втсек) кГм втч кал л ¦ атм 33 Соотношение между Эрг 1 10' 9,8066-10' 3,60-101° 4,1868-10' 1,0133-109 1,6021 10-12 Джоуль 10-' 1 9,8066 3,60- Ю3 4,1S68 1,0133- Ю-2 1,6021-10-1" единицами работы и энергии Килограммометр 1,0197-10-8 0,10197 1 3,6709-Ю2 0,42685 1,0333-10 1,634-10-2° Ватт-час 2,7778-Ю-» 2,7778- КГ4 2,724-Ю-з 1 1,1628-Ю-3 2,815-10-2 4,450- Ю-23 Калория 2,3884-1О"8 0,23889 2,3427 8,6001-102 1 24,206 3,8276- 10-20 Литр-атмосфера 9,8689-10-1° 9,8689- Ю-3 9,6781-10-2 35,527 4,1311-Ю-2 1 1,5813- 10-21 Электрон вольт 6,2419-10» 6,2419-101е 6, 1205-1018 2,25- 1022 2;6126- 101» 6,325-102° 1 Соотношение между единицами мощности Таблица 1.15 Единица измерения Эрг в секунду Ватт (джоуль в секунду) Килограммометр в се- секунду Лошадиная сила Лошадиная сила (анг- (английская) Калория в секунду Сокращенное обозначение эрг/сек вт (дж/сек) кГм/сек л. с. л. с. кал/сек Эрг в секунду 1 10' 9,8066-10' 7,355-10s 7,457-109 4,1868-10' Ватт ю-' 1 9,8066 7,355-102 7,457-Ю2 4,1868 Килограммометр в секунду 1,0197- Ю-8 0,10197 1 75 76 0,42693 Лошадиная сила 1,3596- 10-ю 1,3596-Ю-з 1,3333-10-2 1 1,0139 5,6924-Ю-з Лошадиная сила (англ йская) 1,3410-10-1° 1,3410- Ю-3 1,3151-10-2 0,9363 1 5,6145- Ю-3 Калория в секунду 2,3884-Ю-8 2,3884-10"' 2,3427 175,67 178,11 1
i.3. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ВЕЛИЧИН секунда (сек), градус Кельвина (°К) (по абсолютной тер- I . модинакнческой шкале). Стандарт допускает примеие- ¦ ' ¦ , ¦ ' ние внесистемных единиц, основанных на калории в Государственный стандарт ]ГОСТ 8550—61 «Тепло-; качестве единицы количества теплоты (табл. 1.16). вые единицы» устанавливает систему; основными еди- Согласно ГОСТ 8550—61 1 кал = 4,1868 дж. ! иицами которой являются: метр (ж), килограмм (кг), ¦; I ¦ ¦ . ' ¦ Таблица 1.16 1 Тепловые единицы ; Наименование величины ' Количество теплоты, термодинамический по- потенциал Теплоемкость- системы, энтропия системы Удельная теплоем- теплоемкость, удельная энтропия Удельный термодина- термодинамический потенциал, удельная теплота фазо- фазового превращения, удель- удельная теплота химической реакции Температурный гра- градиент Тепловой поток Поверхностна^ плот- плотность теплового потока Коэффициент теплопе- теплопередачи Коэффициент тепло- теплопроводности Коэффициент темпера- температуропроводности | Тепловые единицы системы (СИ) мртр — килограмм — секун да — градус Обозначение единиц измерения ¦ русскими буквами дж дж!град дж/(кгХ хград) дж/кг град/м вт рт/м2 i §т!(м^х х ерш?) вт1(му. X град) м^/сек латински ми буквам и J ¦ J/deg J/(kg-deg) J/kg deg/m W W/m2 W/(m2-deg) W/(m-deg) m2/s Размерность ж2-кг-сек . . ж2-кг-сек-2х X град'1 м2-сек'2 ¦град'1 ж2 • сек-2 м~1-град м2-кг-сек~3 кг•сек'3 кг-сек~3-град~1 м-кг-сек~3Х Хград'1 ж2 •сек'1 Тепловые ециницы, основанные на калории Обозначение русскими буквами, кал кал/град нал/ (г ¦ град) кал/г ¦ — кал/сек кал/(см*-сек) кал/(см2х X сек-град) кал 1 (с мх X сек ¦ град) мг1ч единиц измерения латинскими буквами cal cal/deg . cal/(g-deg) cal/g — cal/s cal/(cm2-s) cal/(cm2-s-deg) cal/(cm-s-deg) m2/h Множитель перевода в единицы СИ 4,1868 4,1868 4,1868-Ю3 4,1868-103, 1 — 4,1868 4,1868-10" 4,1868-10* 4,1868-,1№ 2,7778-1О Температурные шкалы i В настоящее время существует четыре температур- температурных шкалы, установленные международными рекомен- рекомендациями (табл. 1.17). Абсолютная термодинамическая шкала, в соответст- соответствии с решением X Генеральной конференции по мерам и весам 1954 г., определяется при помощи тройной точки воды в качестве основной реперной точки. Этой точке соответствует температура 273,16°К (точно). Нижней границей шкалы служит точка абсолютного Таблица 1.17 Сравнение температурных шкал* Шкала Цельсия Абсолютная Реомюра Фаренгейта Обозначе- t, °С Т, °К t°, R Г, F Точка тая- таяния льда Точка ки- кипения воды о 273,16 0 . 32 100 373,16 80 212 Интервал 100 100 80 180 Формула пересчета ' (Г—2 нуля температуры. Температура айсолютной термодина- термодинамической шкалы обозначается 7°К. Стоградусная термодинамическая шкала имеет нача- начало отсчета в точке, лежащей на 0,0100° ниже тройной точки воды (т. е. в точке плавления льда при нормаль- нормальном давлении). Температура на этой шкале t = (Т — 273,15)°С. Интервал температуры-по первой и второй шкалам имеет одно и то же значение. ' ¦¦ , Стоградусная международная шкала основана на определенном количестве постоянных и эксперименталь- экспериментально воспроизводимых температур равновесия'(реперных точек), которым присвоены определенные числовые зна- значения (точки кипения кислорода, плавления льда, ки- кипения серы, кипения воды, затвердевания сёрёбра,_ за- затвердевания золота). Температура обозначается' сим- символом t и выражается в градусах стоградусной шка- шкалы °С- . , | Абсолютная международная шкала построена по принципам международной шкалы температур, но с началом отсчета от абсолютного нуля. Температура по этой шкале выражается формулой Т = (t -\- 273,15)°К, где t — температура по стоградусной международной температурной шкале. \ Из этих четырех температурных шкал ГОСТом ут- утверждены две основные шкалы: первая (абсолютная термодинамическая шкала) и третья (стоградусная международная температурная шкала). 18
Таблица 1.18 Электрические н магнитные единицы Наимеио вание величины Количества элек- электричества (кулон) Поверхностная плотность зарядов Напряженность электрического по- поля Разность элек- электрических потен- потенциалов Электрическая емкость Абсолютная ди- диэлектрическая про- проницаемость Сила тока (ток) Электрическое сопротивление Электрическое смещение (электри- (электрическая индукция) Д иэлектр ическая восприимчивость Формула определения в системе МКСА q = lt (t — время) СГС q = rVT (f — сила) (г — рас- расстояние) o = q/S (S — площадь) E=flq U=A/q (A — работа) C=q/U ea=?o-e (e —относитель- —относительная диэлектри- диэлектрическая проница- проницаемость) — Ч = е I = q/t R = U Ц 5 = eo(e-l) D = е? Наименование и обо- обозначение в системе МКСА кулон (к) кулон на квадратный метр (к/л2) вольт на метр (в/ м) вольт (в) фарада (ф) фарада на метр (ф/м) ампер (а) ом (ом) кулон на квадратный метр (к/м2) фарада на метр (ф/м) СГС и СГСМ —• — — — санти- сантиметр (см) — — — — — Размерность в системе МКСА сек-а м~2-сек-а м-кг-сек'3-а'1 •4 м2-кгсек~3\а~1 лГ2- кг -сек* -а2 лГ3 • кг~х • сек* • а2 а м2-кг-сек~3-а~2 м"*-сек-а м~~3 ¦ кг ¦ сек4 • а2 сгсэ см1г ¦ г1г ¦ сек'1 см^^-г^-сек'1 см~Ч*- г^-сек'1 см1>г ¦ г'/" ¦ сек'1 см ео см1г- г1 г-сект2 см'1 ¦ сек см~~1/г- г^-сек'1 Ч СГСМ см'*'*- г1' см42- ги-сек"* см*- г1*- сект* см'1 ¦ сек2 см'2-сек2 см1!*- г^-сек'1 см ¦ сек'1 см'*'', г'* см'2-сек.2 СГС om'I* ¦ il* • сек'1 см,—1!2. г7*. ceK-i см—1/г- г1*-сек'1 см12 ¦ г12 ¦ сек'1 см ¦—¦ см1г- г1'- сек'2 см'1 ¦ сек см.—1'2- г^-секГ1
о Продолжение табл. 1.18 Наименование величины Поток электри- электрического смещения (поток индукции) Напряженность магнитного поля Абсолютная маг- ьитная проница- проницаемость Магнитная ин- индукция Магнитный по- поток Индуктивность Магнитный мо- момент (рамки с то- током) Магнитодвижу- Магнитодвижущая сила Интенсивность намагничивания (н ам агниченность) Магнитная вос- восприимчивость Формула определения в системе МКСА | СГС N = DS „ I 11 - 2,г ([j.— относительн, проницаемость) / и 2/ cr (с—скорость света) ш магнитная сг Ф= BS ф F = 57 = и/ (и — количество витков) Фс U~ I Pm=~IS F — с J = PmlU '"т ~~ 4-. Наименование и обо- обозначение в системе МКСА кулон (к) ампер на метр {а 1м) генри на метр (гн/м) тесла (тл) вебер (еб) генри (гн) ампер х X кв.метр (а-м*) ампер (а), ампер-ви- ампер-виток (ав) ампер на метр (а/м) — СГС и СГСМ — эрстед (э) гаусс (г.) мак- максвелл (мкс) санти- сантиметр (см) — гиль- берт (гб) — — Размерность в системе ИКСА сек ¦ а м~1-а м-кг-сек'2-а'2 кг¦сек~2¦а~1 мг ¦ кг ¦ сек'2 ¦ а м--кг-сек~--а~г л;2-а а м~1-а — СГСЭ см'1г- г1г-сек~1 см'2- г1/'-сек-г см~ *• сек2 см"'1'- г1' см1г- г1' см'* ¦ сек1 ся^г- г'2- сек~2 смг/2- е'/г-сек~2 см1* ¦ г''2 ¦ сек — сгсм см'*- г1/, см~~'/г- г'/2-сек~1 см~~'/г- г1''-сек см'12 ¦ ?1* ¦ сек'1 см см 1г- г'/г-сек~* см*/*- г1* -сек'1 см~1/г -г1г-сек'х — СГС см'1*-гЧг-сек'1 см~'/г- г'^-сек'1 — см-Ч'-г'/'-секГ1 см'12- г1г-сек'* см см 1г- г'г-сек'1 см1г -г4'- сек'* см~'!*- г^-сек —
1.4. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТ- ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН Согласно системе СИ основными единицами изме- измерения электромагнитных величин являются метр, кило- килограмм, секунда и ампер. Построенная на этих едини- единицах система электромагнитных величин называется МКСА (см. табл. 1.18 на стр. 19). Систему единиц МКСА обычно применяют при написании уравнений электромагнитного поля в рационализированной фор- форме. Рационализация уравнений электромагнитного по- поля имеет своей целью исключение множителя 4я из наиболее важных и часто применяемых уравнений. В системе МКСА при рационализированной форме урав- уравнений электромагнитного поля электрическая е0 и магнитная ц0 постоянные принимаются равными: 107 = 8,854 • ф/м и fi0 = 10-' = = 1,256 • 10 гн/м, где с — скорость света в вакууме, м/сек. Государственным стандартом допускается, когда это необходимо, применение систем единиц, построен- построенных на основе системы СГС (СГСЭ, СГСМ, СГС — сис- система Гаусса). При этом единицы всех электрических и магнитных величин выражаются через сантиметр, грамм и секунду при помощи соотношений, описываю- описывающих электрические и магнитные закономерности. Система СГСЭ (абсолютная электростатическая сис- система) основана на законах электростатических взаимо- взаимодействий зарядов. Система СГСМ (абсолютная магнит- магнитная система) основана на магнитных взаимодействиях тока. В абсолютной гауссовой системе (СГС) единицы для всех электрических величин совпадают с единицами СГСЭ, а единицы для всех магнитных величин совпа- совпадают с единицами СГСМ. ' В системе СГСЭ: е<,= 1, н,()= 1,11 -КГ21. В системе СГСМ:цо= 1,ео= 1,11-КГ21. В системе СГС ео=Цо= 1. В случае использования систем единиц СГСЭ, СГСМ, СГС уравнения электромаг- электромагнитного поля записывают в нерационализированной форме. В табл. 1.18 приведены единицы измерения электри- электрических и магнитных величин в четырех системах: МКСА, СГСЭ, СГСМ, СГС. Соотношения между единицами электромагнитных величин различных систем приво- приводятся в табл. 1.19. Соотношение между электрэмагнитными единицами Таблица 1.19 Наименование величины Сила тока (ток) Количество электричества (заряд) Поверхностная плотность заряда Разность электрических потенциалов Электрическая емкость Электрическое сопротивление Диэлектрическая проницаемость Напряженность электрического поля Электрическое смещение (электрическая ин- индукция) Поток этсктрического смещения (ноток ин- индукции) Магнитный поток Магнитная индукция Напряженность магнитного поля Магнитная проницаемость Магнитодвижущая сила Магнитный момент Индуктивность (взаимная индуктивность) МКСА 1 а 1 к 1 К/М* 1 в 1 ф 1 ОМ 1 ф/м 1 в/м 1 к/ж2 1 к 1 вб 1 тл 1 а/м 1 гн/м 1 а 1 а-м2 1 гн СГСЭ 3-Ю9 3-109 3-1О5 3,34-10-3 8,99-Юп 1,11-10-12 1,13-lOU 3,34-10-5 3,77-10е 3,77-1010 3,34-10-з 3,34-10-7 3,77-108 8,85^10-16 3,77-101° 3-1013 1,11-10-12 сгем 10-1 10-1 Ю-» 108 10"» 109 1,26-10-1° 10е 1,26-10-4 1,26 108 10« 1 ,26-10-2 7,96-105 1,26 103 109 СГС 3-109 3-109 3-105 3,34-10-з 8,99-Юп 1,11-10-12 1,13-10U 3,34-Ю-5 3,77-106 3,77-lOW 108 104 1,26-10-2 7,96-106 1,26 10з 10» 1.5. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Основными единицами для измерения акустических величин являются: метр, килограмм, секунда (система МКС). Государственным стандартом для измерения акустических величин допускается также применение системы СГС. Государственным стандартом не реко- рекомендуется применять для измерения звукового дав- давления единицу бар. Вместо нее рекомендуется ньютон на квадратный метр, а в системе СГС допускается дина на квадратный сантиметр. В табл. 1.20 приведены акустические единицы системы МКС и системы СГС. В табл. 1.21 приведены внесистемные акустические единицы. 21
Таблица 1.20 Единицы измерения акустических величин величины Звуковое дав- давление Объемная Акустическое сопротивление Механическое Интенсив- Интенсивность звука Плотность звуковой энер- энергии Система СИ (МКС) Сокращенное обозначение русскими буквами Н/М2 м*/сек н-сек/м6 н-сек/м вт/м2 дж/м3 латинскими буквами N/m2 m3/s N-s/m5 N-s/m W/m2 J/m3 Размерность м'1-кг-сек'2 м?-сек~х ж¦кг¦сек'1 кг-сек'1 кг-сек'3 м^-кг-сек'2 Система С ГС Сокращенное обозначение русскими буквами дин/см* смя/сек дин-сек/см6 дин-сек/см эрг/{сек-смг) эрг/см3 латинскими буквами dyn/cm2 cm3/s dyn-s/cm6 dyn-s/cm erg/(s-cm2) erg/cm3 Размерность см^-г-сек'2 см3-сек'1 см~*-г-сек~г г ¦ сек г¦сек~3 сиГ1-г-сек~2 о §:* Множи перево еднниц 10-1 10-6 105 ю-3 ю-3 10-1 Т абл ида 1.21 Внесистемные акустические единицы Наименование величины Уровень звукового давления Уровень громкости Частотный интервал Единица измерения децибел фон октава Сокращенное название дб Определение единицы измерения Уровень звукового давления, двадцать десятичных логарифмов отношения которого к условному порогу давления, равному 0,00002 н/ж2, принимаемому за нулевой уровень, равны единице Уровень громкости звука, для которого уровень звукового давления равногромкого с ним звука час- частотой 1000 гц равен / дб Частотный интервал между двумя частотами, ло- логарифм отношения которых при основании два ра- равен единице 1.6. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕТОВЫХ ВЕЛИЧИН Согласно Международной системе единиц основными единицами Для измерения световых величин является: метр, килограмм, секунда, свеча (табл. 1.22). Световые единицы Таблица 1.22 Наименование величины Сила света Обозначение и формула / Основные единицы измерения Название и обозна- обозначение меж дународн ая свеча, ев Определение 1/60 силы света, излучаемой в направлении нормали в 1 еж2 све- светового эталона Внесистемные единицы Название и обозначе- обозначение — Соотношение единиц — 22
Продолжение табл. 1.22. Наименование величины Световой поток Световая энер гия (количество света) Светность (свети- (светимость) Освещенность (ин- (интенсивность светового потока) Яркость Освечивание Количество освещения Образование н формула Ф = 1т (т—телес- (т—телесный угол) <2 = ф/ (t — время) R = 4>/S (S — пло- площадь) ? = <D/S и с = п H = Et Основные единицы измерения Название и обозна- обозначение люмен, лм люмен-секунда, лм ¦ сек люмен на квад- квадратный метр, лм1мг люкс, лк нит, нт свеча-секунда, се ¦сек люкс-секунда, лк-сек Определение Световой поток, испускаемый то- точечным источником света силой све- света 1 се внутрь телесного угла 1 стер — Светность источника, каждый квадратный метр которого дает све- световой поток 1 лм Освещенность поверхности, на каждый квадратный метр которой падает световой поток 1 лм Яркость площадки, дающей силу света 1 се с каждого квадратного метра в направлении нормали — Внесистемные единицы Название и обозначе- обозначение — — фот, ф стильб, сб — — Соотношение единиц — — — 1 лк = = 10~4 ф 1 кт--10-*сб — — Таблица 1.23 1.7. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ И ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Наименование величины Активность нуклида в радиоактизном ис- источнике Плотность потока ионизирующих частиц или квантов Интенсивность излучения Поглощенная доза излучения (доза излу- излучения) Мощность поглощенной дозы излучения (мощность дозы излучения) Экспозиционная доза рентгеновского и 7- излучений Мощность экспозиционной дозы рентге- рентгеновского и -^-излучений Единица измерения распад в секунду частица (квант) в секунду на квадратный метр ватт на квадратный метр джоуль на килограмм * ватт на килограмм кулон на килограмм ампер на килограмм Сокращенное обозначение русскими буквами распад/сек частица (квант)/ /(сек-м*) вт/мг дж/кг вт/кг к/кг а/кг латинскими буквами S-!-m-2 W/m2 J/kg W/kg k/kg A/kg * Джоуль на килограмм — поглощенная доза излучения, измеряемая энергией 1 дою любого вида ионизирующего излучения, передан- переданной массе 1 кг облученного вещества. 2* Кулон на килограмм — экспозиционная доза рентгеновского и т-излучений, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на килограмм сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд, равный одному кулону электричества каждого знака. 23
Таблица 1.24 Внесистемные единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений Наименование величины Активность нуклида в радиоактивном источнике Поглощенная доза излучения (доза излучения) Мощность поглощенной дозы излучения (мощность дозы излучения) Экспозиционная доза рентгеновского и 7-излуче- НИИ Мощность экспозиционной дозы рентгеновского и •у-излучений Единица измерения кюри* рад рад в секунду рентген 2* рентген в секунду Сокращенное обозначение русскими буквами кюри рад рад/сек Р р1сек латинскими Сук вами Ci rad rad/s г r/s Множитель пе- перевода в единицы системы СИ 3,700-101" 10 Ю-2 2,57976-10~4 2,57976-10-* * Кюри — активность препарата данного нуклида, в котором в I сек происходит 3,700-Ю1» актов распана. Магся пяпиоактивного ну- нуклида, акгивиость которого равна! кюри: <? = 8,9I0-1« AT (Т, сек); Q = 5,310-'3 AT (Т, мин), Q ¦= 3,2- К)-'0 AT (Т, ч); Q = 7,7-IO~» AT (T, день); (? = 2,8-Ю-* AT {Т. год), где А — атомная масса; т —период полураспада. С — масса без нуклида-носи- нуклида-носителя, г. ** Рентген — доза рентгеновского и т-иэлучений в воздухе, при которой сопряженная корпускулярная емнссия 0,001293 г воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд I ец. СГСЭ электричества каждого знака. (Число 0,001293 г — значение массы I см3 воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. Доза облучения 1 р соответствует образованию 2,08-108 пар ионов в 1 см3 воздуха.) Биологический эквивалент рентгена (бэр)— количе- количество энергии, поглощенной живой тканью (для чело- человека или млекопитающего) при облучении любым видом ионизирующей радиации и вызвавшей такой же биологический эффект, как поглощенная доза 1 рад рентгеновского или у -излучения. Доза (бэр) = доза (рад) X КК, где КК — коэф- коэффициент качества, зависящий от вида излучения (ли- (линейная плотность ионизации) рассматриваемого био- биологического процесса и значений тканевой дозы и мощности дозы. 1.8. НЕКОТОРЫЕ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ В АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ 1. Атомная (кислородная) единица массы (а.е.м.) равна 1/16 массы атома изотопа кислорода 16О: , 1 а.е.м.= 1,6597-КГ27 кг. 2. Принята новая (углеродная) атомная единица массы, равная 1/12 массы атома изотопа '|С: 1. я.е.ж.= 1,6603-10~27 кг. 3. Барн — единица измерения эффективного попе- поперечного сечения ядерных реакций; 1 барн = 104 смК
ПРИЛОЖЕНИЕ Некоторые формулы электродинамики, записанные в различных системах единиц* Сила, действующая на заряд в электрическом поле Связь между напряженностью поля и смещением F = qE D = еог? D = z? Таблица 1.25 Величина Закон Кулона СИ (МКСА) 1 ?1?2 F = СГСМ 1 <?!<?2 ?0 ?Г2 сгсэ р * 1<?2 сгс Теорема Гаусса (поток сме- смещения сквозь замкнутую по- поверхность) Электрический момент диполя N = j D cos (dTti) ds = q (n — нормальный вектор) N =§ D cos (D, n) йч = 4r.<7 Напряженность поля точеч- точечного заряда Напряженность поля в плос- плоском конденсаторе Напряженность поля в ци- цилиндрическом конденсаторе3* Напряженность поля на оси диполя3* с ' q 4-г„ ?^ ?„? г 1 Lj С ^^ = 2-?0 ¦ 17'" ? ' ? ?„ ?Г2 „ 4гл 1 л_ ^ Е0 ?Г г_ 1 , 2рэ ?0 ?Г3 Г С Е = ? = q 4-0 г 2t ?Г _?а_ Сила взаимодействия двух ди- диполей, расположенных на одной > оси3* I 2г.?о 6 Рэ — Я' Рл Рэг р 6Рэ1 РЭ2 Поляризованность диэлект- диэлектрика "-f--^ Связь между диэлектрической проницаемостью и диэлектриче- ской восприимчивостью ?а = ?„? = ?„ + ?а = ?0? = ? + 4"? s = 1 + 4г.«
о Продолжение табл. 1.2Е Величина Связь между напряженностью поля и потенциалом Потенциал поля точечного заряда Потенциал внутри цилиндри- цилиндрического конденсатора** Связь между емкостью, заря- зарядом и потенциалом Емкость уединенного шара Емкость плоского конден- конденсатора Емкость цилиндрического кон- конденсатора Емкость двухпроводной ли- линии5* Энергия заряженного про- проводника Объемная плотность энергии электрического поля Определение силы тока про- проводимости Закон Ома Мощность тока Сила, действующая на эле- элемент тока в магнитном поле (формула Ампера) Момент, испытываемый кон- контуром с током в магнитном поле СИ (МКСА) сгсм сгсэ СГС Е = — grad U " и- ' - q 4т:е0 ег и ! - 9 ?с ег и = — LJ —— C/-I — п,т in Ri q = CU с ?(|" с 'Ч zl In а/Я ED ?C eE2 D2 2 2 2епе С = ?С?Я с е°е' 21п Я2/^1 с ?(|?/ 4гЛпа/Я qU СУ2С W~ 2 - 2 ED ?0 e?2 D2 8г. 8г. 8т:е0? С = еЯ ES 21п Я2/Я1 At. In а/Я <? 2С ?D e?2 D2 8т: 8т: 8г,? , dq '- dt и Р = U1 dF = txff/-d/sin(H?dl) dF = (AoH-W • d/ sin (HTdl) (X -— с М = Bpm sin (вТрт)
Продолжение табл. 1.25 Величина Магнитный момент контура с током Работа перемещения контура с током в магнитном поле Связь между индукцией и на- напряженностью магнитного поля Закон Био, Савара и Лап- Лапласа Напряженность магнитного по- поля бесконечно длинного прямо- прямолинейного проводника с током Напряженность поля в цент- центре кольца, обтекаемого током Напряженность поля на оси длинного соленоида6* Сила взаимодействия двух па- параллельных токов Связь между магнитным пото- потоком и магнитной индукцией Магнитодвижущая сила Намагниченность Связь между магнитной про- проницаемостью и магнитной вос- восприимчивостью Связь между потокосцепле- нием, силой тока и индуктив- индуктивностью контура Индуктивность соленоида7* Индуктивность двухпровод- двухпроводной линии Электродвижущая сила ин- индукции СИ (МКСА) Рт = А = 1 Г Idl sin (rTdl) 4г. У /-г ,, ' Н~ 2R п „ [-№ IJzl It. 2 F = XI i 1 L ix ix и, (x/i^ V7 / i = Is = I AW В F- L = 9i ' СГСМ = u.H H = & ~ H -- H = H = 4-7 2/\I2l - Iх СГСЭ Pm — A = В = ,и.0[лЯ Idl sin (r, dl) 2/ r 2~I R ¦j- = 4r.In0 2|x/!/2Z йФ = В ds cos (вГп) F = LI — 4,.,u./JGl- = Al In а/Я d'i' dt = 4-Х/ L 4 ^g1X z 4 IJj°lx/ L = 4|V In a/R с —/Д? с Я = 1 с Н н - Н F- F \Р L 1 сгс В =(лЯ ? Idl sin(r, dl) J г* 1 2/ с г 1 2г7 с Я = 4rJn0 с С2 Г = — 4я S/ с с = 4Z In а/Я 1 <№ с Л
1С 00 Продолжение табл. 1.25 Величина Электродвижущая сила само- самоиндукции Объемная плотность энергии магнитного поля Вектор Пойнтинга (плотность потока электромагнитной ин- индукции) Скорость распределения электромагнитных волн Уравнения Максвелла 1. Закон Фарадея 2. Закон полного тока (закон Ампера) 3. Уравнение Пуассона (тео- (теорема Гаусса) 4. Непрерывиость силовых ли- линий магнитной индукции (тео- (теорема Гаусса) СИ (МКСА) СГСМ сгсэ ВН В2 2 2(хо1х 2 S = Ex H 1 о — V 4s V-oV- BH B2 p.H* 8~. 8t.[j. 8-- ВН w = = 8т. В2 ixnutf2 8т. ixo|a 8^ S = — E X H At. 1 v V ?<№ 1 и дВ rot E= — dt *" 3D rotH==j + — div D = p dD rotH = 47:j + _ сгс 1 dl Зл^~ с2 ' dt ВН В2 w = = — 8* 8rjx fxf/2 8" S = ~EXH At. С Угу. 1 дВ rot Е = — — • с cl rot H = X с 1 dD \ div D = 4т:р div В = С * Все величины должны измеряться единицами соответствующей системы. В частности, для е0 и а0 должны подставляться значения: в системе СИ (МКСА) s0 =8,8510~12 ф/м, 1.26-10-6 гн/и; в системе СГСМ е„ = 1,11-10-21. цо=1; в системе СГСЭ е0 =1, ц„ = 1,11- Ю1. ~ — плотность заряда иа единицу длины конденсатора. Предполагается, что г > I (I — плечо диполя). Ut — потенциал, R, — рациус внутреннего цилиндра. /— длина линии; R — радиус проводов; а — расстояние между проводами (о > R). п — общее число витков; nQ — число витков иа етиницу длины. s — площачь сечения соленоида; п — общее число витков; па — число витков иа единицу длины.
ПРИМЕЧАНИЕ О проекте нового ГОСТа единиц физических величин В настоящее время Комитетом стандартов при Со- Совете Министров одобрен проект нового стандарта еди- единиц физических величин, предусматривающий унифи- унификацию единиц, применяемых в нормативно-технических документах и литературе. Новый стандарт устанавли- устанавливает единицы важнейших физических величин, допус- допускаемых к применению в СССР, их наименования, обо- обозначения и определения. В основу совокупности еди- единиц, устанавливаемой стандартом для обязательного применения, положены единицы Международной сис- системы (СИ) единиц. В настоящее время в СИ принято шесть основных единиц: метр, килограмм, секунда, кельвин, ампер, капдела. В соответствии с решениями XIII Генеральной конференции по мерам и весам даются новые определе- определения секунды, Кельвина и канделы. Секунда — 9192631770 периодов излучения, соответ- соответствующего переходу между уровнями F = 4, trip = 0 и F = 3, mF= 0 основного состояния атома 133Cs в отсутствие внешних полей. Кельвин — 1/273,16 часть термодинамической темпе- температуры тройной точки воды. Кандела — единица силы света, определяется на основании того, что яркость черного излучателя при температуре затвердевания платины (около 2042°К) равна 0,6 кд-мм~2. Государственный стандарт предусматривает изме- изменение наименований некоторых физических величин и их новые обозначения. Эти изменения приводятся в табл. 1.26. Стандартом допускаются к применению наравне с единицами СИ внесистемные единицы (тонна, мину- минута, час, сутки, градус Цельсия, гектар, литр) и их соче- сочетание с единицами СИ, а также единицы, представляю- представляющие собой десятичные кратные и дольные от этих единиц. Десятичные кратные и дольные от единиц в первой степени образуются умножением па один из множителей, помещенных в табл. 1.2. Новый государственный стандарт вводит единицы относительных величин, имеющих собственные наиме- наименования (табл. 1.27). Стандарт вводит некоторые изменения в обозна- обозначении единиц физических величин. 1. Разрешается применять русские или междуна- международные обозначения; одновременное применение в одном и том же издании обоих видов обозначений не допускается. 2. Для буквенных обозначений единиц должен при- применяться шрифт текста, в котором они используются: прямой при прямом шрифте текста и курсивный (на- (наклонный) — при курсивном. 3. Обозначения единиц должны печататься строч- строчными (малыми) буквами за исключением обозначений единиц, наименования которых образованы по фамилиям ученых. Эти обозначения должны печататься с прописной (заглавной) буквы. Изменения стандартом русских обоз- обозначений единиц физических величин приведены в т?.бл. 1.28. Таблица 1.26 Изменение наименований физических величин и их новые (соответствующие) обозначения* Величина Термодинамическая температура Кельвина Разность температур Наименование единицы Принятое ранее градус Кельвина градус По проекту стандарта Кельвин 1) кельвин 2) градус Цельсия Русское обозначение ециинцы Принятое ранее град По проекту стандарта к 1) К 2) °С Международное обозначение К 1) К 2) °С Сила света Давление Динамическая вязкость Акустическое сопротивле- сопротивление Удельное акустическое сопротивление свеча иьютон на квад- квадратный метр ньютон-секунда иа квадратный метр ньютон-секунда иа метр в пятой сте- степени ньютон-секунда иа метр в третьей степени кандела Паскаль паскаль-секунд а паскаль-секунда иа мегр в третьей степени и аска ль- секу ид а на метр се н/м* н-сек/м2 н-сек/мь н-сек/м3 кд | Па Па-с Па-с/м-1 Па-с/'м cd Ра Р -S Pas/'m' Pa-s/'m Изменение русских обозначений физических величин привепеиы в табл. 1.28. 29
Единицы относительных величин Таблица 1.27 Наименование Относительная величина (безраз- (безразмерное отношение физической ве- величины к одноименной физической величине, принимаемой за исход- исходную: к. п. д., относительное удли- удлинение, относительная плотность и т. п.) Логарифмическая величина (ло- (логарифм безразмерного отношения физической величины к одноимен- одноименной физической величине, прини- принимаемой за исходную) Частотный интервал Количество информации Наименование процент промилле миллионная доля бел децибел октава декада бит Единица Обозначение русскими буквами о/ 0.' /оо млн Б ДБ — — бит • латински- латинскими буквами % °/оо ррш В — — — Значение в единицах СИ или определение ю-2 Ю-3 10~6 Ш =1g (PJPi) при Р2 = lOPi, lB = 21g(F2/F1) гтгчт* Р — - Л/~ 1 (\ F при г2 — У lu fj 0,1Б 1 октава = 1og2(/2//!) при (/2//,) = 2 1 декада = lg (/2//i) при (/2//i) = Ю — Примечание _ — — Pi, Р2 — одноименные энергетические величины (мощности, энергии и т. п.) Flt F2 — одноименные «силовые» величины (на- (напряжения, силы тока, давления и т. п.) /i. /2 — частоты 1 бит — количество информации, получаемое при осуществлении од- одного из двух равнове- равновероятных событий Таблица 1.28 Наименование величины Время Телесный угол Частота Длина Площадь Сила Динамическая вязкость Кинематическая вязкость Работа Энергия Мощность Сила электрического тока Количество электричестоа Электрическое напряже- напряжение, электрический по- потенциал, электродви- электродвижущая сила Электрическая емкость Изменение Наименование единицы секунда час стерадиан герц парсек барн ньютон пуаз стоке джоуль электрон- оольт ватт ампер кулон вольт фарада русских обозначений единиц физических величин Приня- Принятое ранее сек ч стер гц ПС барн н пэ cm дж эв вт а к в Ф По проекту стандарта С ч ср Гц ПК б A6= = 1Сг28ж2) Н П Ст Дж эВ Вт А Кл В Ф Наименование величины Электрическое сопротив- сопротивление Электрическая проводи- проводимость Напряженность магнит- магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Магнитодвижущая сила Индуктивность Активность нуклида в ра- радиоактивном источнике (активность нуклида) Поток ионизирующих частиц Плотность потока иони- ионизирующих частиц Наименование единицы ОМ Сименс эрстед вебер максоелл тесла гаусс гильберт генри распад в секунду кюри частица в секунду частица в секунду на квадрат- квадратный метр Принятое ранее ОМ сим Э вб МКС тл гс гб гн распад сек кюри частица сек частица м2 ¦сек По проек- проекту стан- стандарта Ом См э Вб Мкс т Гс Гб Г расп/с Ku част/с част/(с-м2) СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бурдун Г. Д. Единицы Стандартгиз, 1967. 2. Коэффициенты перевода единиц измерения физико- технических величин. М., Атомиздат, 1967. физических величин. М., 3. Сена А. А. Единицы физических величин и их раз- размерности. М., «Наука», 1969. 30
ГЛАВА 2 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ В табл. 2.1 и 2.2 представлены уточненные значе- стоянных получена в результате анализа новейших эк- ния фундаментальных физических постоянных, ре- спериментальных данных [1]. Значения физических по- комендованные рабочей группой СОДАТА (август 1973 г.) стоянных вычислены методом наименьших квадратов по [3]. Эта наиболее достоверная на сегодняшний день чи- формулам, которые выражают любую постоянную не- сленная информация о фундаментальных физических по- посредственно через значения выбранных физических I Таб л и ц а 2.1 Значения фундаментальных физических постоянных в системах единиц СИ и СГС [1—3] Наименование Обозначение, формула Значение Множитель в системе единиц СИ СГС Скорость света Постоянная тонкой структуры Заряд электрона Постоянная Планка Число Авогадро Атомная единица массы Масса покоя элек- электрона Масса покоя протона Масса покоя ней- нейтрона Отношение массы протона к массе элек- электрона Отношение заряда электрона к его массе Магнитный кванто вый поток Отношение постоян- постоянной Планка к массе электрона Число Фарадея Постоянная Рид берга Боровский радиус Классический радиус электрона Магнетон Бора Магнитный момент электрона в магнето- магнетонах Бора Магнитный момент электрона Гиромагнитное отно- отношение протонов в НаО а-1 е h h = /г/2я N а. е. м. Мр К Мр/те е/те hie h/2me h/me ¦„ = [1хос2/4п](ег/т(?с2) = = a3/4nRa> У-Б = lc](eh/2mec) V2* 2,99792458 A2) 7,2973506 F0) 137,03604 A1) 1,6021892 D6) 4,803242 A4) 6,626176 C6) 1,0545887 E7) 6,0220943 F1) 1.6605655 (86) 9,109534 D7) 5.4858026 B1) 1,6726485 (86) 1,007276470 A1) 1,6749543 (86) 1,008665012 C7) 1836,15152 G0) 1,7588047 D9) 5,272759 A6) 2,0678506 E4) 4,135701 A1) 1,3795234 D6) 3,6369455 F0) 7,273891 A2) 9,648456 B7) 2,892599 A6) 1,097373143 A0) 5,2917706 D4) 2,8179380 G0) J 9,274078 C6) 1,0011596577 C5) 9,284832 C6) 2,6751301 G5) 4,257602 A3) 108 м-сек-i 10~3 1 "' lO-i» к 10~34 дж-сек 10~34 дж-сек 102» KMOAb'1 1(Г27 кг 1(Г4 а. е. м. кг а. е. м. Ю-27 кг а. е. м. 1 Юн к-кг'1 1 Ю-»5 тл-м* 10~15 дж-сек-к~1 10 4 дж-сек-кг~1 10~4 дж-сек-кг~> 107 к-кмоль'1 10' ж-1 КГ11 м ю-« м 104 дж-тл'1 1(Г24 дж-тл-^ 108 рад-сек'1-тл'1 107 гц-тл-* 10111 см-сек-i Ю-3 1 Ю-20 ед. СГСМ 10-1° ед. СГСЭ 1(Г27 эрг-сек КГ27 эре-сек 1023 моль~1 1(Г24 г Ю-28 г 10~4 а. е. м. Ю-24 г а. е. м. Ю-24 г а. е. м. 1 107 ед. СГСМ-г-i 10" ед. СГСЕ-г-i 10-' гс-аи2 Ю-7 эрг- сек -ед. СГСМ 10-" эрг-сек-ед. СГСЭ эрг•сек•г~г 103 ед. СГСМ-моль'1 Ю14 ед. СГСЭ-ЖОЛ&-1 105 аи-* 1(ГЭ см см Ю-21 эрг-гс'1 104 рад-сек 103 гц-гс-i 31
Продолжение табл. 21 Наименование То же, исправлен- исправленное на диамагнетизм в Н2О Магнитный момент протоног. в Н2О маг- магнетонах Бора Магнитный момент протонов в магнетонах Бора Магнитный момент протона Магнитный момент протонов в НгО в ядерных магнетонах \ь 1\хп, исправленное на диамагнетизм Н2О Ядерный магнетон Комптоновская дли- длина волны электрона Комптоновская дли- длина волны протона Комптоновская дли- длина волны нейтрона Газовая псстоянная Постоянная Больц- мана Постоянная Сте- Стефана—Больцмана Первая постоянная излучения Вторая постоянная излучения Гравитационная по- постоянная Стандартный объем идеального газа Обозначение, формула V-plv-b V-olV-B V-p V-'plv-n Vp/V-n / eh \ г -11 1 V-п - Щ Шрс ) \c = h/nigC \c /2я V, p = ЬШрС kCp /2* lC, n = hlMnC V.«/2« Ra k = R0/N з = я2/г4/60Й3с2 Сг = 8лйс C2 = he Ik G Vo Значечне 2,6751987 G5) 4.257707 A3) 1,52099322A0) 1.52102209A6) 1,4106171 E5) 2.7927740 A1) 2.792782 A7) 5.C50824 B0) 2,4263089 D0) 3,6615905 F4) 1,3214099 B2) 2,1030892 C6) 1,3195909 B2) 2.1001941 C5) 8,31441 B6) 1,380662 D4) 5.67032 G1) 4.992579 C8) 1.438786 D5) 6.6720 D1) 22,41383 G0) Множитель в системе единиц СИ 1 108 радсек-^х Хтл'1 107 гц-тл'1 Ю-3 10~3 10e дж-тл 1 1 10~27 дж-тл-г lO-i2 ж Ю'13 ж 1(Г15 ж Ю-'6 ж Ю-'5 ж Ю- м дж 1 Пч кмоль ¦ грао Ю-23 джград-' ! / Ю-8 вчг-м-*х хград~* 104 дж-м 10~2 м-г рад КГ11 н-мР-кг-^ м? ¦ кжоль СГС 104 рад-сек'1-гс'1 103 гц-гс-i 10-з 10~з 10 23 эрг-гс'1 1 1 Ю1 эрг-гс-г 10-1° еж Ю-" еж lO-i3 еж Ю-'4 см 10~13 еж 10-1" еж 107 эрг-моль'1-град'1 Ю-™ эрг ¦град'1 ш \О~Ь эрг-сек~1-см~г-град"* lO-i5 эрг-см см ¦ град 10"' дин-см2-г2 103 сж3-жолб-1 32
\ Таблица 2.2 Значения фундаментальных физических постоянных в других единицах [1—3] Название констант Атомная единица массы Масса электрона Масса протона Масса нейтрона Электронвольт га Постоннная Ридбер- R Магнетон Бора Ядерный магнетон у.п Газовая постоянная Значение 931,5016 B6) Мае 0,5110034 A4) Мае 938,2796 B7) Мае 939,5731 B7) Мэв 1,6021892 D6)-10-1» дж 1,6021892 D6)-10-i2 эрг 2,4179696 F3)-101* гц 8,065479 B1)-10Б лГ1 8,065479 B1)-10»слГ1 2,179907 A2)-КГ" дж 2,179907 A2)-10-и эрг 13,605804 C6) эв 3,28984200 B5) -101В гц 1,578885 D9)-105 epaQ 5,788378 (9)-10-5 эв.тл-1 1,3996108 D3) • Ю10 гц 46,68598 A4) ж-1-тл-1 46,68598 A4)-10~2 сж-i- 0,671733 B9) град-тл'1 3,1524515 E3)-Ю-» дд.т 7,622700 D2)-10» гц-тл~^ 2,542659 A4)-1(Г2 мГ^-пиГ^ 2,542659 A4I(Г* смг^-тл^ 3,65846 A6)-Ю-* град-тл-i 8,20562 C5)-КГ2 м3-атм- кмоль~1-град~1 постоянных в комбинации с так называемыми вспо- вспомогательными константами, которые можно считать точно известными. Выбранными физическими постоян- постоянными являются: a~i— обратная величина постоян- постоянной тонкой структуры; е — заряд электрона; N — чи- число Авогадро. Примером вспомогательной константы является Roe— постоянная Ридберга для бесконеч- бесконечной массы, значение которой известно с точностью до 1 • 10. В табл. 2.1 значения физических постоянных из колонки 3 нужно умножить на соответствующие мно- множители для систем СИ и СГС из колонок 4 и 5. Числа в скобках в табл. 2.1 и 2.2—стандартные отклонения в последних двух значащих цифрах числа. В формулах для обозначения констант в системе СГС употребляется выражение, стоящее в круглых скобках (в колонке 2). При переходе к системе СИ выражение в круглых скобках нужно умножить на коэффициент в квадратных скобках. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Taylor В. N., Parker W. H., Langenberg D. N. Rev. Mod. Phys., 1969, v. 41, p. 375; Тейлор Б., Паркер В., Лаигенберг Д. Фундаментальные константы и кванто- квантовая электродинамика. Пер. с англ. Под ред. Б. А. Ма_ мырина. М., Атомиздат, 1972. 2. Barash— Schmidt N. е.а. Particle Properties. CERN. April. 1974; Physics Letters, v. 50B, N 1, 1974. 3. Фундаментальные константы физики и химии. Реко- Рекомендации по представлению в первичной литературе численных экспериментальных данных Пер. с англ. М., ВНИЦГСССД, 1975. (CODATA, 1973, No. 11); Успехи физ. наук, 1975, т. 115, в. 4, с. 623. ГЛАВА 3 ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ ? Периодическая система отражает закон изменения фнзнко-хнмнческнх свойств элементов • с изменением заряда ядра Z и числа электронов во внешней оболочке атомов . (периодический закон). В первоначальном варианте таблицы Д. И. Менде- Менделеева элементы располагались в порядке возрастания атомных масс и группировались по сходству химичес- химических свойств. Объяснение периодическому закону н структуре периодической системы в дальнейшем было дано на основе квантовой теории строения атома. Ока- Оказалось, что последовательность расположения элементов в таблице определнется зарядом ядра, а периодичность физнко-хнмнческих свойств связана с существованием электронных оболочек атома, постепенно заполняющих- заполняющихся с возрастанием Z. Состояние электрона в атоме определяется главным квантовым числом л, орбитальным квантовым числом I, его проекцией т, спиновым числом s и его проекцией о. Электроны с разными ли/ составляют разные обо- 2-748 лочкн. С учетом принципа Паули число электронов в оболочке с индексом / не может быть больше 2B/ -?¦ 1). В зависимости от значения / = 0, 1, 2... оболочки обо- обозначают буквами s, p, d, I, ... . Современная таблица химических элементов сос- составлена таким образом, что прн переходе от какого- либо атома к следующему заряд увеличивается на еди- единицу и к оболочке добавляется один электрон. Заряд ядра определяет порядковый номер элемента. По способу заполнения электронных оболочек все элементы разбиты на периоды. В первый период входят два элемента (Н, Не), у которых застраивается lsa- оболочка. Второй н третий периоды содержат по 8 эле- элементов, у которых застраиваются сначала 5а-оболочки, Bs2 и 3s2), а затем — р6-оболочкн Bр6 и Зр6). Первые трн периода обычно называют малыми. Периоды с четвертого по седьмой занимают в табли- таблице по два рида н обычно называются большими. У элементов четвертого и пятого периодов прежде всего 33
ПЕРИ- ПЕРИОДЫ ГРУППЫ ЭЛЕМЕНТОВ I II III IV 6,939 б;'7 ЛИТИЙ 2s« Li 9,0122 4 8;g БЕРИЛЛИЙ 2s2 5 10,811 О iojjj -О 2s22p' БОР 12,01115 12;i3 G 2s22p2 УГЛЕРОД 7 14,0067 и; 15 N АЗОТ »r 22,9898 И Na 23 НАТРИЙ 3s' МАГНИЙ 24,312 12 24-26- 3S2. 13 26,9815 A t 27 AI 3s* зр' АЛЮМИНИЙ 14 28,086 28-30 КРЕМНИЙ 15 30,9738 n si F 3S*3p3 ФОСФОР "x i 39*41 КАЛИИ -'4si Ca КАЛЬЦИЙ 42-44 44,956 21 45 СКАНДИЙ 3dl4s2 Sc 47,90 22 46-48-50 ТИТАН V БАНАДИЙ 50,942 23 3d* 4s2 29 63,546 63;65 Cu Cd») 4s» МЕДЬ 30 65,37 64 66-68 3d«>4s2 ЦИНК Zn 31 69,72 69571 4S24pi ГАЛЛИЙ Ga 32 72,59 70.-72-74 4sMp2' ГЕРМАНИЙ 33 74,9216 A 75 AS МЫШЬЯК nL 85-47 KD-85 & РУБИДИЙ 37 5s» 87,62 84 86-88 стронции 572 38 Y 88,905 89 ИТТРИЙ 4d'5s* 39 Zr 91,22 40 90-92 ЦИРКОНИЙ 92,906 93 НИОБИЙ 4d<5st Nb 41 47 107,868 107; 109 4d»5s« СЕРЕБРО 48 112,40 ^° 106 108 110-112 Cd 49 «4,82 - ИНДИЙ 50 118,f 114-120 Бвг'бр«'М ОЛОВО 51 12«,75 121,123 «3D СУРЬМА 132,905 55 133 ЦЕЗИЙ 6s' Cs Ba БАРИЙ 137,34 56 130 132 134-138 6s» U 138,91 57 138? ,39 ЛАНТАН 5?6s2 Ш,78,49 72 17B-180 ГАФНИЙ 5dS6sS IЯ ТАНТАЛ 180,948 73 m 181 79 196,967 A 197 All Edi°) 6s< ЗОЛОТО 80 *», 198-202 5d'06s2 РТУТЬ 81 204,37 203:205 6Sa6p' ТАЛЛИЙ Tl 82 204:206-208 РЬ СВИНЕЦ 83 208,980 -j. 209 151 ВИСМУТ Г7 1223] 87 Fr 2|9R- * ¦ . 223P ФРАНЦИИ 7s' [226] 88 220-224 РАДИЙ 226 7s^ * 1227] 8S ДС 225 ?" ^^^ .227.а-Р" АКТИНИИ 6d'7ss l*||B66-270) ¦V" B72ted27 КУРЧАТОВИЙ № 273 105 B71) * ЛАНТАНОИДЫ 136; 138 ш . 142 ЦЕРИИ — 140'90W59 Pr '41 ! ПРАЗЕОДИМ f Nd Ш-146 НЕОДИМ 4f56s261 ПРОМЕТИЙ 150,35 4fe6 146147; 148-150 152 154 САМАРИЙ ЕВРОПИЙ Gd ГАДОЛИНИЙ 5d'6 150 15: 154-fij 160 ~ **АКТИНОИДЫ 232,038 ed I П торий 224 226-230 — [231] _^ 5f26d'7! Pa 23i ПРОТАКТИНИЙ 238,03 QO U5f36d'7s2 230. 232-235;236 УРАН as [237] N О 237 НЕПТУНИЙ 93 [244] 236 238-240; 242 244 ПЛУТОНИЙ Am 24|-.24s АМЕРИЦИЙ Cm кюрий 2_4 240 242 244-246 застраиваются 52-оболочки Ds2 и 5s2). После этого за- заполняются й|0-оболочки я предыдущих слоев Cd10 и id10) и, наконец, р6-оболочки Dр6 и 5р6). Оба эти пе- периода содержат по 18 элементов. -0 Оболочки элементов шестого и седьмого периодов также застраиваются в одинаковой последовательности: сначала заполняются внешние в2-оболочки Fs2 и 7s2), после этого появляется один электрон на предыдущей d-оболочке (в атомах La и Ас), но в последующих эле- элементах в основном заполняются более глубокие f- оболочки Df14 и 5f14) и лишь после этого достраивают- достраиваются d-оболочки Ed'° и 6d10). /%'j Элементы, у которых заполняются не внешние, а более глубокие оболочки, называются переходными. Так, в четвертом периоде к переходным относятся элементы От Sc до Zn, у которых застраиваются Зй-оболочки, в 34
; VI 8 15,9994 f4 16-18 \J 282 2р«КИСЛ0Р0Д 16 32,064 c 32-34:36 О 3s23p« СЕРА О 5I'6o 24 v>I 52-54 ХРОМ 3d54s' 34 78,96 ц 76-78 vJv 4вг48& 82 СЕЛЕН -- 95,94 42 Mo 94_^f МОЛИБДЕН ^d5l05°s, 52 '27,60 T 122-126 1 С wV ТЕЛЛУР \1/ I83'8Eo74 W 182-184 186 ВОЛЬФРАМ 5ds2 84 [209] ^ 208e>209?-a|Jf) 210-214 2|6 * " 6s2 6p« ПОЛОНИИ 106 О". vii 1,00797 u 1 J.:2 П 1si ВОДОРОД 9 18,9984 тр 19 Г . 2sS2pS ФТОР' 17 35,453 ^j 35; 37 V>1 3ss3ps ХЛОР MnH93S25 МАРГАНЕЦ 3d54s2 35 79,904 r» - 79;8I DF 4S24p5 БРОМ rp [97] 43 ТЕХНЕЦИЙ 4d55s2 53 126,9044 - 127 1 5sS5ps ИОД n 186,2 75 РЕНИЙ ^5dB6ss 85 [Д0] Ж A ' 2I0e-a At 215 /*С 6s2 6ps АСТАТ VIII 4,0026 u 2 si ne Is* ГЕЛИЙ 20,183 тат 10 20-22 1^1 С 2sS2p6 НЕОН 39,948 A 1С 38;40 ./Vl 3s2 Зрб АРГОН ТРИАДЫ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ* 1ПЕРИ- тоды 1 2 3 ПЁРИОДИЧ СИСТЕ ХИМИЧЕС ЭЛЕМЕН 26 55,847р 56-58 * ^ 3~d~64ss ЖЕЛЕЗО 83'80 78 |>Г 36 80;82-84 |ЧГ - 86 4ss4p6 КРИПТОН ТРИАДЫ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ-" 4 27 58,9332 р 59 V<U 3d7 4s' КОБАЛЬТ РПМАЯ t_V>l 1ГЛ1 1 MA IVIM жих то в 28^71 № 60-62;б4 * "' 3a»4s2 НИКЕЛЬ 98-102 I\Ui 4d75^ РУТЕНИЙ 131,30 -шг 54 124 -126 Yp°4 128-132 ЛС 5s25p6 КСЕНОН ТРИАДЫ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 5 45 102,905 р- юз 1\П 4dB5si РОДИЙ 46 ИМ D/I 104-1 Об; 108 ¦ w 110 4d« ОЛАДИЙ 186-190П92 v^*5 5d6 6s« ОСМИЙ [222] _^ С6 212 B14) |1*«О" 216-218 1\П 220 222 од „пи 6s2'6p6 РАДОН it 6 7 77 192,2 . 191;193 II 5d76ss ИРИДИЙ Г 7» 195,09 г%м '° 190 * 192 LJf 194:195:196 * *" J5d9 6si ПЛАТИНА 158,924 1 D «59 ТЕРБИЙ — 158 160-164 ДИСПРОЗИИ 164,930 4f ПО '65 ГОЛЬМИЙ 167,26 Er ЗРБИЙ 68 162 164 166-168 170 168,934 Tm ТУЛИЙ 169 173,04 'J JAWS УП 170-174 ¦ V 176 ИТТЕРБИЙ i I 11 175 ЛЮТЕЦИЙ" [247] 97 Ef 86d'7s2) 247 БЕРКЛИЙ [249] Ef* r О 246 248-252 2S4? ' КАЛИФОРНИЙ 99 [257] 253 o 254a'P ЭЙНШТЕЙНИЙ 100 2) _ E Ptn 25° 252 I Ш254-B58) ФЕРМИЙ B60> 10 МЕНДЕЛЕВИЙ I02 -T -257(e),aB58) |\O)B60-264) * 'VB66) (НОБЕЛИЙ) i * 1Л 258. 259(?),a ЛОУРЕНСИЙ пятом — от Y до Cd Dй-переходные элементы), в шес- шестом — от La яо Hg, в седьмом — все элементы, стоящие после Ас. Седьмой период остался недостроенным, поскольку у элементоз с Z > 83 отсутствуют устойчивые изотопы, причем их нестабильность возрастает с увеличением Z. Таблица, таким образом, заканчивается последним из полученных искусственным путем элементов Ns. Неустановившиеся названия, недостоверные электрон- электронные конфигурации и гипотетические массовые числа наиболее долгоживущих изотопов радиоактивных эле- элементов приведены в скобках. Взаимодействие электронов в оболочках приводит к тому, что у некоторых элементов оболочки заполняются не так, как им предписывает система: в четвертом пе- периоде в атомах Сг и Си число d-электронов увеличивает- 35
ся на два по сравнению с предшествующими им V и Ni за счет одного из 4к-электронов; в пятом периоде по- подобная «аномалия» наблюдается у Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, причем у Pd в rf-оболочку «переходят» оба 5s- электрона; наконец, в шестом периоде на один s-элек- трон меньше, чем остальные, имеют атомы Os, Pt и Аи; в /-переходных металлах «конкурируют» по энергии d- и jf-состояния, поэтому у некоторых элементов очеред- очередной электрон попадает не в 4/ E/)-, а в 5d Fй)-оболочку: это происходит у Gd, Tb, Lu в группе редких земель и у Pa, U, Np, Cm, Bk, Lw — в группе актиноидов. Кроме горизонтального разделения элементов в таблице по периодам производится вертикальное раз- разделение их по группам. Элементы, входящие в каждую группу, имеют одинаковое строение внешних электрон- электронных оболочек. В помещенном на развороте «коротком» варианте таблицы каждый из больших периодов раз- разбит на два ряда, помещенных один под другим, поэтому наряду с главными группами возникают побочные (про- (промежуточные). В первых двух группах главную подгруп- подгруппу составляют элементы, имеющие соответственно один и два s-электрона на внешней оболочке B, 3, 4, 6, 8 и 10-й ряды), а в побочную подгруппу выделяются эле- элементы с конфигурациями внешних оболочек d10^ н d10^ E, 7, 9-й ряды). В группах с III по VII переходные элементы относятся к побочным подгруппам D, 6, 8, 10-й ряды), а элементы с незаполненными р-оболочка- мн — к главным B, 3, 5, 7, 9-й ряды). Водород может быть отнесен к первой главной подгруппе, как имеющий один электрон в s-оболочке, и к седьмой, поскольку ему ие хватает до заполненной оболочки одного электрона (пунктирная линия в таблице указывает на эти две воз- возможности). У элементов благородных газов, составляю- составляющих восьмую группу, застроены все оболочки. Эти эле- элементы замыкают периоды. Названия элементов глав- главных подгрупп в таблице смещены влево, а побочных — вправо. В отдельные группы (триады) выделяются пере- переходные элементы с почти заполненными d-оболочкамн (группы Fe, Pd и Pt). Особые группы составляют также элементы с застраиваемыми 4/- и 5^-оболочками (ланта- (лантаноиды н актиноиды). Многие физические свойства элементов связаны с положением, которое онн занимают в периодической системе. Так, атомные веса элементов возрастают с увеличением порядкового номера (исключение из это- этого правила составляют пары Аг—К, Со—Ni, Те—J); некоторые свойства элементов в конденсированной фазе определяются их принадлежностью к той или ниой группе: все чистые полупроводники входят в четвертую главную подгруппу (С, Si, Ge, Sn), только переходные металлы с незастроенными d- или /-оболочками обла- обладают ферромагнитными (Fe, Co, Ni, Gd, Tb, Dy, Но, Er, Tm, Yb) и антиферромагнитными (Сг, Мп, Се.Рг, Nd, Sm, Eu) свойствами и т. д. Химические свойства элементов, входящих в одну группу, также сходны. Наряду с рассмотренной здесь короткой формой i системы элементов часто используют длинную, в ко- которой нет подгрупп, а всем элементам, имеющим одн- ' наковую структуру внешних электронных оболочек, отводится по отдельной группе [1]. «Длинную» таблицу | нередко изображают в ступенчатой форме (рис. 3.1 )t ' ¦55 Cs l7Fr 56 Вп $Ш ¦57 La MAC 5SCe—-r90Th 5S Pr jr91 Pa 60 Hd i(rS2 V 61 Pm ty 93 Up 62 Sm a', Stf Pit 63 Eu "I 95 Am 64 Gu '•!! 9Sem 65 Tb •!', 97 BK 6SPy ;• 91Сf 67 HO ! SB Er S /¦за—и / 4 Be—12 / 5 В 13 61 1?SL 7 И 15P SO 16S 9 F 17 Cl mm—UK IS К 37 ¦20 Си-—3S 21 Sc 39 Y 2ZTI 40 Zr- 23V #7 »Cr KM 25Hn—«¦ 2SFe 27 CD «... U Hi—to M- -23 Си 47 ¦30 in Ы 3i ea—is it -32 ее—so 33 As 51 Si ¦wse ¦35 ВГ 53 J -3SKr& Рис. З.1. «Длинная» периодическая система элементов располагая периоды один за другим симметрично от носительно осн таблицы, а элементы, принадлежащие к одной группе, соединяя линиями [2]. Предложены также другие варианты изображения системы в виде различных кривых (спиралей, круговых диаграмм и т. п.). Но короткая форма, введенная Д. И. Менделе- Менделеевым, остается наиболее общеупотребительной. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Lexikon der Physik. Bd 3. Stuttgart, 1969. 2. Handbuch der Physik. Bd 36. Springer Verlag, 1956.
II. МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ГЛАВА 4 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ 4.1. МЕТАЛЛЫ В таблицах приведены предел текучести от, времен- временное сопротивление разрыву 0вр, модуль упругости Е, модуль сдвига G, вязкость т], твердость материала по Бринеллю Нъ (иногда твердость материала указана по Роквеллу Нр, в обоих случаях твердость пересчитана в единицу системы СИ). Модуль продольной упругости (модуль Юига) Е и модуль сдвига G для однородных и изотропных материа- материалов связаны с коэффициентом Пуассона ц (отношением поперечного сжатия на единицу ширины к продольному удлинению на единицу длины): ^ Твердость материала связана с временным сопротивлением разрыву соотношением овр ~ На /3. Упругие свойства металлов [2. 6] Таблица 4.1 Материал Алюминий отож- отожженный Ванадий отож- отожженный Висмут литой Вольфрам отож- отожженный Железо литое Золото отожжеи- ное Индий Иридий Кадмий литой Кадмий Кальций Кобальт отож- жеиный Магний литой Медь деформи- деформированная Молибден литой Никель отож- отожженный Ниобий отож- отожженный Олово литое Осмий Палладий литой Платина отож- отожженная Родий отожжен- отожженный Рутений отож- отожженный Свинец литой Серебро отож- отожженное Тантал отожжеи- иый Титан отожжеи- ный t Хром отожжен- отожженный Цинк литой Цирконий V, 10' н/м* 8,96—10,75 [1] 56,5 — 69,9—80,9 1,84—22,5 [2] 12,4 5,05 [1] — — 6,3 6,0[6] 48,9 29,4 20—25 [7] 30,8 34,3—56,1 32,2—40,6 1,47—2,4 18,2 14,0 55 1,47—1,76 13,5 31—44,7 29,6 — 2,94—3,92 24,7 от> 10' н/м' 5,63-6,44 [1] 52,2 — 10,8 . . 3,0 [1] — — — 11,2 6,85 [7] 29,4 20,5 — 1,17 — — —¦ 0,49—0,98 — 7,5 — 11,3 Н„ . 10' н/м* 18,4 [1] 74,2 — 196*—245B] . 18,9 0,98 [1] 212 [4] — 19,6 41,6[6] 129,2 4,4 52 [7] 1348* [9] 90—120 73,5 4,8—5,2 348,7 31 29,9 54 179,5 3,75—4,18 20,6 44,1—122,4 102,8 68,8 29,2—44,1 33,3 В, Ю>" н/м' 6,85 [1] 14,8 3,19 [2J 34,2—40 10—13 [2] 8,06 5,2 [2] 5,2 [2] 4,99 [2] 5.2 19,6—20,6 15,6 11,2 [7] 309003* [3] 20,2 [2] 15,6 4,06—5,86 55,5 11,3 [2] 14,7 27,5 42,2 1,62 [2J 8,05 18,6 — ¦— 12,7 — G. 10<» н/м' 2.45 [1] 1,2 [2] 8,8—21,5 3,5—5,3 [2] 2,91 — — 1,92 [2] — — — 0,35 4,15 [7] 11810»* [3] 7,7 [2] — 1,64—4,78 — 5,11 6,09 — — 0,562 [2] 2,59 — — — — 0,359—0,36911! 0,33 [2| — 0,23—0,31 [2] 0,422 [3] — — 0,3 [2] — — — 0,358—0,378 [7] 0,324 0,300 [2] — 0,33 — 0,393 [2] 0,387 [2] — — 0,446 0,38—0,407 [8] — — — — Т)(при t = = 30°С), № Кг ¦¦ см* сек 1,25 — 9,37E1 14 12 10 — — — — — — — 4,83**[7] — 6.3 Ц0] — 36 [10] — — 1,7[10] — — 16 [10] 2,24 [8] — — — 410 • Для спеченного штабнка. •• При / = 15°С. «* При t = 45°С. 37
t ¦ 4.2. СТАЛИ Таблица 4.2 Упругие свойства сталей различных марок. Для сталей различных марок Е = A9,5 ~- 20,6)-10" н/м?, G = G,9 ~ 8,9)- Id0 н/ж2, [х = 0,234-0,31 [17] Марка (состав, вес. %) о , 10' н/м* , 10' н/мг Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. 15Г ЗОГ 45Г 60Г 70Г 0,8 10 20 30 40 55 70 85 10Г2 30Г2 45Г2 50Г2 (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; (Fe; 0,05—0,1% С; 0,17—0,37% Si) 0,07—0,013% С; 0,17—0,37% Si) 0,17—0,24%С; 0,17—0,37%Si; 0,35—0,65% Мп) 0,27—0,35% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп) 0,37—0,44% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп) 0,52—0,6% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп) 0,67—0,75%С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп) 0,82—0,9% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп) 0,22—0,18% С; 0,17—0,37% Si; 0,7—0,1% Мп) 0,27—0,34% С; 0,17—0,37% Si; 0,7—0,1% Мп) 0,42—0,49% С; 0,17—0,37% Si; 0,7—0,1% Мп) 0,57—0,65% С; 0,17—0,37% Si; 0,9—1,2% Мп) 0,67—0,75% С; 0,17—0,37% Si; 0,9—1,2% Мп) 0,07—0,12% С; 0,17—0,37% Si; 1,2—1,6% Мп) 0,27—0,34% С; 0,17—0,37% Si; 1,4—1,8% Мп) 0,42—0,49% С; 0,17—0,37% Si; 1,4—1,8% Мп) 0,47—0,55% С; 0,17—0,37% Si; 1,4—1,8% Мп) 2X13 (Fe; 0,16—0,24% С; 12,0—14,0% Gr; <0,6%Si; <0,6%Мп; <0,025% S; <0,03% Р) 25ГЛ (Fe; 0,2—0,3% С; 1,35—1,55% Si; 0,3—0,45% Мп) 25Г2Л (Fe; 0,2—0,3% С; 1,7—1,9% Si; 0,3—0,45% Мп) 40ГЛ (Fe; 0,35—0,45% С; 1,35—1,55% Si; 0,3—9,45% Мп) ХН20 (Fe; 0,39% С; 0,86% Мп; 0,37% Si; 0,67% Сг; 1,78% Ni) ЗОХМЛ (Fe; 0,3% С; 0,8% Мп; 0,4% Si; 0,8% Сг; 0,2% Мо) 40ХГЛ (Fe; 0,39% С; 1,38% Мп; 0,57% Si; 0,63% Сг) 30Н2ХГЛМ (Fe; 0,3—0,35% С; 0,5—1,0% Мп; 0,6—0,9% Сг; 1,75—2,25% №; 0,15—0,25% Мо) Г13Л (Fe; 1,0—1,5% С; 10—15% Мп; < 10% Si) ЗОМЛ (Fe; 0,25—0,35% С; 0,5—0,8% Мп; 0,25—0,45% Si; 0,25—0,3% Сг; 0,3% Ni; 0,05% S; 0,05% Р) Х25Н2Л (Fe; 0,4—0,6% С; 0,4—0,7% Мп; 1,0—2,0% Si; 24^25% Сг; 1,5—2,0% Ni; 0,04% Si; 0,04% Р) (при t = 200°Q (Fe; 0,12—0,18% С; 0,17—0,37% Si; 0,4—0,7% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,7—1,0% Сг; <0,25% Ni; < 0,2% Си) (Fe; 0,17—0,23% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,7—1,0% Gr; <0,25%Ni; < 0,2% Си) (Fe; 0,37—0,45% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,8—1,1% Сг; 0,25% Ni; < 0,2% Си) (Fe; 0,26—0,34% С; 0,17—0,37% Si; 0,4—0,7% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,8—1,1% Сг; 0,15— 0,25% Мо; <0,025% Ni; < 0,2% Си) (Fe; 0,3—0,38% С; 1,0—1,3% Si; 0,3—0,6% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 1,3—1,6% Сг; < 0,25% Ni; < 0,25% Си) (Fe; 0 37—0,45% С; 1,2—1,6% Si; 0,3—0,6% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 1,3—1,6% Сг; <0,25%Ni; < 0,2% Си) (Fe; 0,17—0,23% С; 0,17—0,37% Si; 0,9—1,2% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,9—1,2% Сг; <0,25%№; < 0,2% Си) (Fe; 0 37—0 45% С; 0,17—0,37% Si; 0,9—1,2% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; 0,9—1,2% Сг; < 0,25% №; 0,2% Си) 15Х, зака- закаленная 20Х, зака- закаленная 40Х, зака- закаленная ЗОХМ, за- закаленная ЗЗХС, за- закаленная 40ХС, за- закаленная 20ХГ, за- закаленная 40ХГ, за- закаленная 32,4 35,2 52 50,9—60,9 59—71,3 69,5—81,6 76,4—88 112,6 43—53 56,9—66,8 67,8—79,1 78,5—90 82—94 41—57 64,9—74,4 78,2—90 81,2—93 68,6 49—54 59—68,7 60 80,1 80,1 89 73,3—156,7 78,2—98 46 38,4—43,3 12 77 115—121 96 91 120 86,2 96 20,5 21,5 43 29,2 33,4 39,2 43,0 98 24,5 31,7 37,2 43 47 26,4 39,1 47,8 50,8 53 128,3 134,1 152,1 f 175,3 212,2 249,7 263,4 295,7 159,6 212,4 236 263,4 .. 263,4 182,9 237 239,7 242,4 212,4—263,4 29,4—34,3 34,3—44 39,4 48 67,8 54 53,9—127,3 24,5—39,1 22,1 14,4—15,4 57,8 57,8 87,5—88,5 81,9 76,9 i 106 172 77 134,1—136,1 205,6 195,8 1 216,2 165,3—195,8 123 198,7 372,5—396,5 38
-i tf- Продолжение табл. 4.2 ЗОХГТ, за- закаленная 35СГ, зака- закаленная 35ХГСА, закаленная 25Н, зака- закаленная ЗОН, зака- закаленная 20ХН, за- закаленная 40ХН, за- закаленная 12ХН2, за- закаленная 20ХНЗА, закаленная ЗОХНЗА, закаленная 12Х2Н4А, закаленная 18Х2Н4ВА, закаленная 38ХМЮА, закаленная 38ХВФЮ, закаленная 25Х2ГНТА, закаленная 60С2, зака- закаленная и от- отпущенная 70СЗ, зака- закаленная 60С2Н2А, закаленная Ст. 2 Ст. 3 Ст. 5 Марка (состав, вес. %) (Fe; 0,24—0,32% С; 0,17—0,37% Si; 0,8—1,1% Мп; < 0,035% S; <0,035% Р; < 0,2% Си; 1,0—1,3% Сг; < 0,25% Ni; 0,06—0,12% Ti) (Fe; 0,32—0,4% С; 1,1—1,4% Si; 1,1—1,4% Мп; < 0,35% S; < 0,35%Р; <: 0,25% Сг; < 0,25% Ni; < 0,2% Си) ' (Fe; 0,32—0,39% С; 1,1—1,4% Si; 0,8—1,1% Мп; < 0,025% S; < 0,025% Р; 1,1—1,4% Сг; < 0,2% №; < 0,2% Си) (Fe; 0,2—0,3% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп; < 0,04% S; < 0,04%Р; 0,3% Сг; < 0,5—0,9% Ni; (< 0,3% Си) Fe; 0,25—0,35% С; 0,17—0,37% Si; 0,5—0,8% Мп; < 0f04%S; < 0,04% Р; 0,3% Сг; 0,8—1,2% №; < 0,3% Си) (Fe; 0,17—0,23% С; 0,17—0,37% Si; 0,4—0,7% Мп; < 0,035% S; < 0,035% Р; <0,2% Си; 0,45—0,75% Сг; 1,0—1,4% Ni) (Fe; 0,45% С; 0,83% Мп; 0,66% Сг; 1,25% Ni) (Fe; 0,16% С; 0,55% Мп; 0,55% Сг; 2,08% Ni) (Fe; 0,23% С; 0,37% Мп; 0,71% Сг; 3,71% Ni) (Fe; 0,35% С; 0,56% Мп; 0,71% Сг; 3,34% Ni) (Fe; 0,28% С; 0,5% Мп; 1,5% Сг; 4,2% Ni) (Fe; 0,2% С; 1,56% Сг; 4,2% Ni; 0,79% W) (Fe; 0,35—0,42% С; 0,17—0,37% Si; 0,3—0,6% Мп; < 0,025% S; < 0,025% Р; 1,35—1,65% Сг; < 0,2% Ni; < 0,2% Си; 0,7—0,11% А1; 0,15—0,25% Мо) (Fe; 0,35—0,43% С; 0,17—0,37% Si; 0,2—0,4% Мп; < 0,35% S; <: 0,35% Р) (Fe; 0,23—0,29% С; 0,2—0,5% Si; 0,8—1,1% Мп; 1,4—1,8% Сг) (Fe; 0,58 С; 1,66% Si) (Fe; 0,72% С; 2,54% Si) (Fe; 0,5% С; 1,37% Si; 1,4% Ni) (Fe;0,09—0,15% С; 0,12—0,3% Si; 0,25—0,5%Mn; < 0,05% S; 0,04% P; <0,3% Nu, Си; < 0,08% As) (Fe; 0,14 — 0,22% C; 0,12 —0,3%Si; 0,4 — 0,65% Mn; < 0,5% S; 0,04%P; < 0,3% Ni; Си; < 0,08% As) (Fe; 0,21—0,37% C; 0,05 — 0,35% Si; 0,5 — 0,8% Mn; < 0,05%S; < 0,04% P; < 0,3% Cr, Ni; < 0,08 % As) aBp, 10' н/м> 144 86,2 f 160 64,3—73 63,2—73 96 .i 102,2 102 39,5 63 125,6 - 105,9 96 96 144 42 46,9 40 32,5—40,4 38,4—48,2 48—59,5 oT, 10' h/m* 125 134,1 48—59,5 48—59,5 78,7 91 86,2 28,0 57,2 108,7 -' 77 81,5 81,5 129 76,5 76 68,5 20,1—21,1 22—24 27,8—25,9 нБ, 10' h/m' , . 275,8 298,6 — 327,4 308,2—372,5 , . — — — — r . Упругие свойства мартеиситиостареющих сталей [11 ] Т а б лица 4.3 Марка (состав, вес. %) Н12МЮК15 (Fe; 12,2% Ni; 14,1% Со: 10% Мо): закаленная и состаренная кованая и состаренная Н12К12М7В7 (Fe; 11,9% Ni; 12% Со; 7,8% Мо; 6,7% W), закаленная и состаренная Н12М10К12ТЮ (Fe; 12,3% Ni; 9,6% Мо; 12% Со; 0,79% Ti; 0,94% А1), кованая и состаренная овр, 10'к/л* 250 250 255 294 °т. 10' h/jh2 245 245 289 Н„ , 1С н/м* ь — 39
4.3. СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Упругие свойства сплавов алюминия Для алюминиевых сплавов различных марок Б = F.9-J-7.1) • 1010 н/м2; G = B,6-5-2,7)-1010 н/м1; 11=0,3^-0,33 [7, 18] . Табл ица 4.4 Марка АМц АМг АМгБП АМгЗ АМг5 АМг7 Д1 дш Д6 Д16 дзп Д18П Состав, вес. % А1; 1,0—1,6% Мп А1; 0,15—0.4% Мп; 2.0—2,8% Mg А1; 0,2—0,6% Мп; 4,7—5,7% Mg А1; 0,3—0.6% Мп; 3.2—3,8% Mg; 0,5—0,8%Si Al; 0.3—0.6%Мп; 4.0—0.5% Mg Al; 0,3—0,6% Мп; 6,0—7,5% Mg Al; 3,8—4,8% Cu; 0,4—0,8% Mn; 0,4—0,8% Mg Al; 4.6—5,2% Cu; 0,5—1.0%; Mi; 0.65—1,0% Mg Al; 3,8—4,9% Cu; 0,3—0,9% Mn; 1,2—1,8% Mg Al; 2,6—3,5% Cu, 0,3—0,7% Mn; 0,3—0,7%Mg Al; 2,2—3,0% Cu; 0,2—0,5% Mg Состояние Нагартованиый Полунагартованиый Отожженный Полунагартованиый Отожженный (АМгМ) Отожженный (АМг5 ПМ) Полунагартоваииый (АМгЗП) Отожженный (АМгЗМ) Полунагартованный (АМгБП) Отожженный (АМгБМ) Полунагартованный (АМг7П) Отожженный (АМг7М) Закаленный и естест- естественно состаренный (Д1Т) Отожженный (Д1М) Закаленный и естест- естественно состаренный (Д6Т) Отожженный (Д6М) Плакированные лис- листы, закаленные и есте- естественно состаренные Плакированные лис- листы, отожженные Закаленный и естест- естественно состаренный (ДЗПТ) Отожженный (ДЗПМ) Закаленный и естест- естественно состаренный (Д18ПТ) Отожженный (Д18 М) °вр • 1О'к/«* 21,5 12,7 12,7 24,5 18,6 26.4 24,5 19,6 29,4 25,4 36,2 31,3 41,1 20,5 45 21,5 41,1 27,3 33,3 21,2 29,4 15.7 °т • 10' н/мг 37.12 — 4,9 20,6 9,8 14,7 17.5 9,8 19,6 13.7 24,5 16,6 23,5 10,8 29,4 10,8 17,63 9,8 16,6 7,83 16,6 5,9 "Б. 10' н/мг 53,9 39,2 29,4 58,8 44,1 68,5 68,5 49 78,3 63,7 93 78,3 110,4 44,1 — 102,7 48,4 78,3 68,5 37,2 40
Продолжение табл. 4.4 Марка АВ АК2 АК4 АК4-1 АК6 АК8 В-92 В-92и В-95 В-96 В65 ВД17 Д20 Состав, вес. % А1; 0,2—0,6% Си; 0,15—0,35% Мп; 0,45—0,9% Mg; 0,5—1,2% Si i < Al; 3,5—4,5% Си; 0,4—0,8% Mg; 0,5-1,0% Si; 1,8—2,8% Ni; 0,5—1.0% Fe Al; 1,9—2,5% Си; 1,4—1,8% Mg; 0,5—1,2% Si; 1,0—1,5% Fe; 1,2—1,6% Ni Al; 1,9—2,5% Си; 1,4—1,8% Mg; 1,6—1,5% Ni; 1,0—1,5% Fe Al; 1,8—2,6% Си; 0,4—1,0% Мп; 0,4—0,8% Mg; 0,7—1,2% Si Al; 0,4—1,0% Mn; 0,4—0,8% Mg;' 3,9—4,8% Си; 0,6—1,2% Si Al; 4,5% Mg; 3,3% Zn Al; 3,2% Zn; 4,1% Mg; 0,7% Mn; 0,1% Zr Al; 1,4—2,0% Си; 0,4—1,0% Mn; 1,8—2,8% Mg; 5,0—7,0% Zn; 0,1—0,25% Cr Al; 8,5% Zn; 2,7% Mg; 2,3% Си Al; 3,9—4,5% Си; 0,3—0,5% Mn; 0,15—0,3% Mg Al; 2,6—3,2% Си; 0,45—0,7% Mn; 2,0—2,2% Mg , Al; 6—7% Си; 0,4—0,8% Mn; 0,1—0,2% Ti Состояние Закаленный и естест- естественно состаренный ¦ Закаленный (АВТ) Отожженный (АВМ) Закаленный Искусственно соста- состаренный — — — Закаленный и соста- состаренный То же » » Закаленный и естест- естественно состаренный Закаленный и искус- искусственно состаренный То же °вр • 107 н/м2 32,4 21,5 17,7 41,1 -,43,1 43,1 41,1 48 43,6— 51,3 44,5 53,9 67 39,2 43,1 41,1 КУн/м" 27,5 11,7 27,4 26,4 — 29,4 37,2 28,7— 45,2 28,7 45 63,2 — 29,4 29,4 нБ. 10' н/м' 93 63,6 29.4 112,6 117,5 117,5 102,8 132,2 — — 146,9 - - — — 112,6' — 41
Продолжение табл. 4 4 Марка АЛ1 АЛ2 АЛЗ АЛЗВ АЛ4 АЛ4В АЛ5 • АЛ6 АЛ7В АЛ8 АЛ9 АЛ9В АЛ10В АЛИ АЛ12 Состав, вес. % А1; 1,25—1,75% Mg; 3,75—5,0% Си; 1,75—2,25% Ni; Al; 10—13% Si , Al; 0,2—0,8% Mg; 1,5—3,5% Си; 4,0—6,0% Si; 0,2—0,8% Mn Al; 0,35—0,5% Mg; 1,5—3,5% Cu; 4,0—6,0% Si; 0,2—0,8% Mn Al; 0,17—0,3% Mg; 8,0—15,0% Si; 0,25—0,5% Mn Al; 0,2—0,4% Mg; 8,0—11,0% Si; 0,2—0,5% Mn Al; 0,35—0,6% Mg; 1,0—1,5% Cu; 4,5—5,5% Si Al; 2,0—3,0% Cu; 4,5—6,0% Si ! Al; 3,0—5,0% Cu < Al; 9,5—11,5% Mg Al; 0,2—0,4% Mg; 6,0—8,0% Si Al; 0,2—0,5% Mg; 6,0—8,0% Si Al; 0,2—0,5% Mg; 5,0—8,0% Cu; 4,0—6,0% Si f Al; 0,1—0,3% Mg; 6,0—8,0% Si; 10—14% Zn Al; 9,0—11,0% Cu __ _ j Состояние Закаленный и частич- частично состаренный Закаленный и частич- частично состаренный То же Закаленный и пол- полностью состаренный То же Закаленный и частич- частично состаренный То же Закаленный Закаленный и частич- частично состаренный То же Закаленный и полно- полностью состаренный — Закаленный и пол- полностью состаренный °вр . Ю'к/л* 25,4 21,5 27,4 28,4 26,4 21,5 26,4 27,5 29,4 32,4 27,5 28,4 27,5 22,6 19,6 °т • 10' н/м* — — — — — — — — — — — — — 10' н/я» 97,9 53,8 77,4 117,5 68,5 122,4 88Л 93 88,1 } 78,3 88,1 112,6 122,4 88, Г" 42
Продолжение табл. 4.4 Марка АЛ 13 АЛ 14В АЛ 15В АЛ 16В АЛ 18В AlCoA 132 RR-50 RR53B АЛ 17В АСС-6-5 АСМ АН-2,5 AlCoA 750 ХА750 ! Состав, вес. % А1; 4,5—5,5% Mg; 0,8—1,3% Si; 0,1—0,4% Мп Al; 0,2—0,4% Mg; 1,5—3,0% Cu; 6,0—8,0% Si; 0,2—0,6% Мп Al; 3,5—5,0% Cu; 3,0—5,0% Si; 1,3% Fe Al; 2,0—4,0% Cu; 3 0—5,0% Si; 0,2—0,5% Mn; 2,0—4,0% Zn; 1.1% Fe Al; 7,9—9,5% Cu; 1,5—2,5% Si; 0,2—0,8% Mn; 1,1—1,8% Fe f Al; 0,1—1,3% Mg; 0,5—1,5% Cu; 11,0—13,0% Si; 2,0—3,0% Ni Al; 0,05—0,2% Mg; 0,8—2,0% Cu; 1,5—2,8% Si; 0,8—1,7% Ni; 1,4% Fe; 0,05—0,3% Ti + Nb Al; 0,65—0,9% Mg; 1,4—1,65% Cu; 0,6—0,8% Si; 1,0—1,4% Ni; 0,8—1,3% Fe; 0.16—0,83% Ti + Nb Al; 1,5—3,5% Cu; 3,0—5,0% Si; 0,7—0,6% Mn; 4,0—7,0% Zn; 1,1% Fe Al; 5—6%Sb; 4—5% Pb; 0,5—0,7% Mg Al; 3,5—5% Sb; 0,5—0,7% Mg; < 0,5%Si +Fe Al; 2,7—3,4% Ni Al; 1,0% Ni; 1,0% Cu; 6,5% Sn Al; 0,5% Ni; 1,0% Cu; 2,5% Si; 6,5% Sn Состояние ь — Закаленный и час- частично состаренный То же » » Состаренный х Закаленный и пол- полностью состаренный Закаленный и частич- частично состаренный Литой в кокиль Прокатанный и ото- отожженный Прокатанный и ото- отожженный Литой в кокиль То же Холоднокатаный Литой в кокиль Литой в кокиль и термообработанный °вр. 10' н/м' 19,6 29,4 27,5 26.4 20,5 29,4 20,5 34,3 26,4 7,93 7,93 8,23 13,7 15,6 15,2 15.8 15,2 20,6 10' и/л2 — — — — — — — — — — — — — 6,85 13,8 "б- 10' н/мг 87,7 117,5 117,5 127,3 112,6 122,4 ' 73.4 -, 127,3 127,3 30,7 29,9 28 34,3 68,5 44,1 49 9,8 4,9 43
Марка ХВ750 XB80S Al— 30% Sn i ; Состав, вес* % ! i ! Al; 0,8% Mg; 1,2% Ni; 2,0% Cu; 6,5% Sn Al; 0.5% Ni; 1.0% Cu; 6,5% Sn; 1,5% SI Al; 0—3,0% Cu; 25—30% Sn Продолжение табл. 4.4 Состояние Литой в кокиль и термообработанный Холоднок атаный Холоднокатаный и отожженный Холоднодеформиро- ванный и отожженный °вр- 10' н/я2 20,6 17,6 14.8 8,7—6,9 10' к/*2 13,7 16.2 5,6 2.0 10' н/м* 71,4 68,5 93,0 21,2— — 26,4 Таблица 4.5 Марка ЛА 67-2,5 ЛАЖМц 66-6-3-2 ЛАЖ 60-1-1 ЛК80-ЗЛ ЛКС 80-3-3 1 ' ЛМцв 58-2-2 ЛМцОС 58-2-2-2 Упругие свойства сплавов меди Состав, вес. % 66—68% Си; 2—3% Al; Zn 64—68% Си; 6—7% А1; 2—4% Fe; 1,5—2,0% Mn; Zn 58—61% Си; 1,5—2,0% А1; 0,2—0.7% Si; 0,75—1.5% Fe; 0,1—0.6% Mn; Zn 79—81% Си; 2,5—4,5% Si;Zn 79—81% Си; 2,5—4,5% Si; 2—4% Pb; Zn 57—60% Cu; 1,5—2,5% Mn; 1,5—2,5% Pb; Zn 56—60% Cu; 1,5—2,5% Mn; 1,5—2,5% Sn; 0,5—2,5% Pb; Zn °вр- 10' A/m* 30,6—40,8 66,3 40,8 30,6—46,9 30,6—40,8 30,6—40,8 30,6 ;. [7,8] Ю7 н/м* -— ^ —— 25,5 16,3 14,3 24.5 "Б- 10' h/m* 91,8 163,2 91,8 96,9—112,2 91,8—100,2 31,4—91,8 91,8—100,2 E, <0'« н/м* X — — — — — — 44
Марка ЛМцЖ 52-4-1 ЛМцЖ 55-2-7 ЛС-59-1Л ЛНМцЖА 60-1-2-1-1 ПМц-48 ПМц-54 Бр. ОФ 10-1 (литье в кокиль) Бр. ОЦ 10-2 (литье в кокиль) Бр. ОЦН 5-2-5 (литье в кокиль) Бр. ОНС 11-4-3 (литье в кокиль) Бр. ОЦС 6-6-3 (литье в кокиль) Бр. ОЦС 5-5-5 (литье в кокиль) , ¦ Состав, вес. % 53—58% Си; 0,5—1,5% Fe: 3—4% Mn; Zn 50—55% Си; 0,5—1,5% Fe; 4—5% Мл; Zn 57—61% Си; 0,8—1,9% Sb; Zn 58—62% Си; 0,5—1.5% А1; 0,5—1,1% Fe; 1,5—2,5% Мп; Zn 48% Си; Zn ' 54% Си; Zn Си; 9—11% Sn; 0,8—1,2% Р Си; 9—11% Sn; 2—4% Zn Си; 4,5—5,5 Sn; 1—3% Zn; 4,5—5,5% Ni Си; 10—22% Sn; 3% Pb: 4% Ni Си; 5,0—6,0% Sn; 5,0—7,0% Zn; 4,0—6,0% Pb Си; 4,0—6,0 Sn; 4,0—6,0% Zn; <• 4,0—6,0% Pb "up- 51 51 20,4—42,8 40,8—48,9 21,4 35,7 25,6—35,7 20,4—25,5 35,7 20,4—28,6 18.4—25,5 20,4—25,5 Продолжен ие V 107 h/jk2 30,6 — 15,3 18,4—20,4 — ¦ — 20,4 13,4 18,4 8,16—10,2 8,16—10,2 яБ. 107 н/мг 100,2—142,8 91,8—122,4 91,6—91,8 100,2—112,2 133 130,6 91,8—122.4 91,8—107,1 81,6 — 66,3—76,5 61,2—76,5 табл. 4.5 t E. 10" h/m* — — — — ¦ 10,5 10,2 —¦ — 9,18 9,18 * 45
Продолжение табл. 45 Марка Бр. ОЦСН 3-7-5-1 (литье в кокиль) Бр. ОЦС 3-12-5 (литье в кокиль) Бр. ОФ 6,5-0,4: мягкая твердая Бр. ОФ 4-0,25: мягкая твердая Вр. ОЦ 4-3: мягкая твердая Бр. ОЦС , 4-4-2,5: мягкая твердая Бр. ОФ 7-0,2 мягкая Бр.ОЦС 4-4-4 мягкая Бр. А5: мягкая твердая Бр. А7: мягкая твердая i i Состав, вес. % Си; 2,5—4,5% Sn; 6,0—9,5% Zn; 3,0—6,0% Pb; 0,5—1,5% Ni Си; 2,0—4,0% Sn; 8,0—15,0% Zn; 3,0—6,0% Pb Си; 6—7% Sn; 0,3—0,4% P Си; 3,5—4% Sn; 0,25% P Си; 3,5—4% Sn; 2,7^-3,3% Zn Си; 3—5% Sn; 3—5% Zn; 1,5—2,5% Pb Си; 6—8% Sn; 0.1—0,25% P Си; 3.5—4,5% Sn; 4% Zn; 2% Pb 1 Си- 4—6% Al i Си; 6—8% Al v 10' h/m2 21,4 21,4 г 35,7—45,9 71,4—81,6 34,7 -61,2 35,7 56,1 80,6—35,7 56,1—64,3 35.7 31,6 38,7 81,6 , 42,8 102 1 10* h/jk* — — 20.4—25,5 60,2—66,3 35,7 — 12,9 28,6 23,5 13,3 16,3 51 — нБ, 10' h/jk* 61,2 61,2 71,4—91,8 163,2—204 56,1—71,4 163,2—173,4 61,2 163,2 61,2 163,2—183,6 76,5 63,2 61,2 200,4 71,4 157,1 i E, 10" h/jk2 — — W t 10,2 10,2 12,65 i 11,0 я i 10,2 П.2 1 _ d 11,7—13,3 46
Продолжение табл. 4.5 Марка Бр. АЖ 9-4: мягкая твердая Бр. АЖН 10-4-4: мягкая твердая Бр. АМЦ 9-2: мягкая твердая Бр. АЖНЦ 10-3-1,5: мягкая твердая Бр. Мц5: литая мягкая твердая Бр. Б2: литая мягкая твердая МНЖ 5-1: $,. мягкий твердый МНА 13-3: мягкий твердый МНА 6-1,5: МЯГКИЙ ! твердый МНЦ 15-20: мягкий твердый МНцС 17-18-1,8: мягкий твердый i Состав, вес. % Си; 8—10% А1; 2—4% Fe Си; 9,5—11% А1; 3,5—5,5% Fe; 3,5—5,5% Ni Си; 8—10% Al; 1,5—2,5% Мп Си; 9—11% А1; 2—4% Fe; 1—2% Мп ! * Си; 4,5—5% Мп Си; 0,2—0,5% Ni; 1,9—2,2% Be Си; 5—6,5% Ni + Co; 1,0—1,4% Fe; 0,3—0,8% Мп — Си; 12—15% Ni + Co; 2,3—3% Al Си; 5,5—6,5% Ni + Cof 1,5—1,8% Al '• Си; 13,5—16,5% Ni + Co; 18—22% Zn - ~ i 61—64,9% Си; 16,5— 18,0%Ni + Co; 1,6—2,0% Pb; Zn °вр' 10' h/m' 56,1 61,2 61,2 78,5 40,8 61,2 40 62,2 28,5 30,6 61,2 51 51 132,6—142,8 24,5—28,6° 45,9—51* 71, ? - 91,8—10,2е 36,7d 66,3е f 40,8 68,3 40,8 66,3 V 10' h/m* 22,4 25,7 — 30,6 51 50 15,3 „ 51 25,5—35,7 130,6 — — — — „ нБ, 10' н/мг 112,2 163,2—204 i 141,8—163,3 289,5 163,2 — 71,4 81,6 163,2 142,8 119,3 357 35,7—51 112,2—122,4 76,5d 255—275,4е 61,2—71,4 204е 71,4 168,3 E, 101» н/мг i> 11,4 11,8 13,3 — — 10,7 11,9 13,5—14,4 — — 12,8 12,8 12,9 12,9 47
Продолжение табл. 4.5 . Марка МН 19: мягкий твердый МНЖМц: 30-0,8-1: мягкий твердый ТП: мягкий твердый ТБ: мягкий твердый МНМц 3-12; мягкий твердый МНМц 43-1,5: мягкий твердый МНМц 43-0,5: мягкий твердый Состав, вес. % Си; 18—20% Ni + Co Си; 29—30% Ni + Co; 0,6—1,0% Fe; 0,8—1,3% Мп Си; 0,57—0,63% Ni + Co Си; 15,3—16,3% Ni + Co Си; 2,5—3,5% Ni + Co; 11,5—13,5% Мп Си; 39—41% Ni + Co; 1—2 %Мп Си; 42,5—44% Ni + Co; 0,1—1,2% Мп "V 10' н/мг 35,7 56,1 38,8 " 61,2 88,6 38,7 32,6 56,1 43,9 86,7 45,9 66,3 40,8 66,3 10' Тн/м* — — — — — — — нБ, 10' н/м" 71,4 122,4 71,4 193,6 ' 51—61,2 71,4 122,4 122,4 81,6 159,1 86,7 178,5 Е. 10" н/мг 14,3 ' 14,3 15,7 15,7 12,2 12,2 7,9 8,5 12,9 12,9 16,9 16,9 12,2 12,2 а — отожженный; Ь — деформированный на 50%; с — прессованный; й — закаленный при 900°С; е — отожженный при 500°С после закалки прн 900°С. Таблица 4.6 Упругие свойства сплавов никеля, кобальта и свинца [7, 8] Марка (состав, вес. %) НМц 2,5, отожженный (Ni + Co; 2,3—3,3% Мп) МШ2, закаленный и состаренный (РЬ; 14—16% Sb; 2,7— —3,3% As) МСМ1, закаленный и состаренный (РЬ; 9,5—10,5% Sb; 2,0—2,5% As) 10'Ви/«2 45,9—51 — — 10' н/м' 16,8—22,4 — — «Б, 10' н/м2 — 43,9—46,9 35,7—40,8 Е, 101» к/л»* 21,4 — — 48
Таблица 4.7 Упругие свойства сплавов олова [7, 8] i ' !¦ Марка (состав, вес. %) - — Б83 (Sn; 10—12% Sb; 5,5—6,5% Cu) Б89 (Sn; 7,25—8,25% Sb; 2,5—3,5% Cu) Б91 (Sn; 4,5% Sb; 4,5% Cu) Б93 (Sn; 3,5% Sb; 3,5% .Cu) Б93А (Sn; 5,0% Sb; 2,0% Cu) БС6 (Pb; 5,5—6,5% Sb; 5,5—6,55% Cu) Б6 (Pb; 5,0—6,0 Sn; 14—16% Sb; 2,5—3,0 Cu) БТ (Pb; 9,0—11,0% Sn; 14—16% Sb; 0,7—1,1% Cu) * БН (Pb; 9,0—11,0% Sn; 13—15% Sb; 1,5—2,0% Cu) Б16 (Pb; 15—17% Sn; 15—17% Sb; 1,5—7,0% Cu) ' БС (Pb; 16—18% Sb; 1,0—1,5% Cu) БК2 (Pb; 1,5—2,5% Sn) Сатко II (Pb; 1,0—2,0% Sn) БК (Pb; < 0,25 Sb) Л 199 E7—91,1% Sn; 8,9% Zn; 43% Fe) Л 183 F0—71% Sn; 30—38,1% Pb; 5,0% Zn) Л 145 D4,8% Sn; 32,0% Pb; 18,2% Cd) Л 141 F7—75% Sn; 32,25% Pb) Л 130 E2% Sn; 30% Pb; 13% Cd) "ep- "epic H/M* 9,18 8,16 8,16 6,83 6,0 6,83 6,93 6,12 7,14 7,96 4,28 9,49 7,85 10,2 7,65 5,3 6,83 6,93 7,75 V 1С н/мг t 6,83 6,32 — 5,4 4,89 — — 5,92 6,12 — — — — — — — — — — «Б. 10' н/мг 30,6 24,79 22,4 14,28 16,42 17,24 32,64 — 29,58 30,6 20,4 20,09 27,54 32,64 14,28 12,85 15,61 23,77 30,6 E, 10" н/мг 4,9 5,81 — — — — — — — — — — — 2,24 — — — — — 49
Марка (состав, вес. %) ПОС 90 (89—90% Sn; < 0,15% Sb; Pb) ПОС50 D9,5% Sn;<0,8% Sb; Pb) ПОС 25 ПОС 20 A8—20% Sn;«:0,3% Sb; 80—82% Pb) ПОС 10 ПОСС 5-3 D,5—5,5% Sn; 2—3% Sb: 92% Pb) ПСр2,5 E,0—6,0% Sn; 2,2—2,8% Ag; 83—91% Pb); ПОЦ 60 F0% Sn; 40% Zn) ПСР 1,5A @,75—1,25% Sn; 1,3—1,7% Ag; < 0,4% Sb; 97,5% Pb) ПСР 2,5 A@,25% Sn; 2,3—2,7% Ag; <0,4% Sb; 97,5% Pb) 1(РВн/м' 4,39 3,88 2,86 2,74 3,26 10,81 11,22 7,24 3,37 3,16 Продолжение V 10* н/м' — — — — — — — 5,71 — — »Б, 10' к/я* 13,26 15,2 10,71 10,2 11,02 9,89 — 19,04 23,15 9,38 табл. 4.7 E, 10>» к/я* — — — — — — — — — — Таблица 4.8 Упругие свойства сплавов Марка (состав, вес. %) ВТЗ (Ti; 4—6,2% Al; 2—3% Cr) ВТЗ-1 (Ti; 4—6,2% Al; 1,5—2,5% Cr; 1—2,8% Mo) BT4 (Ti; 4—5% Al; 1—2% Mn) OT4 (Ti; 2—3,5% Al; 1—2% Mn) BT5 (Ti; 5,5% Al) BT6 (Ti; 5,0—6,5% Al; 3,5—4,5% V) BT8 (Ti; 5,8—6,8% Al; 2,8—3,8% Mo) BT9, закаленный и состаренный (Ti; 2,8— 3,8% Mo; 5,8—6,8% Al; 1,8—2,8% Sn) BT10, отожженный (Ti; 5—6% Al; 2,8— 3,5% Cu; 2—3% Sn) BT14, закаленный и состаренный (Ti; 3,5— 4,5% Al; 2,5-3,0% Mo; 0,7—1,5% V) BT15, закаленный н состаренный (Ti; 3—4% Al; 7—8% Mo; 10—11,5% Cr) V 10' н/м* 96,9—117,3 96,9—122,4 81,6—91,8 71,4—86,7 81,6—96,9 91,8—102 107,1—120,4 112—127 98—115 113—137 133—147 титана [7, 8 a , 10' н/м* 86,7—107,1 86,7—112,2 71,4—81,6 56,1—66,3 71,4—86,7 81,6—91,8 96,9—112,2 98—113 90—98 106—127 123—142 , 12, 13] 10' н/м* 27,5—36,7* 27,5—36,7* 61,2—71,4* 326,4—367,2 316,2—357 333—363 E. 101» н/м* 11,2 11,7 11,2—12,2 11,2—12,2 10,6 11,5 11,2 11,8 10,8 G, 10'» н/м3 4,33 4,39 4,28 4,08 4,33 4,33 0,3 0,3 0,31 0,3 0,3 * Твердость по Роквеллу, шкала С. 50
Таблица 4.9 Упругие свойства сплавов Марка (состав, вес. %) (Zn; 4% Al; 0,04% Mg) (Zn; 4% Al; 1% Cu; 0,04% Mg) (Zn; 4% Al; 3% Cu; 0,05% Mg) - ЦАМ 10-5 (Zn; 9—12% Al; 4—4,5% Cu; 0,3—0,06% M ЦАМ 9-1,5 (Zn; 8—11% Al; 1,0—2,0% Cu; 0,03—0,06% ЦМ-1 (Zn; 0,8—1,2% Cu) ЦАМ 0,2—4 (Zn; 0,2—0,25% Al; 3,5—4,5% Cu) ЦАМ 4-1 (Zn; 3,7—4,3% Al; 0,6—1,0% Cu; 0,02—0,05% ЦАМ 10-1 (Zn; 9—11% Al; 0,6—1,0% Cu; 0,02—0,05% ЦАМ 10-5 (Zn; 9—11% Al; 4,5—5,5% Cu) ЦА 15 (Zn; 14—16% Al; 0,04% Mg) g) Mg) Mg) Mg) цинка [7, 8] "вр- 10' "/** 25,5—30,0 27, E—33,7 32,6—38,8 30,6 30,6 20,4—30,6 30,6—36,7 37,7—44,9 40,8—46,9 35,7—45,9 25,5—40,8 oT. 10' н/м» — — — — — — Н„ . 10' н/м b 71,4—91,8 81,6—102 81,6—122,4 102 96,9 45,9—76,5 76,5—91,8 91,8—107,1 91,8—112,2 91,8—112,2 61,2—102 E, 10'° k/jk» . 12,8 13,3 13,3 11,5 Упругие свойства сплавов платины [7, Таблица 4.10 Сплав (состав, вес. %) 96,5% Pt; 3,5% Rh 90%J>t; 10% Rh 80% Pt; 20% Rh 95% Pt; 5% Ir 90% Pt; 10% Ir 80% Pt; 20% Ir 70% Pt; 30% Ir 95% Pt; 5% Au , 90% Pt; 10% Au 30% Pt; 70% Au 10% Pt; 90% Au 90,92% Au; 9,08% Cu Состояние С Наклепанный Отожженный ' Наклепанный Отожженный Наклепанный Отожженный Холоднообработанный Отожженный Хо ло днообра ботанный Отожженный Холодно обра ботанный Отожженный Холодиообработанный Отожженный Наклепанный Отожженный Наклепанный Отожженный о , 10' н/мг вр 42,8 17,8 64,3 32,1 92,8 49,9 50 28,6 64,3 39,3 103,5 71,5 143 114,2 45,4 32,1 64,3 55,4 46,4 » | 25,7 • 56,5 от, 10' н/м' — — — — — — — — z — — ЯБ , 10' н/м2 132,6 71,4 168,3 91,8 214,2 ' 122,4 142,8 91,9 189,7 132,6 270,3 204 285,6 265.2 158,1 93,8 226,4 ~ 145,9 137.7 61,2 — Упругие свойства сплавов вольфрама [7, 8] Таблица 4.11 Марка (состав, вес, %) В2К D7—63% Со; 27—33% Сг; 13—17% W; < 2% Ni; < 2% Fe; 1—2% Si; 1,0% Mn; 1,8—2,5%C) ВЭК E8—62% Co; 28—32% Cr; 4—5% W; <2%Ni; <2% Fe; 2,5% Si; 1,0—2,5% C) >• 10' H'M* 61,2—71,4 61,2—71,4 oT. 10' k/ju2 — WR> 10' н/м' 45,9—47,9 40,8—42,8 51
4.4. МЕТАЛЛОКЕРАМИКА, ПЛАСТМАССЫ И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ Упругие свойства металлокерамических твердых сплавов [7, 8] Таблица 4.12 Сшшв (состав, вес. %) 97% WC; 3% Со " ¦ 94% WC; 6% Со 91% WQ 9% Со 80% WC; 20% Со 70% WC; 30% Со 94% WC; 1% TiC; 5% Со 86% WC; 5% TiC; 9% Со 82% WC; 10% TiC; 8% Со 78% WC; 16% TiC; 6% Со 69% WC; 25% TiC; 6% Со 34% WC; 60% TiCi 6% Со 85% WC; 4% TiC; 1% TaC (NbC); 10% Со 80,5% WC; 5% TiC; 5,5% TaC (NbC); 9% Со 76% WQ 7,5% TiC; 6,9% TaC (NbC); 10% Со 62% WC; 12% TiC; 18% TaC (NbC); 8% Со 59% WC; 12% TiC; 18% TaC (NbC); 11% Со 70,5% WQ 13,5% TiC; 7,5% TaC (NbC); 8,5% Со ВК.2 (98% WC; 2% Со) ВКЗ (97% WC; 3% Со) ВК6 (94% WC; 6%Со) ВК8 (92% WC; 8% Со) ВК4 (96% WC; 4% Со) ВК.6 мелкозернистый (94% WC; 6% Со) °в. изг,10' «/*2 102—122,4 163,2—193,6 153—193,8 204—244,8 142.8—163,2 153—163,2 153—173,4 112,2—127,5 91,8—112,2 71,4—81,6 173,4—193,8 173,4—204 173,4—204 122,4—142,8 132,6—153 132,6—153 102 102 122,4 132,6 122,4 122,4 "в. еж. 10' к/я2 601,8 510 489,6 346,8 571,2 469 , — 438,6 — 387,6 — 458 520,2 408 479,4 — — — — — Н«Л. 10* к/л» 92,8—94,9 91,8—92,8 90 8—91,8 84,7—87,7 81,6—83,6 90 8—91,8 90,8—91,8 91,8—92,8 91,8—93,3 91,8—92,8 93,8—94,9 90,8—91,8 91,8—92,8 90,8—91,8 92,8—93,8 91,8—92,8 92,8—93,8 91,8 90,8 89,8 89,3 91,3 90,8 Е. 10«° к/я» 68,9 64,3 60,2 . 51 64,3 60,2 53 38,8 56,1 57,1 53 64,3 57,1 5 51 — — — Таблица 4.13 90/10 (90% Al; мягкий твердый 5/90/5 E% Си; МЯГКИЙ твердый 80/20 B0% €и; мягкий твердый 10/80/Ю A0% мягкий твердый 70/30 G0% Al; мягкий твердый Марка (состав 10% 90% 80% Си; 8 30% Си): А1; 5% Al)i 0% А1; Си): 15/70/15 A5% Си; 70% Al; МЯГКИЙ¦ твердый Д16АМ Д16АТ Д16АТН Д1АМ Д1АТ 1 вес. %) Си): 10% Си): 15% Си): Упругие свойства биметаллов о , 1С к/я2 вр 9,18—11,2 18,4—20,4 9,18—11,2 18,4—20,4 10.2—12,2 19,4—21,4 10,2—12,2 19,4—21,4 12,2—14,3 20,4—23,5 12,2—14,3 30,4—23.5 23,5—24,5 42,3—44,4 44,4—47,4 23,5—24,5 37,7—38,8 [7. 8] V 103 н/м- 4,08—5,1 13,3-15,3 4,08—5,1 14,3—16,3 4,59—5,61 16,3—18,4 4,59—5,61 16,8—18,4 5,1—6,12 17,3—19,4 5,1—6,12 18,4—20,4 — 28,1—28,6 34,7—35,7 19,4—20,4 НБ, 10' н1м' 34,7—38,8 61,2—65,3 30,6—34,7 61,2—66,3 37,7—41,8 66,3—71,4 32,6—36,7 67,3—71,4 38,8—43,9 71,4—76,5 38,8—42,8 73,4—77,5 — —г. Е. 10«° к/я» 7,45 7,24 7,65 7,34 8,27 7,55 52
Таблица 4.14 Упругие и прочностные свойства пластмасс Наименование , Амииопласт Асботекстолит Винипласт Гетинакс электротехнический (П) " Гранулированный сополимер Древесно-слоистый пластик ДСП-Б (длинный лист) Древесный коротковолокнистый волокнит К-ФВ25 Капроновая смола: первичная вторичная Капрон стеклонаполненный Литьевой материал ПУ-1 А и Б ЭЦ-12 А Пенопласт плиточный ПВХ-2 Пенопласт ФК-20 Полиамид: наполненный П-68 Т20 стеклонаполненный СП-68 Поливииилхлорид неориентированный Поликапроамид Поликапроамид стеклонаполненный Поликарбонат (дифион) Поликарбонат стеклонаполнеиный Полипропилен ПП-1 Полипропилен стеклонаполнениый Полистирол: эмульсионный А суспензионный ПС-С стеклонаполненный Полиформальдегид стабилизированный По TtHQTn При* л. ivJJlricr 1 илсп. высокого давления кабельный П-2003-5 высокого давления П-2006-Т низкого давления П-4007-Э среднего давления . . Пресс- материал: горячего прессования ВЭИ-11 холодного прессования ВЭИ-11 АГ-4НС К-41-5 Сополимер МСН-А Сополимер стирола с метилстиролом Стекло органическое ПА, ПБ, ПВ Стекло текстолит СТЭР-1-30 Текстолит: поделочный ПТК металлургический графитированный Фаолит А 1 Фторопласт-3 Фторопласт-4 Фторопласт 4Д-Б ов, 10' н/м' 3,6 6,4—11,7 3,92—5,88 7,84 3,9 21,6 2,94 5.9 6,86—7,8 14,7—17,6 4,9-^5,88 0,44—0,45 0,17 4,9—5,9 7,35—8,3 2,9—4.9 5,9—6,37 12,7—14,7 5,9—8,7 12,35—14,75 2,45 5,5 3,4—3,9 3,9 7,25—10,3 5,9—6,9 1,18—1,37 1,37 2,16 2,65—3,23 — 88,2 17,15 —" — 4,9 29,4 9,8 — 8,8 1,7 2,9—3,9 2,2 1,37 "в. Сж, 10' н/м' 9,8 ¦ 12,3—30,1 7,84—15,7 16,2—28,4 — 15,2 12,7 7,8 8,8—9,8 11,8 7,8—8,5 0,147 0,098 9,3—9,8 10,8 5,15—5,9 6,7—7,8 11,8—12,85 7,8—8,8 13,03 5,9 4,8 9,8 9,6—11,7 12,7 1,23 2,45 — — 39,2 . 12,99 8,8—9,8 11,8—15,7 29,4 24,5 19,6 19,6 3,9 ' 1,96—5,6 1,18 1,96 [9, 16] °в. нзг. 10' н/м' 5,9—7,8 10,8—8,6 9,8—11,8 9,8 8,3 25,5 4,9—6,9 8,8 9,8 20,6—24,5 6,86—7,8 5,9 9,3—9,8 12,25—14,7 3,8—10,8 8,8 21,6—24,5 7,8 17,15—21,95 7,8 6,9 9,8 4,9 10,3—13,0 7,8 0,74 1,18—1,67 2,16 2,45—3,9 2,45 1,96 58,8 4,9 8,8 7,8—13,7 39,2 15,7 11,8 4,9 5,9—7,8 1,37 1,09 "б, 10»° н/м1 34—54 29,4—44 14,7—15,7 24,5 11,8 - 24,5 26,5 9,8—11,8 — 19,6—21,6 9,8 , 14,7—17,6 27,4—29,4 9,8—11,8 19,6—21,6 14,7—15,7 6,17 _ 13,7—14,7 — 19,6—39,2 1,18—2,45 12,7 (по Роквеллу) 4,4—5,7 5,5—6,4 _ 15,7—17,6 6,9—11,8 29,4—34,3 29,4 24,5—32,3 2,9—3,9 2,9—3,9 Е. 10'» н/м* (при растяже- растяжении) 0,74—0,98 1,37—1,96 0,039 1,18—2,06 0,2—0,26 (при изгибе) 2,9 — 0,098—0,123 0,098—0,123 0,74—0,83 0,016—0,02 0,118—0,196 0,78 0,216—0,245 0,066—0,117 (при изгибе) 0,255 — 0,015—0,025 2,015—0,025 0,054 (при изгибе) 0,078—0,098 0,304 0,314—0,392 2,45 0,39—0,63 9,8—12,7 0,046—0,083 (при (=60°С) 0,046—0,083 (при *=60°С) 53
__— Наименование Этрол этилцеллюлозный ЭПТ: тропический ацетобутиратцеллюлозный АБЦЭ-45-20 иитроцеллюлозный Целлулоид белый технический о„, 1С н/м' 2,9 1,7—4,6 2,45—4 9 3.4 ' "в. еж, 10' н,м* 4,4 5,15—14 7 13,7—19,6 Продолжение у ГВ. ИЗГ, 10' к/л2 3,3—3,9 1,47—8,8 2,9—5,9 4.9 "в, 10'» к/л" 4,4—5,9 3,9—5,9 5,9—13,7 5,9 табл. 4.14 Е, 10'° к/ж2 (прн растяже- растяжении) 0,216 0,176—0,27 0,113 ! *¦( Таблица 4.15 Свойства технических 1 Сорт резины Мягкая эластичная Средней твердости и эластичности , Жесткая, упругая Теплостойкая, мягкая Теплостойкая, неэластичная Маслостойкая, средней и твердой эластичности Маслостойкая, неэластичная у ь Маслостойкая, мягкая резин [7. 8) Прочность прн растяжении, 10» н/м2 29,4—58,8 44—73,5 44—98 44—127,4 29,4—78,5 49—98 44—58,8 74 Удлинение прн разрушении, % 200—100 300—600 250—600 300—800 100—200 350—650 300—600 600—700 Твердость, 10» н/м' 4,4—6,37 6,86—10,78 11,2—17,4 5,1—6,45 12,3—17,4 7,25—10,78 11,8—16,3 4,2-5,7 4.5. МИНЕРАЛЫ И ВОЛОКНА Твердость минералов [10, 15] Табл ица 4.16 Минерал Азурит Алмаз (природный, борозол) Берилл Гранат Графит Кварц „ Корунд Опал Топаз Турмалин Химическая формула ( 2 CuCO3-Cu(OHJ С Be3Al2[Si6O18] Fe3Al2 [SiO4]3 SiO2 A12O3 SiOs-xHsjO Al2[SiO4] [FOH]2 [Ni, Cal (NaAl). [Si6Al3B3-(O, OHK0] Микротвердость. 10' н/м' 9859 1121—1458 1203—1264 6,8—11,8 1002—1212 2014—2157 1388—1439 1049—1162 Твердость по шкале Мооса 3,77—3,83 10 7,5—8,0 1—2 7 9 5,5—6,5 8 54
Таблица 4.17 Свойства волокон и проволок [14, 15] Материал Ацетат Бамбук Вискоза Графит Капрон Лен Медноаммиак Сталь Стекло Нитрои Шелк Шерсть В Be С W А12О8 ВеО SiO2 we ZrC TiC SiC B4C TiB2 1 -i! Форма ¦1 Jt i Волокно Усы Волокно » " Проволока Волокно » i » » » Проволока Нити Проволока Усы » Волокно Кристаллы » » Усы » Кристаллическое волокно ов, 103 н/мг 17,6—21,5 34,5 26,5—44 2050 49—63,5 98 20,5—30,5 340 210 44 41 15,6—17,2 590 152 122 275 108—1760 1900 138—148 34,5 41 31—41 305 980 12,8 Е. 10'° к/л* 3,3 98 19,6 — — — — 50 29 4,1 40 41 41 55 49—69 19 47 45 45 37—56 Удлинение» % 25 15—24 15—35 2,5—3 15 — — 16—21 — — — — — — — — — — — — — СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Tellor W. A Comprehensive Treatise on Inogranic and Theoretical Chemistry. V. 5. Lond. — N. Y. — Toro- Toronto, 1942. 2. Кэй Д., Лэби Т. Справочник физика-эксперимен- физика-экспериментатора. Пер, с англ. М., Изд-во иностр. лнт., 1949. 3. Tellor W. A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. V. 3. Lond. —N. Y. —Toro- —Toronto, 1942. 4. Tellor W. Ibid. V. 15. Lond —N. Y. —Toronto, 1942. 5. Tellor W. A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. V. 11. Lond. —N. Y.— Toronto, 1943. 6. Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. Т. 4. Томск, Полнграфиздат, 1947. 7. Справочник по машиностроительным материалам. Под ред. Г. И. Погодина—Алексеева. Т. 2. М., Машгиз, 1959. 8. Справочник конструктора точных приборов. Под ред. И. Я. Левина. М., Машгиз, 1959. 9. Суслов Н. И. Замена металлов пластмассами. М., Машгиз, 1962. 10. Лебедев С. И. Определение мнкротвердости мине- минералов. М., Изд-во АН СССР, 1963. 11. Едернол А. Ф., Жуков О. П., Перкас М. Д. Мар- тенситностареющие стали с прочностью более 200 кГ/мм3. — «Металловедение и термическая обра- обработка металлов». 1971, № 4, с. 9. 12. Титановые сплавы. Ч. I. M., ОНТИ. ВИАМ, 1959. 13. Толмашов Н. Д., Альтовский Р. М. Коррозия и защита титана. М., «Машиностроение», 1971. 14. Волокнистые композиционные материалы. Пер. с англ. Под ред. Ф. 3. Бакштейна. М., «Мир», 1967. 15. Handbook of Chemistry and Physics 35 th edition. Cleveland, Ohio. 16. Альшиц И. Я. Анисимов Н. Ф., Благов Б. Н. Проектирование деталей из пластмасс. Справочник. М., «Машиностроение», 1969. 17. Справочник по машиностроительным материалам. Под ред. Г. И. Погодина—Алексеева. Т. 1. М., Машгиз, 1959. 18. Металловедение алюминия и его сплавов. Отв. ред. И. Н. Фрндляндер. М., «Металлургия», 1971. 55
ГЛАВА 5 ПЛОТНОСТЬ ВЕЩЕСТВ 5.1. ЭЛЕМЕНТЫ Таблица 5.1 Элемент Алюминий: | твердый i жидкий ! Барий . Бериллий i Бор: ! кр иста ллический аморфный < Бром жидкий Ванадий Висмут электролитический Вольфрам Гадолиний ' Раетлий 1 Гафний Германий Европий - ¦. Железо ' Золото \ Иидий '¦¦ | Иод , , i Иридий , : Иттербий ' * ' Иттрий Кадмий Калий Калий: , '¦ твердый ' ЖИДКИЙ | Кальций j , : Кобальт Кремний: . -- кристаллический аморфный Лантан Литий Магний Марганец Медь: твердая жидкая Молибден ' Натрий: твердый „ жидкий Неодим Никель Ниобий Олово! белое твердое жидкое серое Осмий Палладий Платина Плотность чистых элементов р, 103 кг/м3 [1—3] / °С 1 20 659 20 20 20 20 20 20 , 20 20 20 32, 38 20 20 20 20 20 20 » 20 17 20 20 20 20 62,1 62,1 29 21 20 15 — 20 5 20 20 — 20 —188 20 97,6 97,6 20 20 15 20 226 226 20 20 20 . 20 р 2,70 2,382 3,78 1,84 3,33 2,34 3,12 5,96 9,747 18,6—19,1 5,91 6,093 13,3 5,46 3,217 7,87 19,3 7,28 4,94 22,42 5,5 3,80 8,648 0,87 0,851 0,83 1,55 8,71 2,42 2,35 6,15 0,534 1,741 7,42 8,93 8,217 9,01 1,0066 0,9712 0,9519 0,9287 6,96 8,6—8,9 8,4 7,29 7,184 6,99 5,8 22,5 12,16 21,37 Элемент Празеодим Рений Родий Ртуть: жидкая у твердая - Рубидий Рутений Самарий Свинец: твердый жидкий Селен: аморфный кристаллический жидкий Сера:, ромбическая монокристаллическая аморфная жидкая Серебро: литое жидкое Скандий Стронций Сурьма аморфная Таллий Тантал Теллур: кристаллический аморфный Тербий ¦ Титан Торий Углерод (алмаз) Углерод (графит) Уран Фосфор: белый красный металлический Хром Цезий Церий Цинк: твердый ЖИДКИЙ l Цирконий Эрбий • - и °с 20 20 20 0 20 —38,8 —38,8 —188 20 0 20 20 325 325 400 850 20 20 . 20 20 20 ИЗ 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 18 20 / 20 / 20 /., 13* / 20 20 15 20 20 20 20 i — 20 20 Р 5- ¦1 6,475 i 20,53 5 12,44 ' 13,596- ' 13,546 13,690 л 14,193 ] 14,383 1,532 '* 12,06 7,8 11,342 ,ц 11,005"* 10,645 -} 10,597 10,078 . 'А 4,8 4,5 4,27 - 2,07 1,96 1,92 1,81 10,42—10,59 9,51 2,5 > 2,54 6,618 " 6,22 11,86 16,6 6,25 6,02 4,35 , 4,5 11,3—11,1 3,52 2,25 18,7 1,83 2,20 ' 2,34 7,1 1,873 6,9 , 6,92 . 6,48 6,44 4,77 56
5.2. ГАЗЫ И ПАРЫ Плотность газов и паров при 0°С и 760 мм рт. ст., кг/м3 [I—4] Таблица 5.2 Элемент или соединение Азот Аммиак Аргон Ацетилен Бор фтористый п-Бутан /-Бутан Водород: бромистый йодистый мышьяковистый селенистый сернистый теллур истый фосфористый хлористый Воздух Гелий Германия тетрагидрид Диметиламин Дифтордихлорметан Дициан Закись азота Кислород Кремний: фтористый гексагидрид тетрагидрид Криптон Ксенон Метан Метилеихлорид Метиламин Метиловый эфир - Метилфторид Метилхлорид Мышьяк фтористый Формула N2 NH3 Ar С2Н2 BF3 С4Н10 С4Н10 н2 НВг HI H3As HzSe H2S H2Te H3P НС1 — Не GeFU (CH3JNH CF CU QN2 N2O Ог SiF4 Si2He SiFU Kr Xe CH4 CH3C1 CH5N C?H«O CH3F CH3C AsF5 p 1,2505 0,7714 1,7839 1,1709 2,99 2,703 2,673 0,08987 3,664 5,789 3,48 3,6643 1,5392 5,81 1,530 1,6391 1,2928 0,1785 3,420 1,966* 5,510 2,335* 1,978 1,42904 4,9605 2,85 1,44 3,74 5,89 0,7168 2,307 1,388 2,1098 1,545 2,307 7,71 Элемент или соединение Неои Нитроз ил: фтористый хлористый Озон Окнсь азота Пропан Пропилен Радон Сера: двуокись гексафторид Снлан: диметил метил хлористый трифтористый Стибин A5°С, 754 мм рт. ст.) Сульфурил фтористый Триметиламин Триметилбор Углерод: двуокись окись сероокись Фосфор: фтористый оксифторид пентафторид Фтор Фторокись азота Хлор Хлор: двуокись окись Хлорокись азота , Этилен Формула Ne NOF NOC1 NO С3Н8 СЛ Rn so2 SF, SiH2(CH3J SiH3CH3 SiH3Cl SiHF3 SbH3 SO2F2 (CH3K N (CH3KB co2 CO COS PF3 POF3 PF5 F2 NO2F Cl2 C1O2 C12O NOaCl C2H4 0,8999 2,176* 2,992 2,22 1,3402 2,0037 1,915 9,73 2,9263 6,50* 2,73 2,08 3,03 3,89 4 5,30 3,72* 2,580* 2,52 1,9768 1,2500 2,72 3,907* 4,8 5,81 1,695 2,90 3,22 3,09* 3,89* 2,57 l|2605 ¦ Прн t = 20°C. Таблица 5.3 Газ Азот .x Азота окись Аммиак Аргон Ацетилен Водород: сернистый фосфористый фтористый хлористый Воздух B0,99 Ог) Гелий Криптой Ксенон Плотность газов в жидком и t, "С —195,09 —20 —10,7 +16,3 —183,15 —23,5 —249,89 —61 —90 + 13,6 —85,8 —147 —268,38 —147,18 —109,1 твердом состояниях, I03 кг/м3 [1,5] Жидкое Р 0,8043 1.0 0,65 0,61 1,3739 0,52 0,0672- 0,86 0,746 0,988 1,194 0,92 0,1139 2,3707 3,06 Твердое t, °С —253 — —233 — —260 — — 1 — — , — — — — р 1,03 1,65 0,076 — — — — — — 57
Газ Кислород ! Метан i Метилхлорид ,' Неон Озон , Серы двуокись ' Углерод: 1 ,\ двуокись окись Фтор Хлор Этан 1 Этилен ! Жидкое t, °с ' —182,7 —205 —164 + 18 —245,9 —183 1 -10 —60 —190 —187 —33,6 +20 —88 — 102 —21 р 1,14 1,25 0,415 0,920 1,204 1,71 1,46 1,19 0,79 1,11 1,56 1,41 0,546 5,566 0,41 Продолжение табл. 5.3 Твердое [ t, °С —253 — — — —79 — i — — ч — р 1,41 — — — 1,53 — — 5.3. ЖИДКОСТИ Плотность жидкостей, 103 кг/м3 [1—4] Таблица 5.4 1 Жидкость - Ацетон , Бензин / Бензол Вода Глицерин Керосин : 2-Ксилол ' Кислота: ' азотная пальмитиновая уксусвая Масло: вазелиновое \ креозот машинное парафиновое скипидарное Метил ацетат Молоко Морская вода Нефть t, °с 20 20 0 4 20 20 20 20 62 20 20 15 20 20 20 25 20 20 20 р 0,792 0,68—0,72 0,899 1,00 1,26 0,82 0,88 1,502 0,853 1,049 , Ч 0,8 1,04—1,10 0,90—0,92 0,87—88 , 0,87 0,9274 1,03 1,01—1,05 0,81—0,85 Жидкость Пентан 'г Ртуть Спирт амиловый Спирт: бутиловый изобутиловый изопропиловый пропиловый метиловый этиловый Сероуглерод Углерод четыре хх лор истый Фторбензол Хлорбензол Хлороформ Эфир Этилацетат Этилбромид Этилиодид Этилхлорид t. °с 20 0 20 20 20 20 20 20 20 0 20 20 20 20 0 20 20 20 0 р , 0,626 13,596 0,814 0,80978 0,8011 0,7854 0,8044 0,7928 0,7893 1,293 1,595 1,024 1,066 1,489 0,736 0,901 1,430 1,933 0,9214 Таблица 5.5 Плотность масел и воска при 15СС по отношению к плотности воды при 15СС [3, 4] Вещество Воск: китайский обыкновенный миртовый японский Жир: бараний говяжий гусиный дельфина кашалота р 0,809—0,811 > 0,961—0,968 0,995 0,970—0,980 0,937—0,953 0,931—0,938 0,923—0,930 0,926 0,878—0,884 Вещество Жир: китовый кроличий костный конский сниной (лярд) свиной (жировая ткань) спермацет тресковой печени тюлений человеческий р 0,917—0,924 0,934—0,936 0,914—0,916 0,919—0,933 0,913—0,915 0,934—0,938 0,905—0,945 0,964—0,974 ! 0,915—0,926 i 0,9178 - 58
г Вещество Масло: букового ореха виноградных зерен горчицы белой горчицы черной грецкого ореха земляного ореха касторовое кокосового ореха какао конопляное коровье 40с/15° кукурузное кунжутное 23725°" лавровое 100° льняное р 0,922 0,917—33 0,912—16 0,961—69 0,925—27 0,917—0,926 0,960—0,967 0,926 0,964—0,974 0,928—0,934 0,907—0,912 0,921—0,928 0,919 0,880 0,930—0,938 Вещество Масло: маковое миндальное мускатное оливковое пальмовое ореховое персиковое подсолнечное рапсовое свечного ореха соевое тунговое тыквенное хлопковое Стеарин хлопковый Продолжение табл. 5.5 р ч 0,924—0,926 4 0,914—0,921 0,945—0,996 0,915—0,920 0,924 0,917 0,918—0,925 0,924—0,926 0,913—0,917 0,925—0,927 0,924—0,927 0,939—0,949 0,923—0,925 0,917—0,918 0,919—0,923 5.4. ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ Таблица 5.6 Плотность водного раствора этилового спирта, отнесенная к плотности воды при 4'С [1] Концентрация спирта, вес. % 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 15°С 0,99913 0,99543 0,99197 0,98877 0,98581 0,98307 0,98049 0,97803 0,97563 0,97324 0,97080 0,96829 0,96566 0,96289 0,95997 0,95688 0,95360 0,95017 0,94657 0,94282 0,93893 0,93491 0,93078 0,92655 0,92225 20°С 0,99824 0,99453 0,99102 0,98776 0,98470 0,98185 0,97913 0,97651 0,97393 0,97134 0,96870 0,96599 0,96317 0,96021 0,95711 0,95385 0,95042 0,94684 0,94311 0,93924 0,93524 0,93113 0,92693 0,92264 0,91828 i 25°G 1 0,99708 0,99338 0,98984 0,98651 0,98336 0,98038 0,97752 0,97474 0,97199 0,96922 0,96640 0,96352 0,96052 0,95739 0,95412 0,95071 0,94713 0,94342 0,93957 0,93560 0,93151 0,92732 . 0,92305 ¦ 0,91870 0,91429 Концентрация спирта, вес. % 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 15°С 0,91787 0,91344 0,90895 0,90443 0,89987 0,89528 0,89066 0,88601 0,88134 0,87664 0,87192 0,86716 0,86237 0,85755 0,85270 0,84781 0,84286 0,83786 0,83279 0,82762 0,82035 0,81694 0,81138 0,80564 0,79972 0,79358 20°С 0,91386 0,90940 0,90488 0,90034 0,89576 0,89115 0,88651 0,88185 0,87716 0,87244 0,86770 0,86292 0,85812 0,85328 0,84840 0,84349 0,83852 0,83350 0,82842 0,82323 0,81795 0,81255 0,80700 0,80129 0,79541 0,78933 25°С 0,90983 0,90533 0,90079 0,89622 0,89162 0,88700 0,88234 0,87766 0,87295 0,86821 0,86344 0,85864 0,85380 0,84893 0,84403 0,83909 0,83410 0,82906 0,82396 0,81876 0,81348 0,80890 0,80256 0,79689 0,79106 0,78507 Таблица 5.7 Плотность водного раствора метилового спирта при 15°С, отнесенная к плотности воды при 4°С [I] Концент- Концентрация спирта, вес.% 0 10 20 30 40 50 0 0,99913 0,98241 0,96814 0,95366 0,93720 0,91852 2 0,99543 0,97945 0,96533 0,95056 0,93365 0,91451 4 0,99198 0,97660 0,96251 0,94734 0,93001 0,91044 6 0,98864 0,97377 0,95963 0,94404 0,92627 0,90631 S 0,98547 0,97096 0,95668 0,94067 0,92242 0,90210 Концен - трация спирта. вес.% 60 70 80 90 100 0 0,89781 0,87507 0,85048 0,82396 0,79577 0 0 0 0 2 ,89341 ,87033 ,84536 ,81849 - о". 0, о. о. 4 88890 86546 84009 81285 0, 0, о, о. 6 88433 86051 83475 80713 0 0 о 0 8 ,87971 ,85551 ,82937 ,80143 59
1 Таблица 5.8 Отношение нлотиости водных растворов веществ при различных температурах к плотности воды ~* при температуре 4°С [I] 1 Kohi вес. 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 45 50 55 60 о 8 6 1 1 ,0070 ,0154 ,0327 ,0506 ,0690 ,0882 ,1080 ,1284 ,1495 1,1715 1,1942 1,3205 1,3931 1,4743 1,565 1,668 1,786 1,916 р со ё» А1С1 1,0075 1,0164 1,0344 1,0526 1,0711 1,0900 1,1093 1,1290 1,1491 — — — — _ . о Ь J о 1,007.2 1,0144 ,0289 1,0435 1,0585 1,0734 1,0890 ,1047 1,1207 1,1372 1,1537 1,1709 1,1882 1,2058 1,2241 1,2422 1,2905 1,3415 — о с из I 1.0093 1,0195 ,0404 1,0618 1,0837 1,1062 1,1293 1,1529 1,1779 1,2017 1,2272 1,2534 1,2803 1,3079 " — _ р оо о ё. 1.0065 ,0144 ,0305 ,0469 ,0638 ,0811 ,0989 ,1171 [,1357 ,1549 1,1745 1,1946 ,2153 1,2365 1,2582 1,2805 р 8 ВаВг ,0156 ,0335 ,0519 ,0710 ,0907 ,1111 ,1323 1,1543 [,1770 ,2006 — — 1,3325 ,4087 ,4926 — о X ЯОО 1,0059 ,0133 ,0282 ,0433 ,0587 ,0745 ,0908 ,1075 ,1246 ,1421 ,1599 ,1782 1,1970 1,2161 ,2356 ,2554 ,3069 ,3608 — р - BaCl 1,0159 1,0341 1,0528 1,0721 ,0921 1,1128 1,1342 1,1564 ,1793 1,2031 1.2277 1,2531 1,2793 — . : и 8 са ,0154 ,0331 ,0513 ,0701 ,0896 ,1099 ,1308 ,1526 ,1750 1,1984 . 1,3289 ,404 ,490 ,587 1,698 ,825 1,970 о 8 в X о 1,0006 1,0030 1,0077 1,0125 1,0173 1,0221 1,0271 1,0320 1,0370 1,0420 1,0470 1,0520 1,0571 1,0622 1,0674 1,0727 1,0860 . 1,0995 1,1128 1,1263 1,1398 1,1533 Продолжение т а б я. 5.8 к S5S Конц< вес. ' 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 50 55 60 it з- 1,0086 1.0182 ,0383 ,0590 ,0803 ,1023 ,1250 1,1485 1,1729 .1982 Ь2243 . 1,3714 1,4551 1,5470 — р о U 1.006 ,014 ,030 ,045 ,060 ,076 ,093 ,110 ,127 ,145 ,163 1,181 1,200 1,220 1,240 1,260 1,313 1,371 1,505 1,581 1,663 р if *"! Я) Г. 0081 ,0172 ,0358 ,0551 1,0751 ,0958 1,1172 1,1392 1,1618 1,1851 1,2091 1,2339 1,2594 1,2856 1,3125 1,3401 1,4123 1,4893 р ш 8% 1,0091 1,0191 ,0395 ,0604 1,0817 1034 1,1257 ,1486 1,1722 ,1966 1,2218 1,2479 1,2750 1,3032 1,3325 — — —— о д д 1,007 ,015 ,032 ,050 ,069 1,088 1,107 1,126 1,147 1,168 1,189 — — — о 8 1 1,009 1,019 1,040 1,062 1,084 1,107 1,131 1,154 1,180 1,206 — — — — — — о „ 20е S ,007 ,017 ,036 ,056 ,075 ,096 ,117 ,138 ,160 ,182 ,205 — — — — — — — — о 8 РеС1; 1,007 1,015 ,032 ,049 ,067 ,085 ,104 ,123 ,142 ,162 ,182 — — — — 1,291 1,353 1,418 1,551 — р Ш м О Z & ,0080 ,0160 ,0320 ,0472 ,0620 ,0770 ,0934 1,1098 1,1268 ,1440 1,1692 1,1812 1,2012 1,2212 1,2416 1,2622 1,3164 1,3746 1,4972 1,5722 1,6572 о 8, СО й ? ,007 ,016 ,033 ,050 ,067 ,084 ,103 ,122 1,141 1,161 1,181 — — ,307 ,376 ,449 ,613 ,703 ,798 60
1 СЛСЛ О О СЛ СЛСЛ О С ^toSo^^OO-fOOtO ы 01 *»J цэ *¦¦* 4^ "*"J *™* Ol 02 *™* ^5 **J СЛ 00 Ю ^Э 1 Ю О ^Э "**J ^— ^ "^J tO ^Э t?) 00 0J 00 Oo ¦*»J t >oo с > oo-a < JQOOOOO 5 ^ to 4*. to ^ •—* i Ui a i—* oo rf^ to SC ^—oo |ЮСЛЮСОСЛ>-'н-СЛСОн- 00 О 2882? __J=SI I I ! 3! I ! OlWOOl» О 5 (О 5О ^J »** t ) 00 0) ^5 ^^ ^^ CO >o — сосл ¦ Концентрация, вес. % FeSO4> 18"C H,AsO4,15eC HBr, 20eC HCOOH, 20°C H.C.H.0,, 15eC HC1, 20°C НСЮ, 15°G HF, 20°G HI, 20°C HIOj, 18°G Я ¦о о Ja О и и о» и СЛ 00 1,0074 1,0149 1,0227 1,0309 1,0392 1,0470 1,0549 1,0632 1,0718 1,0805 1,1244 1,1709 1,1948 1,2204 1,2738 1,0021 1,0060 1,0139 1,0219 1,0299 1,0381 1,0465 1,0549 1,0635 1,0721 1,0810 1,1036 1,1270 1,1513 1,1764 1,2025 1,2296 1,2865 1,0152 1,0326 1,0504 1,0688 1,0877 1,1071 1,1272 1,1480 1,1696 1.1919 1.2499 1.3125 1.381 1,457 1,541 1,635 1,0148 1,0316 1,0486 1,0659 1.0835 1,1015 1,1198 1,1386 1,1578 1,1775 1,2284 1,2816 1,3373 1,3957 1,0150 1,0323 1,0500 1.0683 1,0873 1,1069 1,1273 1,1485 1,1703 1,1928 1,2530 1,3195 1,3928 1,4734 1,0137 1,0291 1,0448 1,0608 1,0771 1,0937 1,1106 1,1279 1,1455 1,1636 1,2106 1,250 1,311 1,365 1,422 1.0158 1,0339 1,0524 1,0714 1,0910 1,1112 1,1322 1,1540 1,1766 1,2000 1.2605 1,3286 1,4049 1,4902 1,0159 1,0339 1.0524 1,0715 1,0912 1.1115 1,1324 1,1540 1,1762 1,1992 1.2604 1.3273 1,4010 1,4833 1,5748 1,6762 1,0153 1,0328 1.0507 1,0690 1,0819 1,1075 1,1278 1,1489 1,1709 1,1937 1,2546 1,3219 1,3967 1,4801 1,5726 1,0154 1,0326 1,0502 1.0683 1,0869 1,1061 1,1261 1,1468 1,1682 1.1904 1,2488 1,3124 1,3822 1,4590 1,5438 1,6356 Концентрация, вес. % —- С^НззОц, 20°С CaBr», 20eC CaCl2> 20°C Cal,, 20°C Ca(NO3J, 18°C CdBrj, 20°C CdCl2, 20°C Cdl2. 20°C Cd(NO,J, 20°C СЛ 00
N5 со to to to to cna>^too I I 5 S CO — ОШ ~J О) СЛ CO Ю — О to-jK>oo**-oaiCooa>Go — **¦ M^00tnMU4»UOU5<0O01 со to to"— — — — — — ooooo о COCO""tO^JCnCO — OOOCT34^CO—О Оо J Фз Стз Фэ ^J Оо to •"¦ (j3 Стз to to Ф) 00 Cnj^^JCOtOCn — О 1 I I I I I I I OOOOOO о сп о сз to сп to >^ оо >^ to to to to "to"— — — — — о "о о о" о о оа> со — to-jcntoooo-jcnco — о СО tO О СО — OtOtOtOOtOrf^O^J "to"to to—"— — "—"—о"оо"о"оо ^toooooi^tooooocnco — о ^to cocn^J I I I I — — OOQOOOQ I 1 I I —ooo-^icfrcn^cot g5S28feS3:S2 MINI bggggfgg bO^J ЬО ^ CO tO СЛ <— СЯ О и- W 00 C5 СЯ CDO >- I I I I I I — — OOOOOOO I I — ОООСПСЛ^Ю-'О СП О СЯ (О ** О C^S3 СЛ н-^OOOtOWOOH- ООЬОЬО — <—>—<—<—OOOOOOO WbOOQOCDrfbK)*— СО^СЛ^ЬО^-О OfcJфCЯC7^CD00O00a^t0000000CЯ ^O'-'^^'-'OCn to *^i to оо со f ^ to to 0 со <^5 j^ COCO^ Концентрация, вес. % KC1, 20°C K2CrO4,19,5°C K2Cr207, 20°C K2Cr2(SO4L KF, 18°C K3Fe(CN),, 20°C K4Fe(CN,), 20°C KHS04, 20°C Kb 20°C, KN03, 20°C 3 ¦o о tt о ь я я (Тг СП оо Stooo^^oascncn^^cocototoisototo — — — — ^* oocnocnocnocnocnoooajJStooooax^tooooai^to — oocncoto totoKJcocoH- torn — «j^u 00000000 ^4C}cn^cotooo ooai^to^-otoco "- — co~jto — — o> I I CO CO tO tO tO tO — — — — — — О О О OO I I >N — OoO>?*—tO^4CnC0 — OtOOOOO^JO o^tocn — ooa>*"-wtoto**-cnoooto** COOCpM tOO300CT)tO cnw otooooojo>cn>^*cototo o< wtoto*-cnoootoj^-jtotocn~jococnt №-jtootootocnto>^tocn — ~j>t»- — oo( 1—OOOJCnCOtO — < ^ сп со to < > to tD Qi CO < 1 to ел со ^ с ' too о to ) OtOO to .toocooocncn-j totocncococo — O) toco oo toe 00 Ю СП CO to > j O) to 00 СП — С 5 — to сп о оо - to — — — •- I — I "oo I О) 1 СЛ I CO I to I oo I oo I — I So to ~J en oo — о о о cj> to ООООООС 'tO^CDJ^WC M I I ! I I I I I I I totototo — — — — — — ooooo< -JCnco — to-jcnco — OOom^M- < >^COCOCO>^>^Cn-JtO — COO)tOtOO)C tojcna> — ооюсоо — >^ — — >^ — < oooo to to to- . fcj »-* CJi 00 "¦ tO ^J CJi h^ ЬО ^Э tO ^4 CJi н^ (О и"— С ^rfbCOQ0fcJQ0Q0tO'— rf^4 O^OOtON NOt. ОТ ^J 00 CO 00 ^J 00 "¦ CO tO ^J CO ^Э ^"^ CD CJl ^J f^ >^cotototototo — — — — — 00000 — cnco^icnco— ooas^tooto^enco — ^^^encotootototototoo—to^o hj cnco ocn^^^ ^toooto to — 00 — ooas^tooto^ otototototoo— jootoo asjcnt cncoicnco ooas^tooto^enco ^^^encotootototototoo—to^o ^-ootocjiaso^jootoo — asj^cntoenco OJOJtoto^oм— "-^ <—>—*н— i—>—*oooooooooo ^j^ ^^^ ^^J *?^ h"^ 00 Cji (f*^r ^^^ t^O ^"^ ^^^ Ct? 00 ^^J ^Jl j^^ ^^^ ^^^ ^™* ^^^ ^^^ "^J O^ CD CD CD O^ "^ CD O"l >^ O5 tO ^"^ \y ^^ CO CO ^O CO CO 00 O5 tOCn — CnWQOCOCDOJ1—' •—'ЬО^ОООО^О^СЯОО1—'СООО I I II I I I I ^WWMl0W 8СЛО mM O — СЯО00 — — a} 0 ^ Концентрация, % HN03, 20°C H2O2, 18°C H3PO4. 20°C H2SO4, 20°C H2SeO4, 20°C H2SiF,, 17,5°C KBr, 20°C K3CO3. 20°C KC2H3O2, 18°C К2С4Н4О„ 20°С
COCOtOtOtOtON3 U100001*M0 CO (О (О (О"-- "- - -» О О О О OO( — о>со — to-J о> >^ to oto-j ел >^ to — < 000<OOoOO(»Q-*.010iMXMOo*C totococncotoo-jototo — Jto^o <1 СЛ W — tO --J СЛ 00 •—* О СЛ ^ >^i >^ 4^ СЛ СЛ Сз Ч Ч СЛ1ОСлСл00*-*СПО0ЬОО0 I I I to to —— I I I CO — tO ~-J COtO — O O)^CncO — oooooo >— to ~-4 СП CO — О O—tOCOJ^O)^ )tOCn^c0 OtOMCHC OotOMCHCO—3-JCnCO— 0000)*»СО— tO-JCOCOtOtOCO?CnO)OOOtOCnOO — >^ ^jcototoooootoo — cntoco~j^cocnoo en CO to — — —— О OOOO О >— too) >^ to o~J cnco — о СП — <] CO — tO 00 ~J ~J 00 00 -J — -J — I I I I о О OOOO O О)СП COО о О OOOO O) >^ tOOOO О)СП CO—О tO 00 -J -J 00 tO О CO СП ~J I I I to————О О OO О 00СЛ COQ OOO) *¦ to tocooocotocncotoot COCOtOtOtOtO — — — — >-• О О О О OOO tOCO^J^tOOOom^tO—t0^40)»t*tO — о tOO^2°^0^0^OT400OCC01O^tDWOl ^ ^ — tOCOCO©COCOCOtOO)OOCnOH~J — CO CO to to To to— — — —O О О OO to о ~J en to о-j сп со »-со ~J ел со — 00CO00tO~JCO00CnCOK>— tOlD*O ^С010^40сО^О)СООо со to to to —— —O)CO—СР^СЭ^ OoQtOOOOOOOO— totScocncotoo^ Концентрация, вес. % NaHS03, 15,6°C Na2SO3, 19°C Na2SO4, 15°G Na2S2O3, 20°C NiCl2, 20°C Ni(NO3J, 20°C NiS04 18°C Pb(NO3K, 18°C S02, 15,6°C fct СЛ 00 - ,0060 ,0139 ,0298 ,0462 ,0631 ,0803 ,0981 ,1164 ,1352 ,1546 , 1745 ,1951 ,2163 ,2382 ,2608 ,2841 ,3462 ' ,4138 ,0064 ,0143 ,0305 ,0471 ,0641 ,0816 ,0996 ,1182 ,1373 ,1569 ,1771 ,1979 ,2193 >^ со to — o8go-jcn>?coto — 2° O)Cn^COtO — OOcOtOtOOOOOOOCO to — о о — со ^ tooocntotoo^co ,0052 ,0123 ,0266 ,0410 ,0555 ,0702 ,0851 ,1002 ,1150 ,1313 ,1471 ,1630 ,1797 - ,1963 ММ с 1,0086 1,0190 1,0398 1,0606 1,0816 1,1029 1,1244 1,1463 ,0051 ,0116 ,0247 ,0381 ,0517 ,0656 ,0798 ,0943 ,1090 ,1241 ,1396 ,1554 ,1717 ,1883 ,2053 ,2227 ,2685 5?g§8S3SSK3S§ag§QS§ с ,0049 ,0116 ,0252 ,0390 ,0530 ,0673 ,0818 ,0965 ,1114 ,1265 ,1419 ,1576 ,1735 ,1896 ,2059 ,2225 ,2654 уз 1—* fcj fsO ^J tO *^ СЛ ^ ЬО "" t-D 00 Oj СЛ 00 ЬО *~* О ,0095 ,0207 ,0428 ,0648 ,0869 ,1089 ,1309 ,1530 ,1751 ,1972 ,2191 ,2411 ,2629 ,2848 ,3068 ,3279 ,3798 ,4300 Концентрация, вес. % NaBr, 20°C NaBrO3, 18°C NaC2H3O2, 20°C Na2CO3, 20°C NaCl, 20°C NaC104, 18°C Na2Cr2O,, 15°C NaKC4H4O,, 20°C NaNO3, 20°C NaOH, 20°C
ot »< F-tooooo>^toooocn^tO' ,0175 ,0359 ,0544 ,0730 ,0918 ,1108 ,1299 ,1493 ,1688 ,1884 ,2083 ,2285 ,2489 ,2695 ,2905 ,3440 ,3991 ,4558 ,0128 ,0277 ,0429 ,0585 ,0746 ,0910 ,1079 ,1253 ,1432 ,1616 ,1806 ,2002 ,2205 ,2414 ,2629 ,3204 ,3836 ,4535 ,0099 ,0215 ,0330 ,0444 ,0559 ,0675 ,0792 ,0910 ,1029 ,1150 ,1274 ,1399 ,1527 ,1658 ,1791 ,0131 ,0284 ,0442 ,0604 ,0771 ,0943 ,1120 ,1303 ,1492 ,1688 ,1890 ,2099 ,2315 ,2540 ,2772 ,3393 ,4078 ,4840 ,3110 ,3790 ,452 ,532 ,2688 ,3180 ,3914 ,4730 111! II II ,0151 ,0324 ,0501 ,0683 ,0871 ,1065 ,1265 ,1471 ,1683 ,1903 ,0146 ,0311 ,0478 ,0646 ,0816 ,0989 ,1164 ,1342 ,1523 ,1706 ,0149 ,0321 ,0498 ,0680 ,0869 ,1065 ,1268 ,1478 ,1695 ,1920 ,0132 ,0285 ,0441 ,0600 ,0762 ,0928 ,1098 ,1272 ,1449 ,1630 ,1815 ,2004 ,0186 ,0392 ,0602 ,0816 ,1034 ,1256 ,1484 ,1717 ,1955 ,2198 ,2447 ,2701 ,2961 1 1 1 §§ SI 0 - ,0157 ,0332 ,0511 ,0695 ,0886 ,1083 ,1287 ,1498 ,1716 ,1942 ,2176 ••* 1 1 j Концентрация, вес. % КОН, 15°С LiBr, 20°C LiCl, 20°C Lil, 20°C MgBr2, 20°C MgCI2, 20"C Mgl2, 20°C Mg(NOs)8, 20"C MgSO4, 20°C MnBr2, 18°C Я "О о )я о < С » ,6656 ,7695 ,8865 ,644 ,742 ,851 1 1 1 i i 1 1 1 1,7500 1,8690 2,0020 Э 00 -J 0! wooos о со to ^f tO CD ОЭ О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 о л ,2837 ,3461 ,4145 ,4897 ,5729 ,278 ,337 ,403 ,475 ,555 ,2620 ,3300 ,4050 ,4890 ,5830 ,6860 ,2608 ,3295 ,4058 ,4904 ,5844 1,2543 1,3170 1,3859 1,4620 1,5470 1,6430 ,2380 ,2928 ,3522 ,4173 ,4890 ,5681 О СЯ ** 00 03 Ю 03 CD 00 00 СЛ 00 ,2427 ,3029 ,3678 ,4378 ,5134 ,5944 Mill 1 1 >^ CO tO tO 1 1 "—intoco OOOO) ,1353 ,1545 ,1743 -J СП CO ОЭ ^ Сл ,1532 ,1757 ,1992 ,1526 ,1753 ,1990 1,1544 1,1753 1,1965 ,1468 ,1665 ,1866 -J >^ tO ,1445 ,1652 ,1865 ,1806 ,1380 ,1580 ,179 *• too ,0810 ,0986 ,1167 ,081 ,099 ,117 ,0907 ,1109 ,1317 ,0896 ,1099 ,1308 1,0935 1,1135 1,1338 ,0819 ,1085 ,1275 1,091 1,111 1,131 ,0859 ,1048 ,1244 oeo^to- ,0068 ,0146 ,0306 ,0470 ,0638 о oo oo ffif М- О ,0157 ,0337 ,0522 ,0712 ,0154 ,0331. ,0513 ,0701 1,0167 1,0354 1,0544 1,0738 OO OO 1 OO OO 1 ,0154 ,0322 ,0496 ,0675 ,0190 ,0403 ,0620 ,0842 ,1071 ,1308 ,1553 ,0830 ,1010 .1190 ,0150 ,0310 ,0480 ,0650 Концентрация, вес. % SnCl2, 15°C SnCI4, 15°C SrBr2, 20°C Srl2, 20°C ZnBr2, 20°C ZnClj, 20°C Znlj, 20°C - Zn(NO8J, 18°C ' ZnSO4, 20°C Sr(NO3J, 20°C 3 T> о X о ь (В а s (В н S3 СП 00
центгация, fe g 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 45 50 55 60 p OO о с 1,0069 1,0153 ,0324 ,0498 ,0676 ,0859 ,1046 1,1238 ,1435 1,1638 1,1846 1,2061 ,2283 ,2511 1,2746 1,2988 — с* о 00 1,0063 ,0140 ,0298 ,0459 ,0624 ,0794 ,0969 ,1149 ,1333 1,1522 ,1717 1,1918 1,2125 ,2338 1,2557 1,2781 — . •— о с 8 С ,0080 ,0178 ,0378 ,0583 ,0794 ,1012 ,1236 ,1467 1,1705 1,1950 — — — — . . — о §5 X 0,9939 0,9895 0,9811 0,9730 0,9651 0,9575 0,9501 0,9430 0,9362 0,9295 0,9229 0,9164 0,9101 0,9040 0,8980 0,8920 0,849* 0,832* 0,815* 0,796* р .» X Z ,0002 ,0013 ,0034 ,0056 ,0077 ,0099 ,0121 ,0143 ,0164 1,0186 ,0207 ,0228 ,0248 ,0267 1,0286 1,0305 1,0350 1,0380 1,0420 1,044 1,046 1,047 о а. о X о X \ Z 0,9992 ,0013 ,0055 ,0096 1,0136 ,0176 ,0216 ,0255 ,0294 1,0331 1,0368 1,0404 1.0439 1,0473 1,0507 1,0540 1,0618 1,0691 1,0760 — Г о 8 о ас Z 1,0013 1,0045 1,0107 1,0168 1,0227 1,0286 1,0344 1,0401 1,0457 1,0512 1,0567 1,0621 1,0674 .— . . — родо л же р 00 X Z 1,0050 1,0114 ,0244 ,0377 ,0513 ,0652 ,0795 ,0942 ,1093 ,1248 ,1407 ,1570 ,1737 ,1908 ,2084 ,2265 ,2745 ,3264 ,3823 — н ие т р ю о X Z 1,0042 1,0085 1,0170 ,0255 ,0340 ,0425 ,0512 ,0599 ,0686 1,0773 1,0860 ,0950 ,1040 ,1130 ,1220 1,1310 ,1550 1,1790 ,2045 ,2300 ,2567 ,2835 аб л. 5.8 о Я ¦* X 1,0041 ,0101 ,0220 ,0338 1,0456 1,0574 ,0691 ,0808 ,0924 1,1039 ,1154 1,1269 ,1383 1,1496 1,1609 ,1721 ,2000 ,2277 ,2552 .2825 — При 15°С. 5.5. СПЛАВЫ Таблица 5.9 Плотность сплавов. 103кг/м3 [1.2] Сплав (состав, вес. %) Бронза: оловяиистая (Си; Sn) фосфористая (92,5% Си; 7% Sn; 0,5% Р) Дюралюминий (Си; Mg; Si; Mn) Инвар F3,8% Fe; 3,6% Ni; 0,2% С) Константан F0% Си; 40% Ni) Латунь F6% Си; 34% Zn) Магналиум (90% Ас; 10% Mg) - Манганин (84% Си; 12% Мп; 4% Ni) Монель-металл G1% №;'27% Си; 2% Fe) Платине-иридиевый сплав (90% Pt; 10% Ir) Сплав Вуда E0% Bi; 12,5% Cd; 25% Pb; 12,5% Sn) Сталь: катаная литая 8,6—9,3 8,7—8,9 2,79 8,00 8,88 8,4—8,7 2,50 8,5 8,9 21,62 9,70 7,85—8,0 7,5—7,92 3—748 65
5.6. ДЕРЕВО, МИНЕРАЛЫ И ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА Таблица 5.10 Плотность веществ при 20°С, 1С3 кг/л3 [2] Вещество Дерево (сухое) Атласное Бальза (проб- (пробковое) Бамбук Бук Береза Вишня Гикори Груша Дуб Ель канадская Железное (ба- (бакаут) Ива Камедное Кедр Кизил Клен Красное (Гон- (Гондурас) Красное (Ис- (Испания) Липа Можжевельник Ольха Ореховое Остролист Платан Рожковое Самшит Сандаловое Слива Сосна: белая обыкновенная Тик: индийский африканский Тополь Эбеновое (чер- (черное) Эльм Яблоня Ясень Минералы Агат Алебастр: карбонатный сульфатный Алмаз Альбит Анортит Асбест Асбестовый сланец Базальт Берилл р 0,95 0,11—0,14 0,31—0,40 0,70—0,90 0,51—0,77 0,70—0,90 0,60—0,93 0,61—0,73 0,60—0,90 0,48—0,70 1,17—1,33 0,40—0,60 1,00 0,49—0,57 0,76 0,62—0,75 0,66 0,85 0,32—0,59 0,56 0,42—0,68 0,64—0,70 0,76 0,40—0,60 0,67—0,71 0,95—1,16 0,91 0,66—0,78 0,55—0,50 0,37—0,60 0,66—0,88 0,98 0,35—0,5 1,11—1,33 0,54—0,60 0,66—0,84 0,65—0,85 2,5—2,7 2,69—2,78 2,26—2,32 3,01—3,52 2,62—2,65 2,74—2,76 2,0—2,8 1,8 2,4—3,1 2,69—2,70 Вещество Газовый уголь Галенит Гематит Гипс Глина Гранат Гранит Доломит Известняк Известь га- гашеная Кальцит Кварц: плавленый прозрач- прозрачный непроз- непрозрачный Кокс Копал Корунд Кремень Магнетит Малахит Мел Мрамор Наждак Опал Песчаник Пирит Полевой шпат Порфир Роговая об- обманка Серпантин Сланец Слюда: белая обычная черная Соль камен- каменная Тальк Топаз Торф прес- прессованный Торианит (Я)* Торит (R) Трогерит (R) Турмалин Уголь: антрацит бнтумн- иозный Уранит (Я) Р 1,88 7,3—7,6 4,9—5,3 2,31—2,33 1,8—2,6 3,15—4,3 2,-34—2,76 2,84 2,С8—2,76 1,3—1,4 2,6—2,8 2,65 2,21 2,07 1,0—1,7 1,04—1,14 3,9—4,0 2,63 4,9—5,2 3,7—4,1 1,9—2,8 2,6—2,84 4,0 2,2 2,14—2,36 4,95—5,1 2,55—2,75 2,6—2,9 2,9—3,2 2,5—2,65 2,6—3,3 2,76—3,00 2,6—3,2 2,7—3,1 2,18 2,7—2,8 3,5—3,6 0,84 9,32—9,33 4,5—5,4 3,3 3,0—3,2 1,4—1,8 1,2—1,5 6,5—9,7 Еещество Уранит: кальциевый / Г>\ медный (R) Флюорит Другие вещества Асфальт Бумага Гуммиарабик Гуммигут Деготь, смола Желатин Камень мыль- мыльный Камфара Картон Киноварь Кирпич Кожа сухая Кость Кость слоновая Клей Крахмал Лед Линолеум Охра Парафин Пена морская Пире кс Пробка Резина: мягкая твердая чистая Продолжение р 3,05—3,19 3,22—3,60 3,18 1,1 — 1,5 0,7—1,15 1,3—1,4 1,2 1,02 1,27 2.6—2,8 0,99 0,69 8,12 1,4—2,2 0,86 1,7—2,0 1,83—1,92 1,27 1,53 0,917 1,18 3,5 0,87—0,91 0,99—1,28 2,25 0,22—0,26 1,1 1,19 0,91—0,93 Вещество Сахар Снег (рых- (рыхлый) Скипидар Стекло: обыкно- обыкновенное флинтглас Сургуч Уголь дре- древесный: дубовый сосновый Фарфор Фибра крас- красная Циллюлоид Цемент за- твердев- твердевший Шлак Эбонит Янтарь Каучук: чистый техниче- технический мягкий вул- канизиро- канизированный с 20% серы Плексиглас Шелк Шерсть Пемза табл. 5.10 р 1,59 0,12 1,07 2,4—2,8 3,9—5,9 1,8 0,57 0,28—0,44 2,3—2,5 1,45 1,4 2,7—3,0 2,0—3,9 1,15 1,1 0,906 0,911 0,923 1,18 1,56 1,61 0,4 — радиоактивные минералы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Handbook of Chemistry and Physics. 33rd edition, Cle- Cleveland, Ohio s. a. 2. Кэй Д., Лэби Т. Справочник физика-эксперимен- физика-экспериментатора. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1949. 3. Кэй Д., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К.П. Яковлева. М., Физматгиз, 1962. 4. Handbook of Chemistry and Physics, 35th edition. 5. Фастовский В. Г. Разделение газовых смесей. М., Гостехиздат, 1947. 66
ГЛАВА 6 СЖИМАЕМОСТЬ ВЕЩЕСТВ Коэффициент сжимаемости есть доля уменьшения объема тела при увеличении давления на 1 атм G60 мм рт. ст.): где f>V — изменение объема V при изменении давления на 6Р; температура при этом предполагается постоян- постоянной. Коэффициент сжимаемости изменяется с умень- уменьшением температуры тела, а также с изменением дав- давления, под которым оно находится: где А — функция, возрастающая с температурой; Р —> внешнее давление; РТ — давление Ван-дер-Ваальса при температуре Т. Для твердых тел у_= 1/М, где М = = Е/[р A — 2|а)] — модуль объемной деформации; Е — " модуль Юнга; р — плотность; у. — коэффициент Пуассо- Пуассона. 6.1. ГАЗЫ В табл. 6.1 приведен относительный объем воздуха при различных давлениях и температурах. Объем при ОС и 760 мм рт. ст. принят за 106 [1]. В табл. 6.2—6.15 приведены значения произведений PV. отнесенные к Ро 1^о при нормальных условиях [2|. Таблица 6.1 Упругие свойства воздуха Р. атм 100 205 300 400 500 9730 5050 3658 3036 2680 99,4°С - 7360 5170 4170 3565 200,4°С 9430 6622 5240 4422 Р. атм 600 700 800 900 1000 0°С 2450 2288 2168 207О 1992 99.4°С 3180 2904 2699 2544 2415 200,4°С 3883 3502 3219 3000 2828 Таблица 6.2 р. атм 0 l 10 20 40 60 80 100 200 400 600 800 1000 Отношение PV/P0V0 для азота N2 Температура, °С —130 0,5243 0,5208 0,4873 0,4466 0,3487 0,2482 . . . —¦ —100 0,6342 0,6319 0,6109 0,5879 0,5406 0,4970 0,4631 0,4471 — -50 0,8173 0,8162 0,8059 0,7951 0,7757 0,7596 0,7476 0,7407 0,785 1,033 1,316 1,593 1.857 0 1,0005 1,0000 0,9961 0,9924 0,9840 0,9840 0,9838 0,9866 1,036 1,237 1,525 1,799 2,068 50 1,1836 1,1836 1,1837 1,1842 1,1866 1,1908 1,1967 1,2044 1,2692 1,483 1,741 2,009 2.276 100 1,3667 ,3670 ,3698 ,3732 ,3810 ,3901 ,4005 ,4123 ,990 ,704 ,957 2,221 2.486 150 1,5499 1,5503 ,5551 ,5606 ,5724 ,5851 ,5989 ,6136 ,700 ,920 2,171 2,432 2,696 200 1,7330 1,7336 1,7398 1,7470 1,7618 1,7773 1,7935 1,8105 1,912 2,146 2,396 2,656 2.921 300 2,0993 2,1000 2,1084 2,1177 2,1367 2,1560 2,1756 2,1956 2,313 2,551 2,804 3,062 3,317 400 2,4655 2,4664 2,4759 2,4865 2,5080 2,5300 2,5523 2,5748 2,697 2,945 3,198 3,459 3,722 Т а б л иц а 6.3 Отношеиие PV/P0V6 для аммиака NH3 Р. атм 0 1 10 20 30 40 100 1,3886 1,3805 1,323 1,254 1,179 1,005 Температура, с 150 1,5747 1,5679 1,527 1,481 1,433 1,383 200 1,7608 1,7546 1,725 1,691 1,657 1,622 С 250 1,9468 1,9420 1,919 1,892 1,869 1,843 300 2,1329 2,1276 2,110 2,091 2,071 2,053 Р. атм 50 60 70 80 90 100 100 0,997 — — — — Температура. 150 1,329 1,274 1,215 —• 200 1,587 1,551 1,514 1,477 1,438 — °С 250 1,819 1,793 1,768 1,742 1,716 1,690 300 2,034 2,016 1,997 1,978 1,960 1,942 3» ,67
со я а s ч ю я S- CMCNCMCNCMCMCMCM со оо *1Л О О 1О О О О О — СМ СО * i <М <М* <М CN CM <N* <M <M* СП — — lO < со coco со - я s о cocococococococococo I I а, и х s о 1 -—О001ЖМСПСО о" о" о* о" о" о* о" о" IIOOOOOINO 5 to со 1Л ю * со —«oooooooo -«¦*юоооюо 1Д to л a s 4 <o ce H s T 8 7 'ЮЮСДООЮ ^j* ю 1О ^D I*** O4 CS CS С<Г CS CS CS CN CN Cs" I I p cs cs cs cs cs cs cs cs cscn cs cs cs 1 — — О СП О CN , — -4- - - . — со оо оо , - - _> Ю СП СО t^ * * to со t^ сп о СО СО СО ¦* Ю СО f- 00 I I I со to со со со со «О «О I I I о*о о о'о о о*о о о <м * oiion со onotOntot^o> I I I I cntooo* — ооюсо O^O^I^tOtO"O*C0 CNJCNtNOlOlOlCO* cocococococococo 00 CO 00~00 * CD CD oo f-о со со гч oo CO CO CO CN — ^« •—< <M <M <M <M <M <M <M I I CO CO M a s 4 <o M H s 7 S3 7 1С — СП * f- CON<«COO — —CN * f- 00 00 00 00 00 о о о о" о" со со со со со о" о" о" о* о" о о о оо * CD 00 — О ООООСМ <М 00 СО СО * СО 00 <м <м <м <м <м о~о~оо*о о о о о о "SS8 COOCNCOO 00 СП ОО — о оооо со с й-*соо с о — — h- cncnoo — * * * "* о" о"—Г— ооос ооо< (М * СО С см см см см см СО f- — О> — — со 1*2 ттпюе t— t— t— t— t °-288 00 4?
Таблица 6.7 Р, атм 0 50 75 100 150 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1,0068 0,105 0,153 0,202 0,295 0,385 0,560 0,728 0,991 1,050 1,206 1,358 1,509 1,656 10 1,0437 0,115 0,163 0,213 0,309 0,401 0,578 0,748 0,913 1,073 1,232 1,387 1,539 1,685 20 1,0805 0,680 0,180 0,229 0,326 0,419 0,599 0,771 0,938 1,100 1,259 1,417 1,569 1,716 Отношение PV/PoVo для двуокнсн углерода 30 1,1174 0,775 0,219 0,255 0,346 0,440 0,623 0,795 0,963 1,128 1,2?9 1,448 1,633 1,780 40 1,1543 0,850 0,620 0,309 0,377 0,468 0,649 0,823 0,990 1,157 1,319 1,479 1,633 1,780 Температура, ' 50 1,1911 0,920 0,747 0,491 0,419 0,500 0,677 0,852 1,021 1,187 1,350 1,510 1,665 1,814 60 1,2280 0,984 0,841 0,661 0,485 0,543 0,710 0,884 1,054 1,219 1,383 1,544 1,700 1,848 с 80 1,3017 1,096 0,988 0,873 0,681 0,660 0,790 0,956 1,124 1,290 1,454 1,614 1,771 1,921 СО2 100 ( ( ( 1,3754 ,207 1,118 1,030 3,878 3,815 3,890 1,039 ,200 1,366 ,528 ,689 ,846 ,999 137 1,5118 ,380 1,318 . ,259 [,158 ,096 ,108 ,218 ,362 ,518 ,676 1,836 ,994 198 ,7366 ,633 ,615 ,582 1,530 ,496 ,494 ,563 ,678 ,812 ,956 2,108 2,260 " 258 1,9758 ,893 ,867 ,847 ,818 ,804 ,820 ,883 Таблица 6.8 Р, атм 0 1 10 20 40 60 80 100 200 300 400 500 600 0 1,0010 1,0000 0,991 0,982 0,965 0,949 0,936 0,923 0,91 0,96 1,05 1,16 1,27 Температура, °< 15,6 . — 1,0045 0,9945 1,042 1,125 1,227 1,337 50 1,1842 ,1837 ,180 ,175 ,167 1,161 1,156 ,1152 — Отношение 100 1,3674 1,3672 1,366 1,365 1,363 1,363 1,363 1,365 1,40 1,45 1,53 1,62 1,72 199,5 1 — — — — 1,189 1,885 1,961 2,05 2,142 °V/P0V0 для кислорода 200 — — — — 1,82 1,89 1,96 2,05 2,14 Р.атм 700 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 0 1,39 1,50 , 1,74 1,9620 2,1798 2,396 2,6073 2,816 3,0217 3,2244 3,4229 3,6176 - Температура, 15,6 1,4515 1,566 1,798 2,0268 2,247 2,464 2,6793 2,888 3,0932 3,2976 3,4996 3,6946 3,888 50 — — °С 100 1,83 .1,93 2,15 — 199,5 2,2415 2,343 . 200 2,24 2,34 . . . — Таблица 6.9 Отношение PVfP0V0 для криптона Кг Таблица 6.10 Отношение PV/P0V0 для ксенона Хе Р, атм 25,88 27,91 30,31 33,15 36,60 40,89 46,29 49,58 При тем- температуре 1,012 1,008 1,000 0,993 0,980 0,968 0,953 0,940 Р, атм 53,72 57,81 63,07 69,46 72,10 87,39 101,74 При тем- температуре 0,937 0,918 0,901 0,884 0,863 0,841 0,821 Р. атм 50,93 54,82 59,36 65,12 71,20 79,25 89,53 1С4.09 При тем- температуре 1,882 ,880 ,874 ,868 ,862 ,859 ,856 ,877 Р, атм 25,65 26,62 27,68 28,79 30,07 31,40 32,92 34,57 При темпе- температуре , 11.2-С 0,697 0,691 0,685 0,677 0,670 0,659 0,650 0,640 Р, атм 36,39 38,42 40,69 43,24 46,22 49,39 53,20 " При темпе- температуре 1 0,628 0,612 0,598 0,576 0,552 0,522 0,537 Р, атм 53,53 57,97 63,21 69,62 77,54 88,15 102,55 " При тем- температуре 237,3°С 1,397 ,389 ,377 ,375 ,359 ,354 .357 69
Таблица 6.11 Р, атм 0 1 10 50 100 150 200 —207,9 0,2388 0,2380 0,2300 0,196 0,185 — —182,5 0,3317 0,3315 0,328 0,319 0,318 — -150 0,4506 0,4507 0,451 0,454 0,465 _ — Отношение PV/P0V0 для —100 0,6336 0,6340 0,637 0,649 0,667 .— — Температура, —50 0,8166 0,8170 0,821 0,838 0,861 — 0 3,9995 1,0000 1,0044 1,024 1,050 ,077 ,105 иеоиа Ne °с 50 1,1825 ,1830 1,1879 ,209 ,236 ,264 .293 100 1,3654 1,3659 1,3710 ,394 ,422 ,452 ,481 200 1,7313 1,7318 1,7371 1,761 1,791 — 300 2,0973 2,0977 2,1033 2,128 2,158 —¦ 400 2,4632 2,4636 2,4691 2,494 2,524 ,. Таблица 6.12 Отношение PVIPOVO для окиси азота NO Р. атм 0 1 ~ 25 50 75 100 150 200 300 400 600 800 1000 Температура, СС -70 0,744 0,743 0,703 0,664 0,632 0,615 0,619 0,663 0,796 0,943 1,239 1,524 1,799 —50 0,817 0,816 0,790 0,762 0,739 0,726 0,730 0,766 0,877 1,028 1,322 1,610 1.687 —25 0,909 0.9С8 0,894 0,877 0,863 0,859 0,866 0,902 1,009 1,140 1,428 1,715 1,994 0 1,0007 1,000 0,989 0,979 0,973 0,972 0,987 1,015 1,113 1,242 1,524 1,806 2,083 25 ,092 ,С92 ,087 ,083 ,083 ,084 ,108 1,138 ,234 ,356 ,625 ,990 2,186 50 1,184 1,184 1,182 1,183 1,188 1,195 ,219 ,256 ,352 ,472 ,738 2,014 2,283 100 1,367 1,367 1,375 ,384 ,395 ,406 ,439 ,479 ,580 ,696 ,956 2,224 - 2,494 150 1,550 ,550 1,570 ,582 ,598 ,615 ,654 ,699 ,805 ,918 2,176 2,444 2,714 200 1,733 1,734 1,758 1,776 1,795 1,815 1,860 1,909 2,018 2,138 2,392 2,660 2,926 Таблица 6.13 Р, атм 0 1 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 300 400 500 600 800 1000 Отношение PV/P( Ve для метана сн4 Температура, °С -70 0,7455 0,7410 0,647 0,524 0,337 0,256 0,281 0,318 0,354 0,392 0,429 0,466 0,646 0,819 0,987 1,149 1,463 1,766 —50 0,8189 0,8150 0,740 0,655 0,555 0,460 0,409 0,410 0,430 0,460 0,429 0,527 0,703 0,875 1,043 1,207 1,525 1,829 -23 0,9106 0,9075 0,849 0,787 0,724 0,665 0,417 0,588 0,580 0,589 0,608 0,632 0,788 0,956 1,122 1,286 1,605 1.911 0 1,0024 1,0000 0,954 0,907 0,861 0,819 0,784 0,758 0,743 0,740 0,746 0,761 0,889 1,049 1,209 1,371 1,689 2,000 25 1,0942 1,0922 1,056 1,020 0,986 0,955 0,930 0,910 0,898 0,893 0,894 0,903 1,006 1,150 1,306 1,466 1,780 2.089 50 С ,1859 ,1845 1,156 1,128 1,102 1,080 1,062 1,048 ,039 1,035 ,03в ,043 ,129 ,261 ,411 ,565 ,878 ',185 100 1,3694 1,3686 1,351 1,335 1,321 1,310 1,302 1,296 1,294 1,295 1,298 1,305 ,379 ,493 ,628 ,773 2,074 2,376 150 1,5529 1,5525 1,543 1,536 1,530 ,526 1,524 1,525 1,527 ,532 ,539 ,548 ,623 ,727 ,854 ,994 2,283 2.580 200 1,7365 1,7363 . 70
Таблица 6.14 Отношение PV/P(,VB для этана С2Н6 Р, атм 0 10 20 30 40 60 80 100 Температура, °С 25 1,1044 1,012 0,909 0,784 0,586 50 1,1970 1,118 1,040 0,950 0,848 0,557 100 1,3822 1,325 1,269 1,214 1,158 1,040 0,926 ~ 150 ,5674 1,524 ,482 1,444 ,406 ,334 ,267 ,209 200 1,7526 1,713 1,682 1,656 1,633 1,583 1,541 1,505 250 1,9378 1,911 1,885 1,864 1,843 1,8С9 1,782 1,760 Таблица 6.15 Р. атм 0 50 100 150 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1,0073 0,176 0,310 0,441 0,565 0,806 1,036 1,255 1,472 1,683 1,888 2,090 2,289 20 1,081 0,629 0,360 0,485 0,610 0,852 1,084 1,307 1,525 1,737 1,946 2,153 2,356 Отношение PV/PBV0 для Температура. °< 40 1,155 0,814 0,470 1 0,550 0,669 0,908 1,140 1,367 1,586 1,799 2,010 2,217 2,421 60 1,229 0,954 0,668 0,649 0,744 0,972 1,202 1,431 1,652 1,867 2,077 2,286 2,492 этилена С2Н 80 1,302 1,077 0,846 0,776 0,838 1,048 1,272 1,500 1,721 1,936 2,179 2,359 2,566 1 100 1,376 1,192 1,СС5 0,924 0,946 1,133 1,356 1,577 1,795 2,011 2,294 2,434 2,642 137,5 1,514 1,374 1,247 1,178 1,174 1,310 1,510 1,721 1,938 2,153 2,368 2,585 2,798 198,5 1,739 1,652 1,580 1,540 1,537 1,628 1,790 1,985 2,191 2,399 2,606 2,810 6.2. ЖИДКОСТИ Средний коэффициеит сжимаемости воды -jr, Ю~6 атм'1 [2] Таблица 6.16 Интервал давлений Pi—Р2. атм 1—25 25—50 1—100 100—200 200—300 300—400 400—500 500—600 600—700 700—800 800—900 900—1000 0 52,5 51,6 51,1 49,2 48,0 46,6 45,5 43,8 42,9 41,8 40,6 5 . . 49,3 47,5 46,2 44,9 44,4 43,0 40,9 40,7 39,3 10 50,0 49,2 48,3 46,1 45,3 44,1 43,0 41,8 40,5 39,8 38,9 15 47,3 45,1 44,3 43,3 42,2 41,1 39,8 39,0 38,0 36,8 20 49,1 47,6 46,8 44,2 43,4 42,4 41,5 40,4 39,4 38,8 37,3 36,5 Температура, °С 30 46,0 43,6 42,9 41,4 40,7 39,2 38,7 37,5 36,8 36,0 40 — 44,9 42,9 41,4 40,7 40,4 39,0 38,2 37,4 36,2 35,3 50 44,9 42,5 41,3 40,2 39,9 39,0 37,7 37,1 36,2 35,3 60 45,5 42,7 41,5 40,6 39,4 38,8 38,3 36,9 36,3 36,0 70 46,2 43,9 42,5 41,1 39,8 39,1 38,0 37,4 36,6 36,1 80 — 43,6 42,2 40,8 39,9 38,7 37,8 36,8 36,2 90 47,8 46,8 45,9 44,6 43,4 41,6 40,7 38,9 38,2 37,1 100 80,7 76,9 73,1 68,2 66,0 62,7 61,3 58,9 56,5 71
Средний коэффициент сжимаемости Жидкостей [1—4] Таблица 6.17 Название Анилин Ацетон Бензол Бромоформ Гексан Гептан Глицерин Декан Дифениламин Керосин Кислота: капроновая пальмитиновая серная уксусная Кумол (изопропилбензол) -- Масло: прованское парафиновое оливковое Мезэтилен A,3,5-триметилбен- зол) - Нитробензол Октан Пентан Пропилбензол Формула QH6NH2 (СН3JСО ¦ СеН6 — СНВгз СН3(СН2LСН3 СН3(СН2KСН3 СНОН(СН2ОНJ CH3(CH2)eCHs (QH6JNH C6HUCOOH Q6H31COOH H2SO4 CH3COOH CeH6CH(CH3J — ... . — — СвН3(СНз)з C6H6NO2 - СН3(СН2) еСН3 СН3(СН2KСНз СбН6СзН7 ,. . Давление, атм 85,5 181,5 281,5 390 1—500 500—1000 1000—1500 1500—2000 8,9—36,5 8,9—36,5 0,14—18 1—4 2—8 4,5—19 98,7—296 296—494 - 8 С—98,7 98,7—197,4 197,4—296 296—395 395—494 0—1 0—1 1—10 0—1 0—500 С—300 0—100 — 20—400 20—100 20—200 20—100 20—300 20—400 1—16 92,5 218,5 494 98,7—296 296—494 — — — 98,7—296 296—494 86,5 192 303 419 0—1 20—100 20—400 20—400 20—400 1—29 1—29 0 484 967 98,7—296 296—494 Температура, °С 25 25 25 25 0 0 0 0 14,2 99,5 12,9 15,4 34,9 99,9 20 20 17,9 20 20 20 20 20 23 23 14,8 20,5 23 65 100 185 16,5 30 65 100 65 185 310 0 25 25 25 20 20 ~ 20,5 14,8 20 20 - 20 25 25 25 25 23 64 100 185 310 0 20 0 0 0 20- 20 1СГ6 атм-1 43,2 40,5 38,3 36,1 82 59 47 40 111 276 87 87 100 190 78,7 67,5 91,9 51,0 47,5 44,0 42,0 41,0 159 134 22,1 25,1 105 57 64 НО 69,6 68 90 1С9 90 ¦ 134 220 302,5 81,4 72,6 57,1 71,3 61,2 63,28 62,67 63 68,4 59,1 • 46,1 43,0 40,1 38,1 121 83 24 137 236 174 242 175,9 94,6 68,9 70,7 ¦ 61,0 72
Продолжение табл. 6.17 Название Псевдонумол A,2,4-триметил - бензол) Сероуглерод Спирт: аллиловый амиловый бутиловый изопропиловый метиловый пропиловый этиловый Тимол E-метил-2-изопропил фенол) п-Толуидин Углерод четыреххлористый Формула С6Н3(СН3K CS, \ \ Z \ СН2=СНСН2ОН с4н,,сн2он СН3(СН2JСН2ОН (СН3JСНОН СН3ОН 8 ( QHjCHjjOH сн3сн2он 1 ! t * 1 I X. ! С3Н2 1 )>СвН3ОН сн/ CH3C6H2NH2 cci4 Давление, атм 98,7—296 296—494 1—2 1—500 500—1000 1000—1500 1500—2000 2000—2500 1—500 500—1000 1000—1500 1500—2000 8 8 8 g 1—500 500—1000 1000—1500 1500—2000 2000—2500 8,5—37,1 8,7—37,3 1—500 500—1000 1000—1500 2500—3000 1—50 100—200 300—400 500—600 600—700 900—1000 1—50 50—100 100—200 200—300 300—400 400—500 500—600 150—400 1—50 150—400 150—400 150—400 150—400 200—100 20—400 20—400 20—400 1—150 20—100 20—400 20—400 20—400 1—5,25 0—98,7 98,7—197,4 197,4—296 296—396 395—494 542,5 664 Температура, 20 20 20 0 0 0 0 0 9,6 9,6 9,6 9,6 17,7 17,95 5,6 17 Rci 1 / ,ОО 0 0 0 0 0 14,7 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 20 20 20 20 20 20 28 40 65 100 185 310 64 64 100 310 45 28 100 185 310 10 20 20 20 20 20 20 20 10-» Хатм-* 65,2 56,9 80,95 66 53 43 37 33 69 51 43 36 90,5 98 89,5 1 CYI 1 w 79,4 58,3 47 40 29 104 221 69 52 42 27 96 85 73 64 60 52 112 102 ¦ 95 86 80 73 69 81 125 100 132 245 1530 69 66 80 268 51,2 56 77 112 243 70 91,6 89,9 83,5 75,5 69,9 62,5 55,0 73
- Название Углерода двуокись Фторбензол Хлорбензол Хлороформ Этил: бромистый йодистый хлористый Этилен: бромистый хлористый Эфирбензол: побутиловый (бутилбензоат) валериановобутиловый (бутилвалериат) валериановометиловый (метилвалериат) диэтнловый (этиловый) маслянобутиловый (бутил - бутират) Формула со2 C6H5F СвН6С1 СНС13 С2Н5Вг С2Н5С1 С2Н„Вг2 С2Н4С12 C4H9CCXJC4 Hg С4Н9СООСН3 (С,Н5),0 C3H7COOQH9 Продолжение - Давление, атм 60 70 80 90 1—18,5 0,4—18 0,4—18 1—2 0,4—18 1—2 0—98,7 98,7—197,4 197,4—296,1 296,1—395 395—494 1—2 8—9 19—34 1—500 500—1000 1000—1500 2000—2500 1—18,5 1—500 500—1000 1000—1500 1500—2000 2000—2500 1—500 500—1000 1000—1500 2000—2500 8,7—37,22 12,77—34,47 1—5,25 1—5,25 1—5,25 1—5,25 1—5,25 1—5,25 1—5,25 1000 шп 1 \J\J 200 500 1000 1—8 0,4—17,5 8,43—25,4 2—19 1—2000 8,6—34,3 8,6—34,3 8,6—36,5 100—200 ЮО—400 1—5;25 Температура, 13 13 13 13 13,9 13,3 35 80 100 0 20 20 20 20 20 60 100 100 10,1 10,1 10,1 10,1 13,7 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 0 0 0 0 15,2 99 10 64 10 75 10 10 10 —100,8 С\ XJ 0 0 0 8,1 12,2 13,5 34,8 35 63 78,5 99 185 185 10 габл. 6.17 X» 10~в атм~' 1740 960 660 440 87,7 67 77 108,4 127 87,27 94,9 89,8 80,1 72,9 67,8 139,13 211 206 80 63 50 36 113,4 74 56 46 38 34 103 69 55 39 153 465 55,8 76,6 67,7 111,1 59 92 91 34,5 15*; 7 112,2 84,5 63,5 163,8 163 169 207 42,5 293 363 523 741 478 90 74
Продолжение табл. 6.17 Название маслянометиловый (метил- бутират) уксуснометиловый (метилаце- тат) уксусноэтиловый (этилаце- тат) Формула QH7COOCH3 СН3СООСН3 СНзСООСгНь Давление, атм 1—5,25 8,1—37,53 8,12—37,45 8,13—37.15 Температура, °С 10 14,3 13,3 99,6 КГ6 Гшпж- 89 97 104 25С 6.3. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА ( Коэффициент сжимаемости твердых тел при температуре 20"С [3] Таблица 6.18 Элемент Элемент Элемент Элемент Элемент Элемент Алюми- Алюминий Бром Висмут Железо Золото Иод Кадмий 1,38 52,45 3,04 0,597 0,617 13,6 2,13 Калий Кальций Кремний Литий Магний Марганец Медь 32,4 5,87 0,324 9,1 2,89 0,86 0,74 Молибден Мышьяк Натрий Никель Олово Палладий Платина 0,47 4,56 15,99 0,63 1,82 0,56 0,385 Ртуть Рубидий Свинец Селен Сера Серебро Сурьма 4,05 40,5 2,23 1,01 2,43 Таллнй Углерод: алмаз графит Фосфор: белый красный 2,33 0,23 3,04 20,75 9.31 Хром Цезий Цинк 0,91 62,77 1,72 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Handbook of Chemistry and Physics. 33rd ed., Cleve- Cleveland, Ohio s. a. 2. Справочник химика. Т. 1. M., 1962, с. 572—579. 3. Кэй Д., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К. П. Яковлева М., Физматгиз, 1962, с. 40—41. 4. Бачииский А. И., Путилов В. В., Суворов Н. П. Справочник по физике. М., Учпедгиз, 1951. ГЛАВА 7 АКУСТИКА Скорость звука в газе можно рассчитать по формуле где Ср ICv — отношение удельных теплоемкостей при постоянных давлении и объеме; Р—давление; р — плотность газа; в жидкости Поглощение, звуковых волн в веществе характери- характеризуется коэффициентом d Ad где An— первоначальная амплитуда плоской волны; Ад— амплитуда волны на расстоянии d. Коэффициент поглощения звука в газе и жидкости связан с вязкостью и коэффициентом теплопроводности среды выражением: где Р — коэффициент адиабатического сжатия. В твердом теле скорость продольных волн + с 1 — 2о ' где Е — модуль Юнга; о — коэффициент Пуассона; скорость' поперечных волн скорость звука в тонком стержне где f — частота; v — скорость звука; т) — динамический коэффициент вязкости; х. — коэффициент теплопро- теплопроводности. Коэффициент поглощения а измеряется в неп/см (см'1); для пересчета в дб/м значение а в неп/см нужно умножить иа 868,6. В качестве характеристики погло- поглощения часто пользуются не зависящим от частоты от- отношением а/р. Мерой поглощения на расстоянии одиой длины волиы является произведение аХ. В твердых телах мерой затухания звука является коэффициент потерь е, при этом а=ея/л. Затухание звука в твердых телах характеризуют также доброт- добротностью Q. В случае продольных колебаний в стержнях а = nfJ(Qv). 75
7.1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ГАЗАХ И ПАРАХ Таблица 7.1 Скорость звука в газах и парах Продолжение табл. 7.1 Вещество Азот Аргон (рис. 7.1, 7.2) Аммиак Амиловый спирт Ацеталь Ацетон Бензол Бромистый водород Бром Бутиловый спирт: вторичный | третичный Воздух (рис. 7.3) Водород (рис. 7.4, 7.5) Водяной пар Винилацетат Гелвй Гексан Дейтерий Двуокись серы Диметиловый эфир Дипропиловый эфир Дихлорэтан Диэтиловый эфир Закись азота Йодистый водород Йодистый этил ,,э Йодистый метил Иод Изопроп иловый спирт Кислород Криптой Метай Метиловый спирт Метилциклогексан Метиловый эфир Неон Окись азота Окись углерода Пен тан та о. ?*. ё о. go ?>: 0 19,1 0 20 30,20 0 18 136 30 18 97 134 97,1 134 0 0 134 134 0 30,40 0 18 100 134 134 0 29,99 134 0 0 18 97,1 97,1 97,1 134 97,1 134 0 0 76 43 0 97,1 134 0 30,26 0 97,1 134 134 97,1 0 30,46 0 16 0 134 астота f, кгц В" _ — 83,780 — — — 59,6 — —. — 95 — — 95 95 83,780 .— — 83,780 94 _ _— .. . . 465 465 95 95 42,3 83,780 95 95 __ 83,780 Л t II о * 334,0 349,0 319,0 321 325,23 415 428,2 218,8 257 327 239 251,2 202 212,6 200 135 215 180 331,45 350,70 1284 1301 1463 494 203 965 1055,63 199,6 '890 2»3 216,2 274 194 181 190 206 217 263 157 162 154 108 255 270,2 314 224,36 430 335 352,2 185 273,9 433,4 461,29 324 332,4 337 220 < 1 0,6 0,56 0,32 0,3 — _ 2,2 . 0,8 — 1,6 0,'47 . 0,24 0,3 0,5 — 0,4 — 0,46 — . 0,6 [1 2 1 2 3 1 2 [2 2 2 4 4 5 2 5 У. 2 Ч 6 3 п: 2 2 5 2 1 C [2 5 2 2 5 5 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 2 1 3 5 2 21 2 2' 1] [3] [2] [2] [2] [2] 600 500 400 300 Вещество Пропиловый спирт Пропионовая кислота Пропиловый эфир Сероуглерод Сероводород Светильный газ Углекислый газ (рис. 7.6) Фтористый кремний Хлор Хлористый водород Хлористый метилен Хлористый этил Хлороформ Циклогексан Четырех хлор истый углерод Четырехфтор истый углерод Этан (рис. 7.7) Этилацетат Этилен Этилметилкетон Этиловый спирт Этиловый эфир а I о 134 146 97,1 97,1 55 0 0 0 20 0 0 0 97,1 134 18 97,1 134 97,1 134 97,1 134 22 10 97,1 134 0 20 134 97,1 134 97,1 134 1 g t га В" 95 — 50 50 59,5 — — 43,2 58,5 •— 95 95 — 95 95 _ 95 95 — — — 95 . 59,5 95 95 — д о"* 244,5 232 194 220,1 205 289,3 453 256,7 274,6 167 9Ofi ^vu 296 204 213 428,2 171 179,7 191 201,9 145 153,6 178,2 308 189 198,8 317 329 223 269 284 206 217 ек • град < _ — — — — — — — — 0,24 — 0,24 0,3 — — — — — 0,27 — 0,4 0,3 — итература 2 2 2 5 2 5 5 2 2 5 [2 2 5 5 2 5 2 [51 [2] [51 [2] [2] 51 51 5 5 [2 [5 [2 [2 [2 [2 сек ее ГЛ оЗООкгц °600кгц 200 300 Ш 500 600 Р,атм Рис. 7.1. Зависимость скорости звука в аргоне от давления [9]. 76
0,8 0,6 0° ° ooo Г Д ^Дд^р^1" о 100 кгц a 200 кгц 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 Р/BЯ/ф, атм-см-сек/(гц-г) 10 20 10n 10s f/P, гц/атм 10' Рис. 7.2. Дисперсия звука в аргоне [v0 — скорость звука при низких (звуковых) частотах] [10]. 0,8 '0,6 *>*. д д д л i дДД 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 P/B7ifn), атм-см-сек/(гц-г) 10ю 10s 10* ' f/p, гц/ати Рис. 7.5. Дисперсия звука в водороде при / = 200 кгц [Ю]. V 0,8 0,6 x О т А Iх f 200 кгц '. 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 Р/Bя/г1),мтм-см-сек/(гц-г) 10" 10s 10' f/P, гц/атм Рис. 7.3. Дисперсия звука в воздухе [10]. ТО7 у, м/сек 78о\\ 770 760 750 \ ч "^ ——о 1 2 о 0 0 0,1 Oj \ 0,5 Р,атм Рис. 7.4. Зависимость скорости звука в водороде (Т = 90,3°К) от давле- давления [11]: / — в нормальном водороде; 2 — в водороде, содержащем 70% параводорода. 100 120 т 16в №0Р,атм Рис. 7.6. Зависимость скорости звука в углекислом газе (I = 50,8° С) от давления (/о — низкие и fm—высокие частоты) [12]. сек / Г ¦^ о с / 960 kbl *580 i Lie . - 650 600 550 500 <t50 SO SO 100 110 120 130 ШР,атм Рис. 7.7. Зависимость скорости звука в этане от дав- давления при различных частотах [9\. 77
Таблица 7.2 Коэффициент поглощения звука а в газах и парах Вещество t. "С f, кги Р. атм ю- ?21 Литература Азот Аргон (рис. 7.8, 7.9) Ацетон Бензол Водород (рис. 7.10) Воздух (рис. 7.11, 7.12) Гелий (см. рис. 7.9) Йодистый метил Йодистый этил Кислород Ксенон Метиловый спирт Неон Окись a3oia Окись углерода Сероуглерод Углекислый газ Хлористый метилеи Хлороформ Четыреххлористый углерод Этиловый спирт Этиловый эфир 19,9 20 19,9 17,5 19.6 19 16,3 18,7 16,6 598,9 4250 500 500 500 500 500 97,8 97,8 598,9 598,9 97,8 97,8 598,9 500 500 500 97,8 304,4 598,9 304,4 97,8 304,4 97,8 97,8 97,8 97,8 97,8 0,97 1 0,574 0,477 0,329 0,224 0,182 1 0,99 0,99 0,544 0.243 0,090 0,65 0,95 0.85 0,98 0,0834 0,0930 0,138 0,212 0,255 0,5 1,0 0,697 0,15 0,45 0,05 1,2 0,7 0,7 0,35 0,7 0,2 1,35 1,9 3,58 1,85 2,96 1,68 0,15 0,345 0,930 5,82 1,83 5,78 27,1 [4] Щ [8] [8 [8 Г8 Г8 Г2 [2 Г4 П [4 Г2 [2 4 8 8 8 2 4 4 4 2 4 2 2 2 2 B 0,2 0,1 0J5 0,02 <гж i offo с 100 кгц 4 ^^ О о о 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 P/(f), атм-см-сек/(гц-г) 0,1 V. 0,07 0,04 0,01 + + + I- I ¦•-. + + + + + - + + + 10» 10й 10' 10* f/P, гц/атм 0,2 Ofi- 0,7 1,0 2,0 Ь,0 7,010 20 VI 70 /)i агпм-см-секДгц-г) Рис. 7.8. Зависимость коэффициента поглощения звука Рис. 7.9. Зависимость коэффициента поглощения зву- в аргоне от давления [10]. ка в инертных газах (Не, Аг, Ne, Кг, Хе) от дав- давления при f= 11 Мгц [13]. 78
с 1 > 100кг -, 200кг д ол Ц и оощ д Чд 0,1 0,Z 0,5 1 2 5 10 20 P/BKfq), атм-см-секЛгц-г) Ю10 10s 1(f f/P, гц/атм Рис. 7.10. Зависимость коэффициента поглощения зву- звука в водороде от давления [10]. о-ЮОкгц ь-200 х-150 п-400-600 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 Р/Bя/ф, атм-см-сек/(гц-г) 10" 10" f/P. гц/атм 10' 107 Рис. 7. И. Зависимость коэффициента поглощения зву- звука в воздухе от давления [10]. а,юнсм~ 6 К •7 О 1 III 1 Г I I Л f \ у \ \ V — — 10кгц —». ¦——. 1 — — - 7_" — —' —. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 П,% Рис. 7.12. Зависимость коэффициента поглощенич звука в воздухе от содержания водяных паров при различных частотах [2]. 7.2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ Таблица 7.3 Вещество Азот Аргон * Водород Т. "К 65 70 71 73,9 76 77 64 78 84 84,0 85,2 87 14,8 16,5 17 17,4 18,0 20,3 20,4 21,0 f. Мгц _ 1,5—7,5 44,4 1.5—7,5 1,5 1,5 1,5—7,5 44,4 1,5—7,5 0,527 0,523 44,4 0,523 0,523 0,523 0,523 м сек 1007 929 937 962 869 867 1322 1255 863 780 853 837 1340 1265 1187 1278 1260 1127 1229 1150 Скорость : Д v/&t, м сек-граб _ — —10 — — — — —. . — — — — — — — — (вука Лите- Литература [ 1 4 1 4 4) [15 [15 [ 4 1 1 4 6 [16 [1 [16 [16 [4 [16 [16 з сжиженных Вещество Гелий (рис. 7.13) Гелий II Кислород Метан (рис. 7.14) газах Т. "К 0,985 1,08 1,76 2,18 2,5 3,0 4,22 4,223 1,63 2,18 53 60 70 75 80 85 87 90,1 94,9 111,4 f. Мгц — 15 16 0,220 — — 44,8 44,4 . . 44,4 44,4 — м v ' сек 237,66 237,67 231,4 221,7 223,3 220 179,8 180,63 20 3,4 ИЗО 1119 1094 1029 988 948 952 912 1545 1418 Аа/М. м сек-град —21,5 . — —6,9 Литера- Литература 18 18 17 17 17 19 17 18 20 20 21 14 14 [1] [1 [1 [16 [8 [22 [22 79
220 200 180 ex \ I \ \ 1.-1 J T/K ~'ис. 7.13. Зависимость скорости звука в жидком ге- гении от температуры; при температуре 7\ происходит тереход обыкновенного гелия Не I в сверхтекучее со- состояние Не II [23]. - у, м/сек 1400 — 1200 1000 800 600 W0 '200 о 120 ПО 160 180 T,°JC Рис. 7.14. Зависимость скорости звука в жидком метане от температуры [24]. Таблица 7.4 Коэффициент поглощения звука в сжиженных газах Вещество \зот у \ргон ^дород "елий (рис. 7.15) кислород г, «к 73,9 85,2 17 3 60 70 88 i.Meu 44,4 44,4 44,4 15 44,4 44,4. 44,4 а секъ см 10,5 10,1 5,6 ПО 8,6 8,6 8,6 Лите- Литература [91 [ 9 9 9 9 9 9 Рис. 7.15. Зависимость коэффициента поглощения звука в жидком гелии от температуры [23]. Таблица 7.5" Скорпсть звука в жидких и газообразных веществах, м/сек [25] Еещество Азот Аргон Водород 1 Гелнй Кислород т°, к 71,9 " 78,0 78,4 79,2. 84,0 85,8 17,2 18,6 19,9 20,4 Ч 3,8 4,2 78,4 82,8 86,5 90,3 В жидкости 940 859 . 856 ; 848 875 857 1210 1174 1140 1128 198 181 1007,6 966,8 938,3 917,7 В газе 171 176 177 177 167,5 169 320 340 355 362 102 104 106,8 171,3 173,5 177,7 80
! Таблица 7.6 Скорость звука в жидкостях Вещество Акролеин Аллил хлористый Амилацетат Амил бромистый Амиловый спирт Амиловый спирт третич- третичный Амилформиат А ии лин Ацеталь Ацетилацетон Ацетил хлористый Ацетон Ацетоиилацетон Ацетоиитрил Ацетоуксусиый эфир Ацетофеион Бензальдегид Бензилацетон Беизиловый спирт Беизил хлористый Бензоил хлористый Бензол Бензол тяжелый Бромаль а-Бромнафталин Бромоформ Бутилацетат Бутил: бромистый йодистый хлористый 2,3-Бутиленг ликоль Бутиловый спирт Бутиловый спирт третич- третичный Бутилформиат Валериановая кислота Вода обычная (рис. 7.16, 7.17) Вода тяжелая Гексаи Гексил: йодистый хлористый Гексиловый спирт Гемеллитол Гептан Гептаион 1-Гептеи Гептиловый спирт Геранилацетат Гидрииден Глицерин 1-Децен Дециловый спирт Децил хлористый Диамиловый эфир t. °с 20 28 26 20 20 28 26 20 24 20 20 20 22,5 24,0 20 20 25,5 20 20 20 20 20 28 20 40 20 40 20 20 20 26 20 20 20 25 20 20 24 20 25 74 25 20 20 20 20 20 20 20 20 20 28 20 20 22 20 20 20 26 i м сек 1207 1088 1168 981 1294 1204 1201 1656 1378 1383 1060 1192 1178 1168 1416 1304 1417 1496 1479 1514 1540 1420 1318 1321 1227 1238 1151 966 1372 928 1271 990 977 1133 1484 1268 1155 1199 1244 1497 1555 1399 1083 1081 1221 1322 1372 1162 1207 1128 1341 1328 1403 1923 1927 1250 1413 1318 1153 сек-град Лите- Литература -3,6 и —4,6 —бТг —5,5 —4,8 —5,0 —3,7 —4,0 —4,6 —4,58 —4,25 —3,4 —3,1 —2,1 —4,0 -3,6 -4.6 —4,0 —5.0 —4,8 +2,5 +2,8 —3,2 —4,2 —3,9 —4,5 —4,2 —1,8 1,2 [26] [27] [27] [26] [26] [27] [27 26 27 26 26 26 28 28 26 26 27 [27 26 26 26 26 27 29 29 29 29] 26] 30] [27] [27] [26] [26] [26] [31] [26] [26] [27] [26] [32] [33 [32 [26 [26 [26 [26 [26] [26] [26] 34] 26] 27] 26 30 28 34 35 26 27 Продолжение табл. Вещество Дибромэтилен Диацетил цис- Дибромэтилен транс- Дибромэтилен Димети ла ни лии Диметиловый эфир: адипиновой кислоты диметилглутаровои кис- кислоты резорцина Диоксан Дипентен Дипропиловый эфир Дифенилметан Дифеииловый эфир Ai-Дихлорбеизол о-Дихлорбеизол Дихлорэтан цис- Д их лорэти лен транс- Дихлорэтилен Диэтила нилин Диэти леиглико ль Диэтилкарбонат Диэтилкетон Диэтиловый эфир Диэтиловый эфир: адипииовой кислоты ацетодикарбоиовой КИСЛОТЫ ! диглико левой кислоты малоновой кислоты тиодигликолевой кисло- ТЫ 1Ы щавелевой кислоты янтарной кислоты Диэти лфта лат До дециловый спирт Изобутиловый спирт Изопропилбеизол Изопропиловый спирт Инден Йодистый бензол а-Ионон Каприловая кислота Капроновая кислота Карвакрол Коричный альдегид о-Крезол Кротоновый альдегид м- Ксилол о-Ксилол п-К силол Линалоол 1 Малеииовая кислота Масляная кислота Мезитилен N- Мети ланили н Метилацетат 2- Метил бута нол Метилгексалин Метилгексилкетон Метилен бромистый ¦¦, *. °с 20 25 20 20 20 21,8 24 26 20 23,8 20 28 24 28 20 20 23 20 20 20 25 28 24 20 22 22,5 22 22 22,5 22 22 23 22,3 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 25 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 30 22,5 24 24 м V, сек 1009 1236 957 936 1509 1469 1371- 1460 1389 1328 1112 1501 1469 1232 1295 1034 1240 1090 1031 1482 1586 1173 1314 1008 1376 1348 1435 1386 1449 1392 1378 1471 1433 1278 1342 1247 1475 1113 1432 1331 1281 1475 1554 1506 1344 1340 1360 1330 1341 1352 1234 1362 1586 1154 1225 1528 1324 971 Ло/Д<, м сек-град -4,5 —2,4 2,2 —з!б — — — —6,2 — — — — — —4,6 —3,7 —3,7 —4,0 —2,4 . —5,4 — — — — — — — .— . —5, С . —5,0 —3,1 —3,5 —4,0 —4,1 —4,1 —4,8 —3,8 —4,8 —3,8 — 7. 6 Лите- Литература [26] [31 [36 [36 [26 [27] [27] [27] [261 271 26 27 27 27 [27 [26] [27] [36 [36 [26 [31 [27 [27]' [26] [27] 127] [27] [27] [271 [27] [27] [27] [351 [35 [26 [35 [26 26 26[ 26] 35] 261 [311 31] 26] 26] 261 [261 26] 26 35 26 26 [32 [37] [27] [271 27 /4—748 81
> г. . * Метилен: йодистый хлористый я-Метилизопропилбензол Метил йодистый Метиловый спирт Метиловый эфир ж-крезола феиола хлоруксусной кисло- кислоты Метилпропиоиат Метилсалицилат Метилциклогексан 2-Метилциклогексанол 3- Метилцикло гексанол 4-Метилциклогексаиол 2-Метилциклогексаиои 4-Метилциклогексанои Метилэтилкетои Моиометиловый эфир ре- резорцина Моиохлорнафталин Морфолии Муравьиная кислота Никотин Нитробензол Нитрометаи ж-Нитротолуол о-Нитротолуол Нитроэтиловый спирт Ноиви 1-Но иен Нониловый спирт Окись мезитила Октан Октадециловый спирт 1-Октен Октил бромистый хлористый Октиловый спирт цмс-Олеииовая кислота Пальметиновая кислота Паральдегид 1-Пеитадецен Пентан Пеитахлорэтан Перхлорэтилен о-Пиколин Р-Пиколин Пи ней Пиперидин Пиридин Пировиноградвая кислота Пропилацетат Пропил йодистый хлористый Пропиловый спирт Пропиоиитрил Пропиоиовая кислота Псевдобутил-л-ксилол Псевдокумол Салициловый альдегид Сероуглерод Продолжение табл и °с 24 20 28 20 20 26 26 26 24,5 28 20 25,5 25,5 25,5 25,5 25,5 20 26 27 25 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 59,1 20 20 20 20 45 62,1 20 20 20 20 20 28 28 24 20 20 20 26 20 20 20 20 20 20 20 27 20 м V, сек 977 1092 1308 834 1156 1385 1353 1331 1215 1408 1247 1421 1406 1387 1353 1348 1207 1629 1462 1442 1401 1491 1473 1346 1489 1432 1578 1248 1218 1391 1310 1197 1336 1184 1182 1280 1381 1333 1328 1204 1351 1008 1113 1066 1453 1419 1247 1400 1445 1471 1182 929 1091 1223 1271 1270 1354 1368 1474 1158 Ас/А? м сек-гоад —1,8 —4,4 — — — — — — — — —5,6 — — — —5,0 — — —3.7 — —5,0 —3,8 —4,8 —, — — —4,4 -4.3 —4,4 — — -4.8 -4,2 —3,3 -5,0 -4,2 — — — •— — —4,4 — — -4,0 -4,4 -4,0 _ — — 4— —3,2 7.6 Лите- Литература [27 [26 [27 [26 [35 [271 [27] [27] [27] [27 [26 [27 [27 [27 [27 [27 [26 [27 27] 31 35 26 26 26 26 26 26 26 34 26 31 26 35 34 26 26 35 36 35 26 34 26 26 26 27 27 27 26 26 26 27 26 26 26 26 35 26 26 30 [27 J Вещество Продолжение табл. 7.6 Тетрабромэтаи Тетрадециловый спирт Тетралии Тетраиитрометан Тетрахлорэтаи Тетрахлорэтилеи Тетраэтиленгликоль Тиоуксусная кислота Тиофеи ж-Толуидии о-Толуидин Толуол 1-Тридецея , Триметиленбромид Триолеин 1, 2, 4-Трихлорбензол Трихлорэтилен Триэтиленгликоль Уксусный ангидрид Уксусная кислота 1-Ундецеи Феиилгидразин т-Фенилпропиловый спирт р-Феиилэтилоеый спирт Формамид Фумаровая кислота Фуриловый спирт Хииальдин Хииолин Хлорбензол а-Хлориафталин Хлороформ ж-Хлортолуол о-Хлортолуол я-Хлортолуол Циклогексаи Цикло гексанол Циклогексаион Циклогексен Цикло гекси ламин Циклогексил хлористый Циклопеитадиен Циклопеитаион Цитраль Четыреххлористый угле- углерод Эваитовая кислота Элаидиноеая кислота Энаитовая кислота Этилацетат Этилбеизилаиилин Этилбензол Этил бромистый йодистый Этилбутират Этилеигликоль Этилкаприлат Этиловый спирт t. °с 20 38,4 20 20 20 28 28 25 20 20 20 20 20 20 23,5 20 20 20 25 24 20 20 20 30 30 20 20 25 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 24 20 20 23,5 58 20 45 20 20 20 20 28 20 23,5 20 28 20 23 м сек 1041 1404 1492 1039 1171 1155 1027 1586 1168 1300 1620 1634 1328 1313 1144 1482 1301 1049 1608 1384 1253 1275 1738 1523 1512 1550 1303 1450 1575 1600 1291 1481 1005 1326 1344 1316 1284 1493 1449 1305 1435 1319 1421 1474 1442 938 924 815 1304 1346 1312 1176 1586 1338 892 869 1171 1616 1263 1165 1155 Ли/Л/ и сек-град -4,5 -4,0 —3,0 —4,2 —4,4 —3,8 —3,5 —3,5 —4,8 -4,4 —3,6 —4,0 —4,9 —5,4 —5,4 —4,8 —3,8 -3,0 —3,5 —5,0 -4.4 82
Продолжение таб Вещество Этиловый эфир: диэтиленгл иколя о-крезола феиола хлоруксусиой кисло- кислоты Этилпропионат Этилфеиилкетои Этилформиат Масла, нефтепродукты Акулья ворвань Анисовое Арахисовое Бензии Вербеновое Веретенное Газолиновое Гераниевое Горчичное Ионовое Кассиевое Кедровое Керосин Кокосового ореха Ксанторидзевое Кунжутное Куркума ароматическая Куркума зедоария Лавандовое Лимонное Линалооловое Льияиое Оливковое Парафиновое Пачули Сосновое Спермацетовое Сурепное Терпентинное Трансформаторное Феиилгорчичное Эвкалиптовое Эфирное масло: померанцевой корки сандалового дерева t. °с 25 25 26 25,5 23,5 20 24 32,5 28 31,5 25 29 32 34 27 31,5 34 28,5 29 34 31,5 29 32,5 32,5 32 28,5 29 32 31,5 32,5 33,5 27,5 31 33 30,8 27 32,5 27 29.5 29 34 о. м сек 1458 1315 1153 1234 1185 1498 1721 1275 1451 1562 1295 1323 1342 1250 1192 1825 1331 1460 1406 1295 1490 1394 1432 1349 1293 1310 1076 1397 1772 1381 1420 1266 1468 1210 1450 1280 1425 1412 1276 1300 1454 Ас/А/ м сек-град — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 1 — л. 7.6 Лите- Литература __ [31] [27] [27] [27] [27] [26] [27] [38] [38] [38] [28] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [381 [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [27] [38] [38] fQQl C8] 3000 5000 7000 Р,атм Рис. 7.16. Зависимость скорости звука в воде от дав- давления при различной температуре (/=12 Мгц) [33а]. V r м/сек- 2600 2500 2400 2300 2100 2000 1900 1700 1600 1500 1400 ***-—' У У / ——- 0- — II !¦¦¦ 9410 am 73'/ i 55Ь '0 ¦ОС 4 -3038 4039 I -435 ~У N 0 20 W 60 80 100 t,'C Рис. 7.17. Зависимость скорости звука в воде от температуры при различных давлениях (f = 12 Мгц) [33а]. 83
_ Таблица 7.7 Коэффициент поглощения звука в жидкостях Продолжение табл. 7.7 I Вещество ч, Аллиловый спирт 1 Амиловый спирт Изоамиловый спирт о-Аинзидин Аиизол Анисальдегид Ацеталь Ацетил хлористый Ацетон Еензил хлористый Беизиловый спирт Бензол > Беизол: бромистый йодистый Беизотрихлорид п-Броманизол о-Бромаиизол Бромоформ Бутил: бромистый йодистый хлористый Изобутилацетат Бутиловый бензол тре- третичный Бутиловый спирт ... Изобутиловый спирт Монобутиловый эфир этилеигликоля Изовалериановая кислота Вода U "С ' 24,8 24,8 24,8 24,8 24,9 29 24,5 24,8 25,2 24,8 24,8 24,6 24,6 24,6 24,6 20 20 20 24,4 25 24,6 25,3 24,6 20 20 24,4 24,9 25,0 24,8 25 24,4 24,8 24,3 24,6 24,4 24,6 25,1 25,2 25,3 2 2 2 25,0 25,0 24,6 24,8 24,8 24,8 25,0 25,1 25,0 25,0 25,1 24,6 25,0 25,0 20 20 20 S 1 f. Мгц 104,1 192,0 ,104,9 492,0 148,0 15 148,1 192,0 107,4 104,3 104,0 104,1 104,1 192,1 104,0 307 482 843 104,3 1—4 104,1 192,3 104,0 307 482 104,0 148,1 192,5 104,0 30 104,0 192,3 104,0 192,1 104,0 192,1 106,9 192,2 148,1 15 15 15 104,8 192.1 104,0 192,3 192,5 105,0 148,0 192,0 107,4 148,1 192.1 104,1 104,8 192,5 7—250 307 482 1 44,1 45,4 97,0 96,5 97,2 106 133 131 131 58,8 43,8 63,6 56,7 43,5 82,8 27,2 24,1 23,6 25,7 70 78,8 74,3 79,2 755 495 849 800 775 144 210 ПО 105 63,6 61,1 71,3 68,5 262 248 256 49 48 108 60,8 53,2 70,5 65,5 79,3 81,1 79,1 81,4 153 146 140 80,7 180 167 25 24,7 23,8 эратура 1 39] 39 39 39 39 [39 [39 [39 [39 [39 [39 39 39 39 39 44 44 44 39 31 39 39 39 44 44 [39 39 39 39 40 39 39 39 39 39 39 [39 39 39 43 43 43 [39 [39 39] 39] 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 46 44 44 Вещество Вода _ Гексан Гептан Декагидронафталии 1,2-Дибромэтан Дкбутиловый эфир о-фталевой кислоты Диметиловый эфир о-фталевой кислоты транс-Х,2-Диметилцик- логексаи цис-1,3-Диметилцикло- гексаи транс-1,3-Диметилцик- логексаи цис-1,4-Диметилцик- логексан транс-1,4-Диметилцик- логексан 1,1-Диметилциклогексан Диоксаи о-Дихлорбеизол ж-Дихлорбензол п-Дихлорбензол Дихлоруксусиая кислота 1,1-Дихлорэтан 1,2-Дих лорэтаи транс- Дихлорэтилен tfUc-Дихлорэтилен Дициклогексиламин Диэтиламин Диэтиловый эфир Инден Коричный альдегид Кротоновый альдегид о-Ксилол ж-Ксилол Мезитилоксид Метилаль Метилацетат | I Метилбутират Метилдисульфид Метил йодистый /. °с 20 24,3 21 24,9 25,0 25,0 21 24,6 24,8 25 24,8 25,0 25,0 24,8 24,9 25,0 23,9 24,6 24,6 23,9 22,9 24,1 24,6 24,8 24,4 25 25,0 25,1 25 60 24,8 25,0 30,8 28,5 19,8 18,8 24,4 24,6 24,4 24,6 24,4 24,6 24,7 24,8 24,6 24,4 24,6 25 24,4 24,4 24,4 25 24,5 24,9 2 f, Мгц 1 843 192,8 15 191,5 107,5 148,0 15 104,0 192,6 30 192,7 148,1 107,0 192,5 148,1 107,4 104,1 104,0 104,1 104,0 104,1 104,1 104,1 192,7 104,1 30 192,3 148,1 30 30 192,0 104,8 30 30 31 31 104,0 192,7 104,1 192,7 104,1 104,2 192,4 104,2 104,2 104,1 192,6 1—15 104,1 104,1 104,2 1 104,1 104,0 15 1 :> ? 24,2 21,2 77 56,7 60,4 58,5 80 124 118 311 237 244 250 188 185 188 78,2 102 84,6 87,6 112 127 117 112 132 121 131 129 123 300 201 214 103 136 356 537 157 146 35,5 35,3 44,5 133 132 96,0 82,7 63,0 63,0 78 35,7 39,2 36,4 468 35,3 58,7 247 Литература 1 [44] [39] [43] [39] 39] 39] 43] 39] 39] 41] [39] [39] [39] [39] [39] [39] [39| [39] [39] [39] [39 39 39 39 39 40 39 39 40 40 39 39 41 41 41 41 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 42 39 39 39 42 39 39 43 84
Продолжение табл. 7.7 Продолжение табл. 7.7 г Вещество Метил йодистый Метилен: бромистый йодистый хлористый Метиловый спирт Метиловый эфир три- хлоруксусной кислоты Метилсалицилат Мети лформамид Метилформиат Метилциклогексаи 2-Метилциклогексанои Муравьиная кислота о-Нитроанизол Нитробензол Пропилацетат Изопропилацетат Изопропилбеизол Пропил: бромистый йодистый хлористый Пропиловый спирт Изопропиловый эфир §-Пиколии Пиридин Пропиоиовая кислота Сероуглерод 3,5,5-Триметил-1-гекса- нол ^ 1,1,1 -Трихлорэтан t, °С 24,4 24,8 25 25,2 25 25 20 20 20 24,8 25,0 25 25,2 25,4 24,1 24,9 24,4 24,5 24,6 24,1 24,8 24,8 25,0 24,6 25,0 17,5 20,5 24,6 24,8 24,4 24,8 25,0 25 24,4 25,0 24,6 25,0 24,6 25,1 2 2 2 22—28 24,4 24,4 24,8 0 24,4 20 20 24,8 25,5 25,6 25,2 25,5 25,7 25,1 25,0 24,8 f. Мгц 104,0 192,8 1—4 148,1 30 30 307 482 843 192,8 148,1 30 7,54 107,4 104,1 192,4 104,0 104,0 104,1 104,0 148,0 192,3 107,0 104,1 192,1 4,0 9,8 104,0 192,1 104,0 192,3 148,1 1—15 104,1 192,1 104,1 192,1 0,55—2,0 192,2 106,8 15 15 15 15—280 104,1 104,1 192,6 0,25—1,0 104,1 0,10—0,<5 1—10 104,0 189,2 148,1 107,4 192,2 148,1 106,8 148,1 192,6 1 309 306 820 307 567 250 349 177 78,2 550 •670 1114 1220 779 30,1 30,6 42,7 57,5 32,6 49,3 93,8 92,9 98,3 106 100 2270 1170 69,8 69,0 74,2 74,1 72,2 80 42,9 40,4 62,0 64,0 87 63,3 65,3 39 54 42 75 52,5 66,1 64,0 334 131 6130 6000 2068 776 1210 294 663 269 436 434 431 Литература [39 [39 [43 [39 41 41 44 44 44 45 39 41 [45 [45 [39] [39] [39] [39] [39] [39] 39] 39] 39] 39] 47] [48] [48] [39] [39] [39] [391 [39[ [42] [39] [391 [39] [39] [49] [39] [391 43 43 43 50 39 [39] 39] 49 39 49 [51] [39 [39 [39 39 39 39 39 39 39 Вещество Тиофен Толуол Уксусный ангидрид Уксусная кислота Формамид Фторбеизол Фурфуриловый спирт о-Хлораиилии Хлорбензол о-Хлорбензальдегид Хлороформ о-Хлортолуол о-Хлорфенол 2-Хлорэтанол Циклогексан Циклогексаион Циклогексен Циклогексиламин п-Цимол Четыреххлористыи угле- углерод Эпихлоргидрин Этаиоламин Этилацетат 20 20 20 20 20 20 20—25 24,6 25,2 27 24,6 18 18 24,7 24,8 24,4 25 24,4 25,0 24,4 24,8 24,4 24,6 25 25 24,4 20 20 20 24,4 25,2 20—25 24,4 24,8 24,4 25,0 24,4 24,8 25,0 25,0 24,6 24,8 25,0 25,0 25,5 24,6 24,4 24,7 20 20 20 20 20 24,6 25,1 25,1 24,4 24,8 24,8 22 25 307 482 843 307 482 843 1—75 192,7 106,8 0,15 104,0 0,5 67,5 104,0 192,0 104,0 30 104,0 192,0 104,0 192,1 104,0 192,3 1—4 30 104,0 307 482 - 843 103,5 192,2 1—10 104,0 192,6 104,0 192,2 104,1 192,3 107,5 148,0 104,0 192,0 107,0 148,1 191,8 104,0 104,1 192,7 307 482 843 1—100 0,25—0,95 148,1 106,9 г?2,8 104,0 104,0 192,7 69 1 775 469 160,0 77,8 78,5 81,0 80 85,5 85,6 2С5 57,7 90 000 158" 153 139 39,2 278 90,5 91,8 56,2 53,7 147 146 124 148 106 365 310 246,0 363 365 400 72,1 68,6 97,6 93,9 58,8 182 192 190 72,8 70,7 103 102 101 67,8 52 64,0 522 480 460,0 500 530 556 546 545 68,1 166 159 37 516 85
т . Продолжение табл. 7.7 i Вещество Этнлбензол Этилбутират Этилформиат Этил: бромистый йодистый Этнлеи бромистый Этиловый спирт Бензин Глицерин Льняисе масло Оливковое масло Касторовое масло t, °С 24,4 24,8 24,4 24,1 23—28 23—28 2 24,6 24,8 25,0 2 25,0 25,1 25,3 20—25 — —18,8 20—27 21—23 32,8 20,5 21—25 18,6 21,4 21,5 21,6 f, Мгц 104,1 192,3 104,0 104,0 3 16 15 192,7 148,1 106,9 15 192,4 106,9 148,1 1—220 0,15—1,0 30 0,15—4 6—21 30 3,1 1—4 3,16 15,7 4,3 3,95 1 ь 56,0 54,3 38,6 49,9 138 70 61 75,5 78,4 78,7 40 297 303 295 54 958 12700 2500 1700 1410 1470 1250 10900 2100 4500 8400 Литература 39 39 39 39 55 [55] 43] 39] 39] 39] 43] [39] [39 [39 [50 [49 58 56 57] 58] 58] 42 58 57 57 58 7.3 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ТВЕРДЫХ»- ТЕЛАХ И РАСПЛАВАХ Таблица 7.9 Скорость звука в твердых телах, м/сек Таблица 7.8 Коэффициент поглощения звука в растворах электролитов @,1 моль/л) при 20°С и различных частотах [59] Всшвство н2о A12(SO4K BeSO4 СаСЮ4 CaSO4 Ca (CH3COO), CuSO4 MgCrO4 MgSO4 > MgS2O3 MnSO4 №SO4 ZnS04) H2SO4 A1C13 K2SO4 K2CrO4 La(NO3)a Li2CO3 Li2SO4 Na2CO3 Na3PO4 Na2SO4 (NH4J SO4 a, 10-» 10* гц 0,0217 >0,l 1,75 1~77 >0,036 0,282 >0,72 3,92 1,42 0,55 31,0 >0,05 — — — — — — — — — — дб/м 10s гц 2,17 10,0 4,8 >3,1 162 3,6 23 54,7 247 90 51 86 5 — — — — — — — — >3,9 — о, дб/м 10« гц 0,217 1,0 0,29 0,31 2,3 0,36 0,43 0,48 0,9 0,57 5,2 0,48 0,5 0,24 0,223 0,227 0,226 — 0,238 0,229 0,24 0,39 0,25 0,227 о, 10г дб/м 1С гц 0,217 1,0 0,2Э 0,31 0,39 0,36 0,39 0,29 0,3 0,28 0,74 0,39 0,5 0,24 0,223 0,227 0,22С 0,5 0,238 0,229 0,24 0,35 0,25 0,227 10' гц 21,7 57 28 29 31 36 39 29 29 23,8 29 29 36 24 22,3 22,7 22,6 34 23,8 22,9 0,24 30,7 25 22,7 Вещество Алюминий ! Бериллий Висмут Вольфрам Железо Золото Иридий Кадмий Константан Кремний Латунь Латунь G0% Си — 30% Zn) Магний Манганин Марганец Медь Нейзильбер Никель Олово Платина Свинец Серебро Сталь Сурьма Тантал Цинк Чугун Сплав Mg E0,6% Cd) Германий, кристалл [ПО], р=5,35 г/см3 Висмут, кристалл, L-срез Свинец, кристалл [100] Олово, кристалл [100] Кварц, дг-срез АДР (NH4H2PO4), г-срез под углом 45° Сегнетова соль: «/-срез под углом 45° дг-срез под углом 45° Турмалин, г-срез CaF2 (флюорнт), дг-срез NaCl (каменная соль), дг-срез NaBr, дг-срез КС1 (сильвин), ж-срез КВг, дг-срез Стекло: ' кварцевое кронглас тяжелый кронглас легкий флинтглас тяжелый флинтглас Плексиглас Полистирол t. "С 20 372 —250 27 20 20 20 20 20 20 20 31 ,Е 20 20 20 20 385 20 20 20 20 20 20 20 20 4,2°К 1,5°К 1,5°К в стержне 5080 4342 1790 4310 5170 2030 4790 2400 4300 3490 3760 4900 3830 3830 3710 3659 3580 4785 2730 2800 1200 2640 5050 3400 3350 3810 3850 5440 3280 2470 6740 4510 2790 4140 3380 5370 5300 4710 4550 3490 Про- доль- дольная 6260 12660 12550 2180 546С 5850 3240 2780 5240 4430 4660 4660 4700 4760 5630 3320 3960 2160 3600 6100 4170 4500 3660 5390 2140 2350 3480 5720 4920 5360 7540 4780 3200 4380 3480 5570 5660 5260 4800 3760 2670 2350 Попе- Поперечная 3080 8900 8830 1100 2620 3230 1200 1500 2640 3770 2123 2350 2260 2160 2960 1670 1670 700 1590 2410 2400 1830 3540 960 1266 1900 3515 3420 2960 2950 2220 1121 1120 86
П р о до л ж е и и е та б л. 7.9 Вещество \ Г Каучук Эбонит Пробка Лед Фарфор Парафин Гранит Мрамор Сланец Слоновая кость Дерево (дуб) t. °с _ — — — — — — . — в стержне 1 1570 500 3280 4884 1460 3950 3810 4510 2200 4050 Про- доль- дольная 1479 2405 — 3980 5340 — — — — Попе- Поперечная _ — — 1990 3120 — — — — Литера- Литература [4] И1 [4] [4] [64] [63] [63] [63] [4] [64] 5000 4100 ч /о / о ? ? Таблица 7.10 Коэффициент поглощения звука в твердых телах (продольные волны, частота /= 2-=-100 кгц) -30 зо во 90 по t;c Рис. 7.19. Зависимость скорости звука в тн- танате бария от температуры [70]. Вещество Алюминий Магний Сталь: вольфрамоуглероднстая молибденовая Кварц плавленый Стекло: пирекс оконное свинцовое зеркальное Микалекс Дерево (дуб) Гнпс х Штукатурка Глина г/см* 2,68 1,705 8,52 8,39 2.2 2,32 2,42 2,48 — 3,34 — — — да-** м — — — — — — 3,3 — 2,4 2,3 3,3 1,5 a/f. см 0,61 1,08 0,38 1,42 1,23 4,89 6,35 3,21 — 2,03 — — — Литера- Литература [1] [1] [И [1] [1] [1] Ш [1] [69] |1] [69] [69] [69] [69] у,м/сек 5300 Рис. 7.18. Зависимость скорости звука в титанате бария от температуры в электрических полях с напряженностью Е [70]. Рис. 7.20. Зависимость изменения скорости (/) и коэф- коэффициента поглощения B) звука (/ = 3 Мгц) в монокри- монокристалле никеля от напряженности магнитного поля (знак изменения поля указан стрелками) [71]. atd6/cM 6 а г* 1 J С \ -• 80 160 ZW 320 W 560 Т,°К Рис. 7.21. Зависимость коэффициента поглощения звука (продольные еолны, / = 10 Мгц) в моно- монокристалле никеля от температуры [72]. 87
f/CM / с I 1 г V \ \ — \ \ V i i 0 2 4 6 8 10 12 П 16 18 T,'K Рис. 7.22. Зависимость коэффициента поглощения зву- звука в чистом олове от температуры (/ = 10,3 Мгц) [73]. а, см'1 0,10 0,08 0,06 0,0b 0,02 0 — < 1 1 ? \ Л m V / / / / 1. 1 -* / ^-— 8 10 1Z П Т,'К Рис. 7.23. Зависимость коэффициента поглощения звука в свинце от температуры [73]: I — продольные волны, f = 26,3 Мгц; 2 — поперечные волны, f = = 10,1 Мгц; 3 — сверхпроводящее состояние. $1=0* 270- а-а01дб/см 500f,M8U, Рис. 7.25. Зависимость коэффициента по- поглощения звука в германии от частоты для продольной (/) и поперечной B) волн [75]. а,д1/см 7 ¦6 5 4 7 2 1 0 о 1 &2 x T. Э-0-000  Лл i 4f 1 1 У. ) УХ X к о A Чс X XX : V> 2,0 5,0 10 20 50 100 т;к Рис. 7.26. Зависимость коэффициента поглощения зву- звука в германии от температуры [75]: / — продольные волны (f = 508 Мгц); 2 — продольные волны (f = 340 Мгц); 3 — поперечные волны (f = 333 Мгц). Рис. 7.24. Зависимость разности коэффициентов поглоще- поглощения звука ан —а0 в монокристалле цинка (Т = 4,2° К), помещенном в магнитное поле (Н = 7000 э), от угла по- поворота ф вектора Н в плоскости, перпендикулярной к волновому вектору к звука (^ = 60 Мгц) [74]: а — вектор к направлен по кристаллографической осн [0001]; б — по [101Ь]; в —по [1120] (о„ — коэффициент поглощения без маг- ' нитного поля). 88
а, дб/мксек 2,0 1.0 7-9 -10 Табл ица 7.11 Скорость звука в расплавах 100 ZOO Г,Мгц a f,M8U> Рис. 7.27. Скорость изменения коэффициента по- поглощения звука в монокристалле германия от ча- частоты для различных образцов (поперечные (а) и продольные (б) волны в направлении 1100]) [76): Номер образца 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Тип проводимости п п п п р п р п Толщина образца, см 0,5819 1,018 0,9073 1,292 0,7615 0,7465 0,8212 1,238 1,270 1,012 Проводимость, (ом-см)~1 0,55 0,2 40 46 40 0.25 0,6 0,004 0,004 12,7 Вещество Висмут 1 j Галлий Индий Кадмий Калий Медь Натрий Олово Ртуть Рубидий Свинец Сера Серебро Сурьма Таллий Теллур Цезий Цинк „с 271 271 271 280 280 287 300 305 29,5 30 30 156 156 321 321 321 335 64 100 1083 1100 98 100 100 100 100 232 232 232 232 232 240 247 247 300 20 20 20 25 — 317 327 327 328 330 340 115 961 970 630 630 302 305 460 419 419 420 450 V, и сек 1635 1620 1674 1663 1650 1663 1661 1650 2740 2873 2872 2215 2315 2220 2220 2256 2215 1880 1869 3270 3450 2395 2526 2526 2652 2533 2270 2420 2464 2473 2480 2470 2454 2454 2455 1461 1452 1452 1450 1260 1834 1790 1810 1776 1820 1760 1350 2770 2710 1980 1904 1615 1660 920 967 2790 2840 2850 2700 Л/ °С ¦> 1л1 * V 271—365 271—1000 271—580 580—850 289—356 — 305—442 30—50 30—80 30—275 275—850 156—260 156—950 321—360 321—750 321—700 64—160 1083—1400 1083—1500 98—235 976—972 100—700 100—180 232—380 232—1000 232—335 232—500 232—560 230—335 . 50—150 20—100 20—100 25—204 33—160 327—380 327—1000 328—370 327—800 961—1540 961—1400 630—880 640—950 302—310 302—850 460—950 29—130 419—850 419—850 =- —* м сек-град —0,5 —0,209 —0,18 —0,22 0 —0,8 —0,225 —0,275 —0,5 —0,27 —0,51 —0,618 —0,29 —0,52 —0,53 —0,978 —0,46 —0,3 —0,524 —0,524 —0,577 —0,66 —0,7 —0,211 —0,236 —0,247 —0,3 —0,2 . . —0,7 —0,312 —0,37 —0,44 —0,4 —0,3 —0,5 —0,381 —0,277 —0,3 —0,466 —0,41 0 Изменяет знак —0,231 Изменяет знак —0,3 —0,268 —0,305 — А Ч (- [77] [79] [82] 78] 80 83 83 81 77 [84 [85 [77 [86 77 79 85 87 81 88 89 82 77] [88 90 91 81 77 79 92 931 [82] 80] 87] 83] 83] 94] 95] 96] [97] [98 [78 [77 [79 [92 [82 [80 [77 [89 [82 [99 [82] [77] [85] [85] [98] [98] [99] [85] [801 89
Таблица 7.12 1 Вещество Висмут Галлий ? Кадмии Калий t, °с 280 305 30 30 56 360 74 75 а ч ДЛ °C ! 271—400 1 305—442 30—80 56—438 84—150 75—150 Коэффициент 8,05 9,3 , 1,58 2,5 « 2.9 | 14,5 ' 29,9 ! 34,0 ч* 1 поглощения звука в расплавах Литература г [80 [97 [84 [103 [103 [80 [101 [100 Вещество Натрий Олово Ртуть Свинец Цинк t, °с 100 100 240 20 24 25 25 340 419 д<. "С 100—150 104—154 232—400 —13-5-72 — 25—204 25—130 327—400 — а/Р. см 12,1 11,7 's 5,63 5,4 Ч55 6,2 6,7 9,4 3,7 Литература [100] [101 [80 [103 [102 [97 [100 [80 [80 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Eder F. X. Moderne Messmethoden ¦ der Physik. Bd 1, Berlin, 1960. 2. Petrallia S. Nuovo cimento, Suppl., 1952, v. 9, N. 1. p. 1. 3. Blythe A. R. Acustica, 1965—1966, v. 15, p. 118. 4. Бергман Л. Ультразвук и его применение в нау- науке и технике. Пер. с нем. М., Изд-во иностр. лит., 1956, ¦ *> 5. Kneser H. О., Ergeb. exakt. Naturwiss., 1949, Bd 22, S. 121. Nomoto O. Ultrasonic Waves, Velocity i and Absorption of Sound. Tokyo, 1940; Petrallia S. Nuovo cimento, 1951, v. 9, p. 1. 6. Hardy H. C, Telfair D., Pielemeier W. H. J. Acoust. Soc. America, 1942, v. 13, p. 226; Pielemeier W. H., Hardy H. С J. Acoust. Soc. Amer., 1941, v. 13, p. 80. 7. Краснушкин П. Е., «Докл. АН СССР», 1940, т. 27, с 214; Phys. Rev., 1944, v. 65, p. 190. 8. Вайтонис В. В., Яковлев В. Ф. «А куст, журн.», 1966, т. 12, с. 296. 9. Lacatn A., Noury J. J. phys. et radium, 1953, v. 14, p. 272. 10. Buckel W., Hilsch R., Z. Phys., 1957, Bd 149, S. 15. 11. Van Itterbeek A. J. Acoust. Soc. Amer., 1957, v. 29, p. 584. 12. Henderson M. C, Peselnick L. J. Acoust. Soc. Amer., 1957, v. 29, p. 1074. 13. Greenspan M. J. Acoust. Soc. Amer., 1956, v. 28, p. 644; Перепечко И. И., Яковлев В. Ф. «Приме- «Применение ультраакустики к исследованию вещества», 1958, т. 6, с. 223. 14. Gait J. К. J. Chem. Phys., 1948, v. 16, p. 505. 15. Gupill E. W., Hoyt С. К., Robinson D. K. Canad. J. Phys., 1955, v. 33, p. 397. 16. Beyer R. T. J. Chem. Phys., 1951, v. 19, p. 788. 17. Chase С E. Proc. Roy. Soc, 1953 (A), v. 220, p. 116; Findlay J. С. е.а. Phys. Rev., 1939, v. 56, p. 122. 18. Van Itterbeek A., Forrez G., Teirlinck M. Physica, 1957, v. 23, p. 905. < 19. Pellam J. R., Squire С F. Phys. Rev., 1947, v. 72, p. 1245; 1947, v. 71, p. 477. 20. Пешков В. П. «Докл. АН СССР», 1944, т. 45, с. 385; Лифшиц Е. М., Пешков В. П. «Докл. АН СССР», 1945, т. 4, с. 117. 21. Михайлов И. Г. Распространение ультразвуковых воли в жидкостях. М., Гостехиздат, 1949. 22. Noury J., Lacam A. J. phys. et radium, 1954, v. 15, p. 301. 23. Chase С. Е. Proc. Roy. Soc, 1953 (A), v. 220, p. 116. 24. Van Dael W. e.a. Physica, 1965, v. 31, p. 1643. 25. Van Itterbeek A. Nuovo cimento, Suppl., 1950, v. 7, N 2, p. 218. 26. Schaaffs W. Z. Phys., 1939, Bd 114, S. 110; Z. phys. Chem., 1944, Bd 194, S. 28; Z. Naturforsch., 1948, Bd 3, S. 396. 27. Parthasarathy S. Proc. Indian Acad. Sci., 1935, v. A2, p. 497; 1936, v. A3, p. 285, 482, 519, 544- 1936, v. A4, p. 59, 213; Current Sci., 1937, v. 6, p. 213. 28. Richards N. E., Brauner E. J., Bockris J. О. М. Brit. J. Appl. Phys., 1955, v. 6, p. 387. 29. Schaaffs W., Nutsch-Kuhnkies R. Acustica, 1965— 1966, v. 10, p. 66. 30. Freyer E. В., Hubbard J. C, Andrens D. W. J.Chem. Soc. Amer., 1929, v. 51, p. 759. 31. Willard G. W. J. Acoust. Soc. Amer., 1941, v. 12, p. 438. 32. Zeifen N. Z. Phys., 1938, Bd 108, S. 681. 33. Barlow A. J., Yazgan E. Brit. J. Appl. Phys., 1966, v. 17, p. 807. 33a. Smith A. H., Lawson A. W. J. Chem. Phys., 1954, v. 22, p. 35. 34. Lagemann R. Т., McMillan D. R., Woosley M. J. Chem. Phys., 1948, v. 16, p. 247. 35. Цветков В., Маринин В. «Докл. АН СССР», 1949, т. 68, с. 49. 36. Baccaredda M., Giacomini A. Ricerca Scient., 1964, v. 16, p. 611; Atti Acad. Naz. Lincei, 1946, v. 1, p. 401. 37. Weissler A. J. Chem. Soc Amer., 1948, v. 70, p. 1634. 38. Pancholy M., Pande A., Parthasarathy S. J. Scient. and Indust. Res., 1944, v. 3, p. 5; 1944, v. 3, p. Ill; 1944 v. 3, p. 159, 263, 354. 39. Heasell E. L., Lamb J. Proc. Phys. Soc, 1956, v. 1369 p. 869. 40. Sette D. Colloquium over Ultrasonore Trillingen Bru- xelles, 1951, Коп. VI. 41. Sette D. J. Chem. Phys., 1951, v. 19, p. 1337. 42. Pinkerton I. M.M. Proc. Phys. Soc, 1949, v. 62, p. 129; Verma G. S. J. Chem. Phys., 1950, v. 18, p. 1352; Willard G. W. J. Acoust. Soc Amer., 1941, v. 12 p. 438. 43. Pellam J. R., Gait J. K. J. Chem. Phys., 1946, v. 14 p. 608. 44. Бердиев А. А., Лежнев Н. Б. «Акуст. журн.», 1966, т. 22, с. 247. 45. Andreal J. H. Proc. Phys. Soc, 1957, v. B70, p 71- 1956, v. 69, p. 869. 46. Pinkerton I. M. M. Nature, 1948, v. 162, p. 106; Stolz A. Strahlentherapie, 1949, Bd 79, S. 641. 47. McSkimin H. J.—J. Acoust. Soc. Amer., 1950, v. 22, p. 413.
48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65 66 67 68 69 70 71. 72. 73. 74. 75. 76. Бажулин П. А. «Ж- эксперим. и теор. физ.», 1938, т. 8, с. 457. Lawfey L. E., Reed R. D. Acustica, 1955, v. 5, p. 316. Rapuano R. A. Phys. Rev., 1947, v. 72, p. 78. Kishimoto Т., Nomoto O. Bull. Kobayashi Inst. Phys. Res., 1952, v. 2, p. 63. Matthias В. Т. Nature, 1948, v. 161, p. 325. Lamb J., Pinkerton I. M. M. Proc. Roy. Soc, 1949, v. 199, p. 114. Bar R. Helv. phys. acta, 1937, v. 10, p. 332. Parthasarathy S. Current Sci., 1938, v. 6, p. 501. Mockel P. Chem.-Ing. Techn., 1952, v. 24, p. 153. Бажулин П. А. «Докл. АН СССР», 1941, т. 31, с. 113. Hunter J. L. J. Acoust. Soc. Amer., 1941, v. 13, p. 36. Tamm K., Kurtze G. Kaiser. Acustica, 1954, v. 4, p. 380. Salclanu С Compt. rend. Acad. Sci., 1961, v. 252, p. 3021. Overtoil W. С J. Chem. Phys., 1950, v. 18, p. 113. Bell J. F. W. Philos. Mag., 1957, v. 2, p. 1113. Беранек Л. Акустические измерения. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1952. Красильников В. А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. М., Физмат- гиз, 1960. McSkimin H. J. J. Acoust. Soc. Amer, 1950, v. 22, p. 413. Smith С S., Wallace W. E. J. Chem. Phys., 1953, v. 21, p. 1120. Walther K. Phys. Rev. Lett., 1966, v. 16, p. 642. Mason W. P., Bommel H. E. J. Acoust. Soc. Amer., 1956, v. 28, p. 930. Техническая энциклопедия. Справочник. Т. 10. М., ОГИЗ, 1933. Федотов И. И., Кузнецов В. Н. «Применение ультра- ультраакустики к исследованию вещества», 1961, т. 14, с. 269. De Klerk J. Proc. Phys. Soc, 1959, v. 73, p. 337. West F. G. J. Appl. Phys., 1958, v. 29, p. 483. Mason W. P., Bommel H. E. J. Acoust. Soc. Amer., 1956, v. 28, p. 930. Галкин А. А., Королюк А. П. «Ж- эксперим. и теор. физ.», 1960, т. 38, с. 1688. Dobbs E. R., Chick В. В., Truell R. Phys. Rev. Lett., 1959, v. 3, p. 339. Granato A., Truell R. J. Appl. Phys., 1956, v. 27, p. 1219. 77. Kleppa O. J. J. Chem. Phys., 1950, v. 18, p. 1331. 78. Ходов З. Л. «Физика металлов и металловедение», 1960, т. 10, с. 772. 79. Пронин Л. А., Филиппов С. И. «Изв. вузов. Черная металлургия», 1963, т. 5, с. 10. ™ 80. Plass К. G. Akust Beih., 1963, Bd 13, S. 240. 81. Илгунас В. И., Яронис Э. П. «Акуст. журн.», 1966, т. 12, с. 145. 82. Гитис М. Б., Михайлов И. Г. «Акуст. журн.», 1965, т. 11, с. 434. 83. Полоцкий И. Г., Ходов 3. Л. «Акуст. журн.», 1958. т. 4, с. 184. 84. Hunter J. L., Hovan К. S. J. Chem. Phys., 1964, . v. 41, p. 4013. 85. Гитис М. Б., Михайлов И. Г. «Акуст. журн.», 1966, т. 12, с. 17. 86. Webler G. М. В. V Congr. Int. D'Acoust, D-37, Liege, 1965. 87. Полоцкий И. Г., Таборов В. Ф., Ходов 3. Л. «Акуст. журн.», 1958, т. 5, с. 202. 88. Abowitz G., Gordon R. В. J. Chem. Phys., 1962, v. 37, p. 125. 89. Пронин Л. А., Филиппов С. И. «Изв. вузов. Черная металлургия», 1963, т. 11, с. 11. 90. Pochapsky Т. Е., Quimby S. L. Phys. Rev., 1950, v. 79, p. 892; 1951, v. 84, p. 553. 91. Трелин Ю. С, Васильев И. В. «Применение ультра- ультраакустики к исследованию вещества», 1961, т. 13, с. 3. 92. Gordon R. В. Acta metallurgica, 1959, v. 7, p. 1; Phys. Chem. Proc. Metall, 1958, v. 1, p. 461. 93. McSkimin H. J. J. Acoust. Soc. Amer., 1959, v. 31, p. 283. 94. Kleppa O. J. J. Chem. Phys., 1949, v. 17, p. 668. 95. Полоцкий И. Г., Ходов 3. Л. «Вопр. физики метал- металлов», 1955, т. 6, с. 70. 96. Голик А. 3., Классен И. Ф., Кучак Т. М. «Акуст. журн.», 1961, т. 7, с. 258. 97. Jarzynski J. Proc. Phys. Soc, 1963, v. 81, p. 745. 98. Schaafs W. Acustica, 1956, v. 6, p. 382. 99. Казаков Н. Б., Пронин Л. А., Филиппов С. И. «Изв. вузов. Черная металлургия», 1964, т. 12, с. 11. 100. Letcher S. V., Beyer R. Т. J. Acoust. Soc. Amer., 1963, v. 35, p. 1571. | 101. Jarzynski J., Litovitz T. A. J. Chem. Phys., 1964, v. 41, p. 1290. 102. Ringo С R., Fitzgerald J. W., Hurdle B. G. Phys. Rev., 1947, v. 72, p. 87. 103. Stephens R. W. B. Est. Rend. Scholle Int. Fisica, 1963, v. 27, p. 393. ГЛАВА 8 ТЕРМОМЕТРИЯ 8.1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ Измерение температуры предполагает построение шкалы температур на основе воспроизведения ряда характерных явлений — реперных или основных точек, присвоения этим точкам численных значений и созда- создания интерполяционных приборов, реализующих шка- шкалу между ними. XI Генеральная конференции по мерам и весам A960 г.) приняла (см. приложение в работе [1]) в каче- качестве основной «Международную термодинамическую температурную шкалу (Кельвина)» с обозначением температуры Т и единицы измерения °К (градус Кель- Кельвина). Эта шкала базируется на законах термодинамики идеального газа и использует в качестве основной тем- температуру тройной точки воды, которой присвоено зна- значение 273,16°К. Термин «основнаи шкала» означает, согласно положению XI Генеральной конференции что должна «существовать возможность в конечном счете отнести к этой шкале результат любого измерения температуры». Помимо шкалы Кельвина в ряде случаев применяют производные от нее шкалы с единым обозначением тем- температуры t: 1) шкала Цельсия (единица измерения °С): *= Т — 273,15; 2) шкала Реомюра (°R): t = = 0,8Г — 218,52; 3) шкала Фаренгейта (°F): t — 1,8 Т— 459,67. Экспериментальные трудности реализации между- международной термодинамической шкалы привели к созда- созданию ряда практических шкал, реперные точки кото- которых приводятся в табл. 8.1. В области низких темпе- температур иногда используют в качестве дополнительных точки перехода в сверхпроводящее состояние. Некото- Некоторые из них даны в табл. 8,2. 91
Таблица 8.1 Значения некоторых температурных репериых точек [2—5] Все точки, кроме тройных, при давлений Р= 101325 к/ж2. II 1 2 t3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Вещество *- Формула 4Не те п—Н2 к—Н2 и—Н2 к—Н2 Ne Ne N2 о2 о2 N2 N2 о2 QHi2 С7Нц С4Н10О cs2 С7Н8 со2 СНС13 Hg н2о Название Геляй-4 » Параводо- род Водород (нормаль- (нормальный) Параводо- род Водород (нормаль- (нормальный) Неон » Азот Кислород Кислород Азот » Кислород Изопентан Метил- циклогексан Эфир ди- этиловый Сероугле- Сероуглерод Толуол Углекис- Углекислый газ Хлороформ Ртуть Вода Точка Х-точка Кипения Тройная » Кипения » Тройная Кипения Фазового перехода То же Тройная » Кипения » Затверде- Затвердевания » Возгонки Затверде- Затвердевания Затверде- Затвердевания » Температура °К 2,18 4,21 13,81 13,97 20,27 20,39 24,56 27,07 35,5 43,7 54,36 63,14 77,35 90,18 113,5 146,85 156,85 161,55 178,05 194,65 209,65 234,28 273,15 °С —270,97 —268,94 —259,34 —259,18 —252,88 —252,76 —248,59 —246,08 —237,65 —229,45 —218,79 —210,01 —195,80 —182,97 —159,65 —126,30 —116,30 —111,60 —95,10 —78,50 —63,50 —38,87 0,00 •я !а* д! 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Вещество Формула Н2О Q2Hl0o Na2SO4X X ЮН2О Н2О С7Н6О2 In QoHg Sn С14Н10О Cd Pb Hg Zn S Sb Al Ag A11 Cu Ni Co Pd Pt Rh Ir W Название Вода Эфир ди- фенйловый Натрий сер- сернокислый десятиводный Вода Бензойная кислота Иидий Нафталин Олово Бензофенон Кадмий Свинец Ртуть Цинк Сера Сурьма Алюминий Серебро Золото Медь Никель Кобальт Палладий Платина Родий Иридий Вольфрам Точка Тройная » Фазового перехода Кипения Тройная Затверде- Затвердевания Кипения Затверде- Затвердевания Кипения Затверде- Затвердевания » Кипения Затверде- Затвердевания Кипения Затверде- Затвердевания » » Затверде- Затвердевания » » » » » » » » Температура °К 273,16 300,03 305,43 373,15 395,51 429,76 491,15 505,05 579,05 594,18 600,53 629,73 692,65 717,75 903,65 934 1234 1336 1356 1726 1765 1825 2042 2233 2716 3653 °С 0,0100 26,88 32,38 100,0 122,36 156,61 218,0 231,9 305,9 321,03 327,3 356,5S 419,505 444,60 630,5 660,1 960,8 1063 1083 1453 1492 1552 1769 1960 2443 3380 Таблица 8.2 Температура перехода некоторых веществ в сверхпроводящее состояние [3] Формула HI Ti Ru Zr Cd Os Rh Zn Ga U Al Re Название Гафний Титан Рутений Цирконий Кадмий Осмий Родий Цинк Галлий Уран Алюминий Рений - Температура перехода, °К 0,37 0,39 0,47 0,55 0,56—0,65 0,71 0,9 0,93 1,103 1,1 1,175 1,70 Напряженность критического магнитного поля, э _ 100 46 46,6 27 65 — 50 48 — 106 188 Формула Т1 In Sn Hg Та V МоС NbC Pb Nb MoGa2 Название Таллий Индий Олово Ртуть Тантал Ванадий Карбид молиб- молибдена Карбид ниобия Свинец Ниобий •— Температура перехода, °К 2,392 3,37—3,42 3,74 4,160 4,38 4,89 5,76 6 7,22 8,7—8,9 9,5 Напряжениост ь критического магнитного поля, з 171 270 304 410 360 1340 — . 800 1960 — 92
" Зависимость некоторых основных точек от давления Р выражается следующим образом (Р0=760 лшрт. ст.) [5]: 1. Точка кипения кислорода F60<:Р<860 мм от. ст.) < = —182,970+ 9,530 (Р/Ро — 1) — 3,70 (Р/Ро ~ 1)* + + 2,2(Р/Р0 —l)», °С. 2. Точка затвердевания воды (Л—глубина под поверх- поверхностью смеси льда с водой, мм): t = 0,0099 A — Р/Ро) — 0,7 • 10-е . h, °C. 3. Точка кипения воды F60 < Р < 860мм рт. ст.): t = 100,0 + 28,012 (Р/Ро — 1) — 11,64 (Р/Ро — 1J + 1)з, "С. Практические шкалы, в отличие от термодинамичес- термодинамической, зависят от свойств термометрического тела, что приводит к появлению таких характеристик шкалы, как воспроизводимость и точность. Кроме того, в некоторых случаях практические шкалы основаны на приближенно выполняющихся закономерностях; воз- возникает понятие инструментальной температуры (маг- (магнитной, цветовой и т. п.), отличной от истинных зна- значений шкалы. Международная практическая температурная шкала (Цельсия) 1948 г. (МПТШ—48, символ t, °C) принята IX Генеральной конференцией по мерам н весам [2] и определена для температур выше точки кипения кис- кислорода (t = —182,97° С). Шкала Кельвина (Г, °К) определена в МПТШ — 48 соотношением Т = = t -r4 273,15. МПТШ — 48 принята взамен аналогич- аналогичной шкалы 1927 г.; различие между ними представлено в табл. 8.3.' МПТШ — 48 реализуется в интервале от —182,97 до +630 5° С платиновым термометром сопротивления (см. табл. 8.7) по репериьщ точкам 14, 23, 27 и 37 в табл. 8.1; в интервале от 630,5 до 1063°С термопарой Pt — Pt -г4 10% Rh (табл. 8.17) по реперным точкам 38; 40 и 41 в табл. 8.1; для температур выше 1063°С спек- спектральным пирометром с реперной точкой 41 в табл. 8.1. Низкотемпературная практическая шкала принята в СССР для измерения температур от 10 до 90,19°К и реализуется платиновым термометром сопротивления (см. табл. 8.8) [7]. Гелиевая шкала Т8 рекомендована в 1958 г. Кон- Консультативным комитетом по термометрии для измерения температур от 0,5 до 5°К; реализуется с помощью 4Не- конденсационного термометра (см. табл. 8.26) [8]. Гелиевая шкала Т^ рекомендована в 1962 г. Кон" сультативным комитетом по термометрии для измерений от 0,2 до 3,380°К; реализуется конденсационным 8Не- термометром (см. табл. 8.25) [9]. Таблица 8.3 t, м °с °с Отклонение Д? = 630,5 0,00 650 0,08 700 0,24 = t—r 750 0,35 практических 800 0,42 850 0,43 шкал МПТШ 900 0,40 -27 (Г) 950 0,32 и МПТШ 960,8 0,30 -48 (t) 1000 0,20 [6] 1050 0,05 1063 0,00 Международная практическая температурная шка- шкала 1968 г. (МПТШ-—68 рекомендована в 1968 г. XIII Генеральной конференцией по мерам и весам для внедрения во всех странах взамен МПТШ—48 и низкотемпературных шкал (выше 13,8°К)[Ю]. В на- настоящее время A975 г.) в СССР продолжает действо- действовать МПТШ—48, а низкотемпературная практическая шкала расширена (в отличие от МПТШ—48) на область низких температур, вплоть до тройной точки водорода (Г = 13.8°К) [ПЬ В этой области температур шкала реализуется пла- платиновым термометром сопротивления по пяти репер- реперным точкам с помощью таблицы стандартных значений относительного сопротивления, подобной табл. 8.8. Отклонения МПТШ—68 от значений табл. 8.8 знакопе- ременны в пределах от —0,02 до + 0,04°К. В области МПТШ—48 отклонения более значительны A,5°С при 1000°С) и достигают нескольких градусов, что выз- вызвано новыми, уточненными значениями температур ре- перных точек. В области температур выше 1063сС МПТШ—68 реализуется аналогично. МПТШ—48, но установлено новое значение! постоянной Сг = 0,014388 в формуле Планка для распределения( энергии в спек- спектре излучения черного тела [12]. ' ' МПТШ—68 устанавливает наименование «кель- вин» вместо «градус Кельвина» и обозначение К вмес- вместо °К. 8.2 ЖИДКОСТНО-СТЕКЛЯННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ Жидкостно-стеклянная термометрия основана на законах теплового расширения; область применения ограничена снизу температурой затвердевания, а свер- сверху — температурой кипения термометрической жидкос- жидкости или температурой размягчения стекла. Жидкостные термометры позволяют измерять, температуру в интер- интервале от —200 до + 1200°С. В габп. 8.4 и 8.5 приведены сведения о свойствах важнейших термометрических жидкостей и стекол, используемых при изготовлении термометров. Если термометр не полностью погружен в среду, температура которой измеряется, необходимо показа- показания термометра увеличить на Д? = la(h— fa), где а — температурный коэффициент объемного расширения термометрической жидкости в стекле (см. табл. 8.4); I — длина выступающего столбика в градусах шкалы; ti— показания термометра; fa— положение середины выступающего столбика на шкале термометра. 93
Таблица 8.4 Жидкость Пентан Петролейный эфир Сероуглерод Спирт этиловый Спирт метило- метиловый Спирт амиловый Толуол Аиетои Рабочая тем- температура, СС от — 130 — 130 —113 —100 —90 —80 —90 —93 до 36 — 46 77 60 137 100 56 Свойства т . . ый ко с| и ент объемного расширения при 18 °С. град-' 0,00145 0,00115 0,00121 0,00104 0,00122 0,00093 0,00103 0,00131 термометрических жидкостей Марка стекла Иена 16'" Иена 16'" — Иеиа 16'" — — Иеиа 16'" Жидкость Амальгама таллия п- Ксилол Ртуть Галлий 113—15] Рабочая тем- температура, °С от —66 —53 —35 29.8 до 139 350 1200 Т ныв и "Нциент > ъемного расширения при 18 СС. град-' 0,000179 0.000155 0,00101 0,000179 0,000181 0,000158 0,000157 0,000159 Марка стекла Иена 16'" Кварц ГОСТ 1224—41 Иена 16'" Иеиа 59'" ч Кварц Таблица Свойства термометрических стекол [16] 8.5 Стекло Боросяликатное, типа Иена 16'" Бороснл икатное, типа Иена 59'" Термометрическое, ГОСТ 1224—41 Кварцевое Температура размягчения! °С 300 500 300 900 Температурный коэффициент объемного рас- расширения. гра&~' 0,000156 0,000163 0,000180 0,000180 Таблица 8.6 Воспроизводимость МПТШ—48 ртутными термометрами [16] Стекло Иена 16'" Иена 59'" Температура, °С 0 0 0 50 0,12 0,03 100 0 0 150 —0,01 0.23 200 0,29 0,84 250 1,1 2.2 300 2,7 4.4 500 26,0 8.3. ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ i Измерение температуры по электрическому сопро- сопротивлению металлического проводника основано на плавной н стабильной зависимости удельного сопротив- сопротивления от температуры. Нижний предел температур, из- измеряемых термометрами сопротивления, определяется чувствительностью, которая, вообще говоря, умень- уменьшается с понижением температуры. Верхний предел обусловлен появлением нестабильности сопротивления по мере приближения к температуре плавления или ре- рекристаллизации проводника. В табл. 8.7—8.10 приведе- приведены градуировочиые значения платинового, медного и титанового термометров сопротивления в относитель- относительных единицах. Таблица 8.7 : \ i Стандартная градуировочиая таблица платинового термометра сопротивления [13, 17] Приведены значения электрического сопротивления платины ГОСТ 8588—57 в относительных единицах. Погрешность равна + @,3 + 6- \0~st) для (<0°Си + @,3+4,5-Ю-8*) для *>0°С. t, °с —200 —190 —180 —170 —160 —150 —140 — 130 —120 —ПО —100 —90 —80 —70 —60 —50 —40 —30 —20 —10 —0 +0 10 20 30 40 50 0 0,1728 0,2165 0,2598 0,3029 0,3456 0,3880 0,4302 0,4721 0,5138 0,5552 0,5965 0,6375 0,6784 0,7191 0,7596 0,8000 0,8403 0,8804 0,9204 0,9603 ,0000 ,0000 ,0396 ,0791 1,1185 ,1578 ,1970 2 0,2078 0,2512 0,2943 0,3371 0,3795 0,4218 0.4637 0,5054 0,5469 0,5882 0,6293 0,6702 0,7110 0,7515 0,7920 0,8322 0,8724 0,9124 0,9523 0,9921 1,0079 1,0475 1,0870 1,1264 1,1657 1,2048 4 0,1991 0,2425 0,2875 0,3285 0,3711 0,4133 0,4553 0,4971 0,5387 0,5800 0,6211 0,6621 0,7028 0,7434 0,7839 0,8242 0,8644 0,9044 0,9443 0,9881 1,0159 1,0554 1,0949 1,1343 1,1735 1,2126 6 0,1903 0,2339 0,2771 0,3200 0,3626 0,4049 0,4470 0,4888 0,5304 0,5717 0,6129 0,6539 0,6947 0,7355 0,7758 0,8162 0,8563 0,8964 0,9363 0,9762 1,0238 1,0633 1.1028 1,1421 1.1813 1,2204 8 0,1816 0,2252 0,2685 0,3114 0,3541 0,3965 0,4386 0,4804 0,5221 0,5635 0,6047 0,6457 0,6865 0,7272 0,7677 0,8081 0,8483 0,8884 0,9281 0,9682 1,0317 1,0712 1,1107 1,1500 1,1891 1,2282 94
Продолжение табл. 8.7 t, °с 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 . 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 0 « i 1 ( i 1 { ( i 2 с 2 S а 3 3 3 3 ,2360 ,2749 ,3137 ,3524 ,3910 1,4295 1,4678 1,5060 1,5441 ,5821 ,6200 1,6578 1,6954 1,7329 1,7703 1,8076 1,8448 1,8818 1,9188 1,9556 1,9923 2,0289 2,0653 2,1017 2,1379 2,1740 2,2100 2,2459 2,2817 2,3173 2,3529 2,3883 2,4236 2,4588 2,4938 2,5288 2,5636 2,5983 2,6329 2,6674 2,7018 2,7360 2,7701 2,8041 2,8380 !,8718 2,9055 !,9391 !,9725 ,0058 S.0390 ,0721 ,1050 ,1374 ,1706 ,2032 ,2357 ,2680 ,3003 ,3325 i 4 4 1 ( i 1 1 ¦1 | 1 С с i 2 а 3 3 3 3 3 3 2 ,2438 ,2827 ,3215 ,3602 ,3987 ,4371 ,4755 ,5137 ,5517 ,5897 ,6276 ,6653 ,7029 ,7404 1,7778 ,8151 ,8522 1,8892 1,9261 1,9629 1,9996 2,0362 2,0726 2,1089 2,1451 2,1812 2,2172 2,2531 2,2888 2,3245 2,3600 2,3954 2,4306 2,4658 2,5008 2,5358 2,5706 2,6053 2,6398 2,6743 2,7086 2,7429 2,7770 !,8108 2,8448 ',8786 !,9122 !,9457 ',9792 ,0124 ,0456 ,0787 ,1116 ,1444 ,1771 ,2097 ,2422 ,2745 ,3068 4 ,2516 ,2905 ,3292 ,3679 ,4064 ,4448 ,4831 ,5213 ,5593 ,5973 1,6351 1,6728 ,7104 1,7479 1,7852 1,8225 1,8596 1,8966 ,9335 1,9703 2,0069 2,0435 2,0799 2,1162 2,1524 2,1885 2,2244 2,2662 2,2960 2,3316 2,3671 2,4024 2,4377 2,4728 2,5078 2,5427 2,5775 2,6122 2,6467 2,6812 2,7155 2,7497 2,7838 2,8176 2,8516 2,8853 2,9189 2,9525 2,9858 9,0191 3,0512 3,0853 3,1182 3,1510 3,1837 3,2162 3,2487 3,2810 3,3132 I Ж 6 ,2594 ,2982 ,3370 ,3756 ,4141 ,4525 ,4907 ,5289 ,5669 1,6049 1,6427 1,6803 1,7179 ,7554 1,7927 1,8299 1,8670 1,9040 1,9409 1,9776 2,0142 2,0508 2,0872 2,1234 2,1596 2,1957 2,2316 2,2684 2,3031 2,3387 2,3741 2,4095 2,4447 2,4798 2,5148 2,5497 2,5845 2,6191 2,6536 2,6880 2,7223 2,7565 2,7906 2,8244 2,8583 2,8920 2,9256 2,9591 2,9925 3,0257 3,0588 3,0918 3,1247 3,1575 3,1901 3,2227 3.2551 3,2874 3,3196 ;'¦ и 8 ,2672 ,3060 ,3447 ,3833 ,4218 ,4601 ,4984 ,5365 1,5745 1,6124 1,6502 1,6879 1,7254 1,7628 ,8002 1,8374 1,8744 1,9114 1,9482 1,9850 2,0216 2,0580 2,0944 2,1307 2,1668 2,2029 2,2388 2,2745 2,3102 2,3458 2,3812 2,4165 2,4517 2,4868 2,5218 2,5567 2,5914 2,6260 2,6605 2,6949 2,7292 2,7633 2,7974 2,8312 2,8651 2,8988 2,9323 2,9658 2,9991 3,0323 3,0655 3,0984 3,1313 3,1641 3,1967 3,2292 3,2616 3,2939 3,3260 Таблица 8.8 Стандартная градуировочиая таблица платинового термометра сопротивления при низких температурах — [1, 13, 181 ~ Приведены значения электрического сопротивления платины ГОСТ 8588—57 в относительных единицах; Ro — сопротивление при 0°С. > R (П «о 0,0008 0,0009 0,0010 0,0011 0,0012 0,0013 0,0014 0,0015 0,0016 0,0017 0,0018 0,0019 0,0020 0,0021 0,0022 0,0023 0,0024 0,0025 0,0026 0,0027 0,0028 0,0029 0,0030 0,0031 0,0032 0,0033 0,0034 0,0035 0,0036 0,0037 0,0038 0,0039 0,0040 0,0041 0,0042 0,0043 0,0044 0,0045 0,0046 0,0047 0,0048 0,0049 0,0050 0.0052 т. °к 10,2175 11,0876 11,8013 12,4085 12,9382 13,4091 13,8338 14,2208 14,5774 14,9089 15,2193 15,5118 15,7887 16,0519 16,3032 16,5434 16,7737 16,9950 17,2083 17,4141 17,6131 17,8061 17,9985 18,1754 18,3521 18,5239 18,6912 18,8544 19,0199 19,1698 19,3221 19,4711 19,6270 19,7601 19,9004 20,0328 20,1736 20,3006 20,4372 20,5654 20,6912 20,8149 20,9366 21,1751 «о 0,0054 0,0056 0,0058 0,0060 0,0062 0,0064 0,0066 0,0068 0,0070 0,0072 0,0074 0,0076 0,0078 0,0080 0,0082 0,0084 0,0086 0.С088 0,0090 0,0092 0,0094 0,0096 0,0098 0,0100 0,0110 0,0120 0,0130 0,0140 0,0150 0,0160 0,0170 0,0180 0,0190 0,0200 0,0210 0,0220 0,0230 0,0240 0,0250 0,0260 0,0270 0,0280 0,0290 0,0300 г. °к 21,4067 21,6323 21,8520 22,0662 22,2751 22,4791 22,6784 22,8733 23,0641 23,2510 23,4343 23,6143 23,7911 23,9647 24,1354 24,3033 24,4684 24,6307 24,7905 24,9479 25,1032 25,2563 25,4074 25,5565 26,2737 26,9503 27,5924 28,2046 28,7911 29,3537 29,8963 30,4213 30,9294 31,4224 31,9014 32,3679 32,8234 33,2685 33,7035 34,1288 34,5471 34,9555 35,3577 35,7528 0,032 0,034 0,036 0,038 0,040 0,042 0,044 0,046 0,048 0,050 0,052 0,054 0,056 0,058 0,060 0,062 0,064 0,066 0,068 0,070 0,072 0,074 0,076 0,078 0,080 0,082 0,084 0,086 0,088 0,090 0,092 0,094 0,096 0,098 0,100 0,110 0,120 0,130 0,140 0,150 0,160 0,170 0,174 0,182 I г. °к 36,5242 37,2723 38,0003 38,7015 39,4033 40,0812 40,7453 41,3968 42,0370 42,6663 43.2859 43,8962 44,4987 45,0927 45,6791 46,2586 46,8316 47,3985 47,9597 48,5156 49,0664 49,6124 50,1539 50,6913 51,2247 51,7544 52,2805 52,8013 53,3225 53,8387 54,3520 54,8626 55,3708 55,8766 56,3807 58,8687 61.3143 63,7247 66,1073 68,4697 71,2485 73,1417 74,0709 75,9256, 95
Таблица 8.9 Стандартная градуировочиая таблица медного термометра сопротивления [13, 17] Приведены значения электрического сопротивления в относительных единицах. Погрешность ± @,3+6-10"" г) t. °С —50 —40 —30 —20 —10 —0 +0 10 20 30 40 50 60 0 0,7870 0,8296 0,8722 0,9148 0,9574 ,0000 ,0000 ,0426 ,0852 ,1278 ,1704 ,2130 ,2556 2 _ 0,8211 0,8637 0,9063 0,9489 0,9915 1,0085 ,0511 1,0937 ,1363 1,1789 ,2215 1,2641 4 _ 0,8126 0,8552 0,8978 0,9404 0,9830 ,0170 ,0596 ,1022 1,1448 ,1874 ,2300 1,2726 6 _ 0,8040 0,8466 0,8892 0,9318 0,9744 1,0256 1,0682 1,1108 1,1534 1,1960 1,2386 1,2812 8 _ 0,7955 0,8381 0,8807 0,9233 0,9659 ,0341 ,0767 1,1193 1,1619 ,2045 ,2471 1,2897 и °с 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 ,2982 ,3408 ,3834 ,4260 ,4686 ,5112 ,5538 1,5964 1,6390 ,6816 1.7242 1,7668 S 2 1,3067 1,3493 ,3919 1,4345 ,4771 1,5197 1,5623 1,6049 1,6475 1,6901 1.7327 4 ,3152 ,3578 ,4004 ,4430 ,4856 ,5282 1,5708 ,6134 ,6560 ,6986 .7412 6 1,3238 1,3664 1,4090 ,4516 ,4942 ,5368 ,5794 ,6220 ,6646 ,7072 .7498 1,3323 1,3749 1,4175 1,4601 ,5027 ,5453 ,5879 ,6305 1,6731 ,7157 .7583 . |Т а б л иц а 8.10 Градуировочиая таблица титанового термометра сопротивления [1] Приведены зиачеиня относительного сопротивления. t, °С —200 , —100 ' —0 +0 100 /, °с —100 —0 +о 0 0,15763 0,55284 ' 1,00000 1,00000 1.46094 50 0,33751 0,77456 1,23286 10 0,50900 0,95433 1,04601 60 0,29721 0,73003 1,27973 20 0,46516 0,90899 1,09234 70 0,25833 0,68566 1,32643 30 0,42194 0,86398 1,13899 80 0,22150 0,64135 1,37235 40 0,37907 0,81917 1,18583 90 0,18783 0,59707 0,41741 8.4. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ Термоэлектрическая термометрия основана на изме- измерении термо-э. д. с. Е, возникающей под действием температуры в термопаре — проводнике, состоящем из двух разнородных электродов. Термо-э.д.с. термопа- термопары определяется объемной термо-э.д.с., вызванной термодиффузней носителей тока; коитактной термо- э.д.с, возникающей в стыке электродов в результате различия температурных зависимостей коитактной раз- иости потенциалов, и термо-э.д.с, вызванной эффек- эффектом увлечения электронов фононами. В зависимости от температуры и материала термопары любая из этих составляющих может дать наибольший вклад, поэтому зависимость Е от температуры, вообще говоря, являет- является немонотонной. На практике обычно используют участки монотон- монотонной зависимости, поэтому одни из пределов пригодности определяется чувствительностью термопары dE/dT. Как правило, другой предел обусловлен появлением нестабильности в температурной зависимости термо- э.д.с. либо под действием температур, близких к тем- температуре плавления, рекристаллизации или интенсив- интенсивного химического взаимодействия со средой, либо в результате недостаточной для измерения данной тем- температуры очистки материалов термопары. Эксплуата- Эксплуатационные характеристики термопар, градуировочные таблицы которых приведены в настоящей главе, даны в табл. 8.11. 96
Таблица 8.11 Эксплуатационные характеристики Термопара Медь — констаитан Си — Аи + 2.11 ат % Со Си — Ag + 0,37 ат. % Аи Железо — константен Хромель — алюмель Хромель — копель Pt —Pt+10% Rh Никель — ийхром W + 5% Re— W 4- 20% Re НК—СА Pt — Pt-f 30% Rh Вольфрам — молибден Рабочий интервал, °К 2—700 2—300 25—300 70—1300 22С—1600 220—1100 250—2100 250—1500 ' 400—2800 570—1300 570—2100 1300—2800 Макси- Максимальная термо- 8.Д.С.. Мб 21 10 0.2 58 52 66 17 49 30 13 14 8 термопар [14. 19—21] Погрешность из- измерений, град ±@.1—1) ± @,03—0.7) ±0,05 ±1 ± E—10) ±C—5) ± A—3,5) ±1 ±@,1—4) ±2 + C.3—6) ±5 Рабочая среда Окислительная или создух Воздух » Окислительная Окислительная или вейтраль- ная То же Воздух Окислительная Вакуум или нейтральная Воздух » вакуум или нейтральная Ниже приведены градуировочные таблицы различ- различных термопар. При использовании этих таблиц следует учесть, что большинство из них (исключая стандартные) отличаются от реальных ввиду некоторого непостоян- непостоянства состава электродов; приведены средние значения. и их отклонения от реальных Должны быть получены экспериментальной привязкой в нескольких реперных точках (см. табл. 8.1) Градуировочные таблицы стан- стандартных термопар соответствуют реальным в пределах указываемой рабочей погрешности. Таблица 8,12 Градуировочные значения термо-э.д.с. низкотемпературных термопар, мне. при температуре свободных кон - цов 0°С [3] г. °к 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 Си — константан 0,70 2,76 6,14 10,79 16,64 23,66 31,78 40,97 51,22 62,48 95,18 134,1 178,6 1 228,5 283,3 342,8 474,7 622,4 784,4 960,5 1149,8 Си—Аи+2,11 ат. % Со 2,04 8,04 17,76 37,01 47,57 67,23 89,78 115,0 142,9 173,1 259,5 360,1 472,6 595,8 728,3 869,0 1171,1 1495,4 1836,3 2190,3 2555,8 Си — Ag+ +0,37 ат. % Аи 0,65 2,05 4,25 7,40 11,15 15,25 24,10 33,20 41,70 49,5 51,7 Г'.СК 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Си — константан 1351,9 1566,5 1793,1 2031,8 2282,4 2545,0 2819,8 3106,7 3405,2 3714,1 4033,2 4362,7 4702,2 5051,9 5411,7 5781,5 6161,5 6551,7 6952,1 7362,9 Си — Аи-(-2,11 ат. % Со 2930,5 3312,6 3700,6 4093.2 4489,6 4888,7 5290,1 5693,3 6098,1 6504,0 6910,6 7317,6 7724,8 8131,9 8538,8 8945,3 9351,1 9756,3 10160 10564 Си — Ag-f- +0,37 ат. % Аи 64,2 71,1 77,9 84,3 90,7 96,9 103,1 109.1 115.9 123,4 128,9 135,3 142,2 148,8 155,5 162,3 169,7 177,1 184,8 192,9 97
Таблица 8.13 —200 —100 —0 +о 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Градуировочиая таблица термо-а 0 —8,27 —4.82 0,00 0.00 5.40 10,99 16,57 22,08 27,59 32,28 39.30 45,71 52,28 58,33 Температура свободных коицо! 10 —5,25 —0,52 0,52 5,95 11,56 17,13 22,63 28,15 33,87 39,93 46,36 52,87 — \ 20 —5,66 —1,03 1,05 6,51 12,12 17,68 23,18 28,71 34,46 40,56 47,02 53,47 — 30 — —6,06 —1,53 1,58 7,07 12,68 18,23 23,73 29,27 35,05 41,19 47,68 54,06 — .д.с. термопары железо — коистаитаи, Мв [22] i 0°С; состав коистаитана: 60% Си—40%№. 40 —6,44 —2,03 2,12 7.63 13,23 18,78 24,28 29,83 35,65 41,83 48,33 54,65 —' 50 —6,80 —2,52 2,66 8,19 13,79 19,33 24,83 30,40 36,25 42,47 48,99 55,25 — 60 —7,14 —3,00 3,20 8,75 14,36 19,88 25,38 30,97 36,85 43,11 49,65 55,84 — 70 —7,46 —3,47 3,75 9,31 14,91 20,43 25,93 31,54 37,45 43,76 50,31 56,43 — 80 —7,75 —3,93 4.30 9,87 15,47 20,98 26,48 32,12 38,06 44,41 50,96 57,03 — 90 —8,02' —4.38 4,85 10,43 16,02 21,53 27,04 32,70 38,68 45,06 51.62 57,64 — _ Таблица8.14 Стандартная градуировочиая таблица термо-э.д.с. термопары хромель—алюмель, мв [13, 19] Допустимая погрешность ±0,16 мв при *<300°С и ±[0,16+2-10-* (t—300)] при *>300°С. Электроды: хро- мель НХ 9,5. алюмель НМц АК 2-2-1. Температура свободных концов 0°С. 1. °С —0 +0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 0 —0,00 0,00 4,10 8,13 12,21 16,39 20,64 24,90 29,14 33,31 37,36 41,31 45,14 48,85 52,41 10 —0,39 0,40 4,51 8,53 12,62 16,82 21,07 25,33 29,56 33,71 37,76 41,70 45,52 49,21 — 20 -0,77 0,80 4,92 8,93 13,04 17,24 21,49 25,75 29,99 34,12 38,16 42,08 45,89 49,57 — 30 —1,14 1,20 5,33 9,34 13,45 17,66 21,92 26,18 30,40 34,54 38,56 42,47 46,27 49,95 — 40 —1,50 1,61 5,73 9,74 13,87 18,08 22,34 26,60 30,82 43,94 38,96 42,86 46.64 50,29 — 50 —1,86 2,02 6,13 10,15 14,29 18,50 22,77 27,03 31,23 35,35 39,35 43,24 47,01 50,65 — 60 6,43 2,53 10,56 14,71 18,93 23,20 27,45 31,65 35,75 39,75 43,62 47,38 51,00 — 70 2,85 6,93 10,97 15,13 19,36 23,62 27,87 32,07 36,16 40,14 44,00 47,75 51,36 — 80 3,26 7,33 11,38 15,55 19,78 24,05 28,29 32,48 36,56 40,53 44,38 48,12 51,71 — 90 3,68 7,73 11,80 15,97 20,21 24,48 28,72 32,90 36,96 40,92 44,76 48.43 52,06 — Таблица 8.15 Стандартная градуировочная таблица термо-э.д.с. термопары хромель—копель. мв [13, 19] Допустимая погрешность ±0,2 мв при *<300°С и ± [0,2+0,6-10~4 (t—300)] мв при f>300°C. Электроды: хромель НХ 9,5, копель МНМц 43-0,5. Температура свободных концов 0°С. t. °С —0 +0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 0,00 0,00 6,95 14,65 22,91 31,49 40,16 49.02 57,77 66,42 10 —0,64 0,65 7,69 15,47 23,75 32.35 41,03 49,90 58,64 — 20 —1,27 1,31 8.43 16,30 24,60 33.22 41,91 50,78 59,51 — 30 —1,89 1,98 9,18 17,12 25,45 34,08 42.79 51,66 60,37 — 40 —2,50 2,66 9,93 17,95 26,31 34,95 43,68 52,53 61,24 — 50 —3,11 3,35 10,69 18,77 27,16 35,82 44,56 53,41 62,11 — 60 4,05 11,46 19,60 28,20 36,68 45,45 54,28 62,97 — 70 4,76 12,24 20,43 28,89 37,55 46,34 55,15 ш 63,83 — 80 5,48 13,03 21.25 29,76 38,42 47,23 56,03 64,70 90 6,21 13,84 22,08 30,62 39.29 48,12 56,90 65,56
Градуировочиая таблица термо-э.д.с. термопары медь — коистаитаи*. мв [22] Коистаитан — сплав 60% Си—40% Ni. Температура свободных концов 0°С. Таблица 8.1& t, °с 0 100 200 300 400 0 0,000 4,277 9,288 14,864 20,874 10 0,389 4,749 9,823 15,447 0 5 10 16 20 ,787 ,227 ,363 ,035 1 30 1,194 5,712 10,909 16,626 1 6 И 17 40 ,610 ,204 ,459 ,222 2 6 12 17 50 i ,035 ,703 ,015 ,821 60 2,467 7,208 12,575 18,425 ? 7 13 19 /о ,908 ,719 ,140 ,032 3 8 13 19 80 ,357 ,236 ,710 ,642 3 8 14 20 90 813 759 ,285 ,255 • Низкотемпературную часть градуировки см. в табл. 8.12. Таблица 8.17 Стандартная градунровочиая таблица термо-э. д. с. термопары Pt—Pt + 10% Rh, мв [19] Допустимая погрешность +0,01 мв при < н ±[0,01+2,5-10-5(f— 300)] мв при *>300°С. Температура свободных концов 0°С. i /. "С —20 —10 —0 +0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 0 —0,109 —0,055 0,060 0,000 0,057 0,115 0,176 0,237 0,301 0,366 0,432 0,500 0,569 0,640 0,712 0,786 0,861 0,937 1,014 1,093 ,173 ,254 ,337 ,421 ,507 ,595 ,683 ,771 ,860 ,949 2,039 2,129 2,219 2,310 2,401 2,493 2,585 2,677 2,772 2,865 2,959 2 —0,066 —0,011 0,011 0,069 0,127 0,188 0,250 0,314 0,379 0,446 0,514 0,583 0,654 0,727 0,801 0,876 0,952 1,030 1,109 1,189 1,271 1,354 1,438 1,525 ,613 1,701 1,789 1,878 1,967 2,057 2,147 2,237 2,328 2,419 2,511 2,603 2,696 2,791 2,884 < 2,978 4\ —0,077 —0,022 0,022 0,080 0,139 0,200 0,263 0,327 0,392 0,459 0,527 0,597 0,669 0,742 0,816 0,891 0,968 ,046 ,125 ,205 ,287 1,370 ,455 ,542 ,630 ,718 ,807 ,896 ,985 2,075 2,165 2,255 2,346 2,438 2,530 2,622 2,715 2,809 2,903 >,997 6 —0,087 —0,033 0,034 0,092 0,151 0,212 0,275 0,340 0,406 0,473 0,541 0,611 0,683 0,756 0,831 0,907 0,983 ,061 ,141 ,222 ,304 ,387 ,472 ,560 ,648 ,736 ,824 ,913 2,003 2,093 2,183 2,274 2,365 2,456 2,548 2,640 2,734 2,828 2,921 !,016 8 —0,098 —0,044 0,045 0,103 0,164 0,225 0,288 0,353 0,419 0,486 0,555 0,626 0,698 0,771 0,846 0,922 0,999 ,077 ,157 ,238 ,320 ,404 ,490 ,577 ,665 ,754 ,842 ,931 2,021 2,111 2,201 2,292 2,383 2,475 2,567 2,659 2,753 2,846 2,940 с 5,035 и °с 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 0 3,053 3,148 3,243 3,338 3,434 3,530 3,626 3,722 3,818 3,915 4,013 4,111 4,210 4,309 4,408 4,507 4,607 4,707 4,808 4,909 5,010 5,111 5,212 5,314 5,417 5,520 5,623 5,726 5,830 5,934 6,039 6,144 6,249 6,354 6,460 6,566 6,673 6,780 6,887 6,994 7,102 7,211 7,320 7,429 7,538 7,648 7,758 П 2 3,072 3,167 3,262 3,357 3,453 .'3,549 3,645 3,741 3,837 3,935 4,033 4,131 4,230 4,329 4,428 4,527 4,627 4,727 4,828 4,929 5,030 5,131 5,233 5,335 5,438 5,541 5,644 5,747 5,850 5,955 6,060 6,165 6.270 6,375 6,481 6,588 6,694 6,802 6,909 7,016 7,124 7,232 7,342 7,451 7,560 7,670 7,780 родол ж 4 3,901 3,186 3,281 3,376 3,472 3,568 3,664 3,760 3,856 3,954 4,052 4,151 4,249 4,349 4,448 4,547 4,647 4,747 4,848 4,949 5,050 5,151 5,253 5,356 5,458 5,561 5,664 5,768 5,871 5,976 6,081 6,186 6,292 6,397 6,503 6,609 6,716 6,823 6,930 7,037 7,146 7,254 7,364 7,473 7,582 7,692 7,802 е н ие табл. 8.17 6 3,110 3,235 3,300 3,395 3,491 3,587 3,683 3,779 3,875 3,974 4,071 4,170 4,268 4,369 4,467 4,567 4,667 4,768 4,869 4,970 5,071 5,172 5,274 5,376 5,479 5,582 5,685 5,789 5,892 5,997 6,102 6,207 6,313 6,418 6,524 6,630 6,737 6,845 6,952 7,059 7,167 7,276 7,385 7,494 7,604 7,714 7,824 8 3,129 3,224 3,319 3,414 3,510' 3,606 3,702 3,798 3,895 3,993 4,091 4,190 4,289 4.38& 4,487 4,587 4,687 4,788 4,889 4,990 5,091 5,192 5,294 5,397 5,500 5,603 5,706 5,809 5,913 6,018 6,123 6,228 6.334 6.439 6,545 6,652 6,759 6,866 6,973 7,080 7,189 7,293 7,407 7,516 7,626 7,736 7,846 №
t. °C 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 ИЗО 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 0 7,868 7,979 8,090 8,202 8,314 8,486 8,538 8,651 8,764 8,878 8,992 9,106 9,220 9,335 9,450 9,566 9.682 9,798 9,915 10,032 10,149 10,267 10,385 10,503 10,622 10,741 10,860 10,980 11,100 11,220 11,341 11,462 11,583 11,705 11,827 11,950 12,070 12.190 Продолжение табл. 8.17 7,890 8,001 8,112 8,224 8,336 8,449 8,560 8,673 8,787 8,900 9,015 9,129 9,243 9,358 9,473 9,589 9,705 9,821 9,938 10,055 10,173 10,291 10,409 10,527 10,646 10,765 10,884 11,004 11,124 11,244 11,365 11,486 11,607 11,729 11,852 11,974 12,094 12,214 4 7,192 8,023 8,135 8,247 8,359 8,472 8,583 8,696 8,809 8,923 9,037 9,152 9,266 9,381 9,496 9,612 9,728 9,844 9,961 10,078 10,196 10,314 10,432 10,551 10,670 10,789 10,908 11,028 11,148 11,268 11,390 11,510 11,632 11,754 11,876 11,998 12,118 12,238 6 7,935 8,046 8,158 8,270 8,381 8,494 8,606 8,718 8,832 8,946 9,060 9,175 9,289 9,404 9,520 9,636 9,752 9,868 9,985 10,102 10,220 10,338 10,456 10,574 10,693 10,812 10,932 11,052 11,172 11,293 11,414 11,535 11,656 11,778 11,901 12,022 12,142 12,262 8 7,957 8,068 8,180 8,292 8,404 8,516 8,629 8,741 8,855 8,969 9,083 9,197 9,312 9,427 9,543 9,658 9,775 9,891 10,008 10,125 10,243 10,361 10,479 10,598 10,717 10,836 10,956 11,076 11,196 11,317 11,438 11,559 11,681 11,803 11,926 12,046 12,166 12,286 Продолжение табл. 8.17 t, °с 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 1490 1500 1510 1520 1530 1540 1550 1560 1570 1580 1590 1600 0 12,311 12,431 12,551 12,671 12,791 12,911 13,032 13,153 13,274 13,394 13,515 13,635 13,755 13,875 13,995 14,116 14,236 14,356 14,476 14,596 14,717 14,837 14,957 15,077 15,197 15,318 15,438 15,558 15,678 15,798 15,919 16,039 16,159 16,279 16,399 16,520 16,640 16,760 2 12,335 12,455 12,575 12,695 12,815 12,935 13,056 13,177 13,298 13,418 13,539 13,659 13,779 13,899 14,019 14,140 14,260 14,380 14,500 14,620 14,741 14,861 14,981 15,101 15,221 15,342 15,462 15,582 15,702 15,822 15,943 16,063 16,183 16,203 16,423 16,544 16,664 — 4 12,359 12,479 12,599 12,719 12,839 12,959 13,080 13,201 13,322 13,442 13,563 13,683 13,803 13,923 14,043 14,164 14,284 14,404 14,524 14,644 14,765 14,885 15,005 15,125 15,245 15,366 15,486 15,606 15,726 15,846 15,967 16,087 16,207 16,327 16,447 16,568 16,688 6 №,383 12,503 12,623 12,743 12,863 12,984 13,105 13,226 13,346 13,467 13,587 13,707 13,827 13,947 14,068 14,188 14,308 14,428 14,548 14,669 14,789 14,909 15,029 15,149 15,270 15,390 15,510 15,630 15,750 15,871 15,991 16,111 16,231 16,351 16,472 16,592 16,712 — 8 12,407 12,527 12,647 12,767 12,887 13,008 13,129 13,250 13,370 13,491 13,611 13,731 13,851 13,971 14,092 14,212 14,332 14,452 14,572 14,693 14,813 14,933 15,053 15,173 15,294 15,414 15,534 15,654 15,774 15,895 16,015 16,135 16,255 16,375 16,496 16,616 16,736 Таблица 8.18 Стандартная градуировочиая таблица термо-э. д. с. термопары НК — СА*. Мв [13] Допустимая погрешность +0,15 мв. Температура свободных концов 0°С. и °с 300 400 500 600 700 800 900 .. 1000 0 0,38 1,60 3,41 5,36 7,39 9,41 11,42 13,39 10 0,48 1,75 3,60 5,56 7,59 9,61 11,62 — 20 0,58 1,92 3,79 5,77 7,79 . 9,82 11,82 — 30 0,68 2,08 3,98 5,97 8,00 10,02 12,02 — 40 0,80 2,25 4,17 6,17 8,20 10,22 12,21 —_ 50 0,92 2,43 4,37 6,38 8,40 10,42 12.41 . ¦ 60 1,04 2,62 4,56 6,58 8,60 10,62 12,61 70 1,17 2,81 4,76 6,78 , 8,60 10,82 12,80 i 80 1,31 3,00 4,96 6,98 9,01 11.02 13,00 —. 90 1,45 3,20 5,16 7,19 9,21 11,22 13,20 ™— В интервале 0—80°С термо-э. д. с. практически равна 0. 100
Градуировочная таблица термо-э. д. с. термопары W + 5% Re — Температура свободных концов 0°С. Таблица 8.19 20%Re, мв [13, 21, 23] /. °с 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 0 0,00 4,2 9,3 14,2 19,0 22,9 26,2 29,0 31,5 25 0,25 4,6 9,7 14,6 19,4 23,2 26,4 29,2 — 50 0,6 5,0 10,1 15,0 19,8 23,5 26,6 29,4 32,0 75 0,9 5,4 10,5 15,4 20,1 23,8 26,9 29,6 — 100 1,3 5,8 11,0 15,9 20,5 24,0 27,1 29,9 32,3 125 1,6 6,2 11,4 16,3 20,8 24,3 27,3 30,1 — 150 1,9 6,6 11,8 16,7 21,1 24,6 27,6 30,3 32,7 175 2,3 7,0 12,2 17,1 21,4 24,8 27,8 30,5 — 200 2,6 7,5 12,6 17,5 21,7 25,1 28,0 30,7 33 225 3,0 7,9 13,0 17,9 22,0 25,4 28,3 30,9 — 250 3,4 8,4 13,4 18,3 22,3 25,6 28,5 31,2 — 275 3,8 8,8 13,8 18,7 22,6 25,9 28,8 — Таблица 8.20 Стандартная градуировочная таблица термо-э. д. с. термопары Pt+ 6%Rh — Pt+ 30% Rh, мв [13, 19] Допустимая погрешность градуировки + [0,01 + + 3,3 • 10""Б (t — 300)], же. Температура свободных концов 0°С. Продолжение табл. 8.20 t, "С 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 *- 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 €00 €10 €20 630 €40 €50 €60 €70 0 0,456 0,487 0,520 0,553 0,587 0,622 0,658 0,695 0,733 0,772 0,812 0,853 0,895 0,938 0,983 1,028 1,074 1,121 1,169 1,218 1,268 1,319 1,371 1,424 ,478 ,532 ,588 ,645 ,702 ,761 1,821 1,881 1,943 2,005 2,068 2,132 2,198 2,264 5 0,471 0,503 0,536 0,570 0,604 0,640 0,676 0,714 0,752 0,792 0,832 0,874 0,916 0,960 1,005 1,051 1,097 1,145 1,193 1,243 1,293 1,345 1,397 1,451 1,505 1,560 1,616 1,673 1,731 1,791 1,851 1,912 1,974 2,036 2,100 2,165 2,231 2,297 /, "С 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 0 2,330 2,398 2,467 2,536 2,607 2,678 2,750 2,823 2,897 2,927 3,048 3,142 3,201 3,279 3,358 3,438 3,519 3,600 3,682 3,765 3,849 3,934 4,019 4,105 4,192 4,279 4,368 4,457 4,547 4,637 4,728 4,820 4,913 5,006 5,100 5,195 5,290 5,386 5 2,364 2,432 2,501 2,571 2,642 2,714 2,786 2,860 2,934 3,010 3,086 3,162 3,240 3,318 3,398 3,478 3,559 3,641 3,723 3,807 3,891 3,976 4,062 4,148 4,235 4,323 4,412 4,502 4,592 4,682 4,774 4,866 4,959 5,053 5,147 5,242 5,338 5,434 t, °С 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 ИЗО 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 1490 0 5,483 5,581 5,679 5,777 5,876 5,976 6,077 6,178 6,280 6,382 6,485 6,588 6,692 6,797 6,902 7,008 7,114 7,221 7,328 7,436 7,544 7,653 7,765 7,872 7,982 8,093 8,204 8,315 8,427 8,540 8,653 8,766 8,880 8,994 9,109 9,224 9,339 9,455 9,571 9,687 9,804 9,921 10,038 10,156 5 5,532 5,630 5,728 5,826 5,926 6,026 6,127 6,229 6,331 6,433 6,536 6,640 6,744 6,849 6,955 7,061 7,167 7,274 7,382 7,490 7,598 7,707 7,817 7,927 8,037 8,148 8.259 8,371 8,483 8,596 8,709 8,823 8,937 9,051 9,166 9,281 9,397 9,513 9,629 9.745 9,862 9,979 10,097 10,215 t, °С 1500 1510 1520 1530 1540 1550 1560 1570 1580 1590 1600 1610 1620 1630 1640 1650 1660 1670 1680 1690 1700 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770 1780 1790 1800 0 10,274 10,392 10,511 10,630 10,749 10,869 10,989 11,109 11,229 11,350 11,471 11,592 11,713 11,834 11,956 12,078 12,200 12,323 12,445 12,568 12,691 12,814 12,937 13,060 13,184 13,307 13,431 13,555 13,679 13,803 13,927 5 10,333 10,451 10,570 10,689 10,809 10,929 11,049 11,169 11,€89 11,410 11,531 11,652 11,773 11,895 12,017 12,139 12,261 12,384 12,506 12,629 12,752 12,875 12,998 13,122 13,245 13,369 13,493 13,617 13,741 13,865 101
Таблица 8.21 Градуировочные значения термо-э. д. с. некоторых высокотемпературных термопар, мв [4. 24] Температура свободных концов термопары никель — нихром 20°С, остальных термопар — 0сС. сс j| Ir+10%Ru +10%Rh lr—Ir+ +60%Rh Ir—Ir-f +I0%Ru W—Mo t, °C I Ir+10%Ru -Ir+ +IO%Rh Irl+ +60%Rh Ir— lr+ +10%Ru W—Mo 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 3,25 7,30 11,40 15,50 19,80 24,05 28,30 32,30 36,45 40,63 5,62 11,08 19,09 26,48 34,18 41,95 50,02 57,94 65,76 1,66 3,64 6,24 1,10 1,65 2,20 2,75 3,30 3,85 4,40 4,95 5,50 2,45 —1,3 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 2000 44,80 48,95 6,83 7,38 7,91 8,41 8,89 9,35 9,81 10,26 6,05 6,60 7,11 7,65 8,20 8,70 9,25 9,80 10,26 ¦ Термо-э. д. с. при 2400°С. 2,73 3,00 3,24 3,47 3,68 3,87 4,09 4,19 —0,9 —0,5 +0,5 0,6 1,3 2,0 2,9 9,5* 8.5. КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ Конденсационная термометрия основана на зависи- зависимости от температуры давления насыщенного пара термометрической жидкости, заключенной в постоян- постоянный объем. Область прнменення конденсационного тер- термометра ограничена сннзу температурой затвердевання, а сверху — критической температурой термометричес- термометрической жидкости. Таблица 8.22 Термометриче- Термометрическая жидкость 3Не 4Не Рабочие интервалы Температура, 0,3—3,3 0,5—5,2 Термометриче- Термометрическая жидкость Аг некоторых конденсационных Температура, 84—149 55—90 Термометриче- Термометрическая жидкость Н2 (равновес- (равновесный) Ne термометров Температура, 14—20 24-^-44,4 [25] Термометриче- Термометрическая жидкость N2 Температура. °К 63—73 90—191 Таблица 8.23 Давление насыщенного пара пропана [26] и °с —130 —120 —ПО —100 —95 —90 —85 —80 —75 —70 —65 —60 —55 Р. мм рт. ст. 0,00012 0,0041 0,0118 0,030 0,045 0,066 0,095 0,133 0,184 0,249 0,332 0,435 0,563 t, "С —50 —45 —40 —35 —30 —25 —20 —15 —10 —5 0 5 10 Р, мм рт. ст. 0,721 0,908 1,137 1,406 1,705 2,057 2,471 2,946 3,472 4,094 4,776 5,561 6,464 /, °С 15 20 25 30 35 40 45 50 р, мм рт. ст. 7,442 8,498 9,676 11,02 12,46 14,01 15,76 17,61 102
Табл ица Температура конденсации иекоторых термометрических жидкостей, °К [26, 27] ч Р — давление насыщенного пара. 8.24 Р,мм рт.ст. 2,0 2,0 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 Н,, равновес- равновесный 10,02 10,23 10,38 10,53 10,65 10,88 11,08 11,23 11,36 11,50 11,62 11,83 12,02 12,175 12,32 12,46 12,74 12,99 13,21 13,40 13,575 13,73 14,04 14,30 14,56 14,77 15,00 15,18 15,35 15,52 15,68 15,83 15,97 16,10 16,235 16,36 Н2* нормаль- нормальный 10,02 10,32 10,50 10,64 р 10,76 10,98 11,17 11,34 11,47 11,59 11,72 11,92 12,115 12,28 12,43 12,57 12,85 13,09 13,30 13,51 13,67 13,83 14,15 14,42 14,68 14,89 15,10 15,29 15,47 15,64 15,80 15,95 16,10 16,23 16,365 16,485 I — о — — — — — — — — — — — 55,65 — 56,48 — 58,08 — 59,28 — 60,24 61,06 61,77 62,39 62,94 63,50 64,03 64,52 64,98 65,42 65,81 66,20 66,56 66,91 67,25 56,28 57,07 57,73. 58,29 58,80 59,68 60,39 61,01 61,58 62,07 62,50 63,32 64,00 64,59 65,17 65,67 66,74 67,67 68,46 69,15 69,81 70,39 71,39 72,29 73,09 73,80 74,47 75,08 75,64 76,16 76,65' 77,13 77,57 77,98 78,39 78,77 S Р. мм рт. ст. 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 Hj. равно- равновесный 16,49 16,61 16,715 16,825 16,93 17,03 17,13 17,22 17,325 17,415 17,50 17,67 17,835 18,00 18,15 18,29 18,435 18,57 18,69 18,82 18,94 19,065 19,185 19,30 19,40 19,50 19,60 19,70 19,80 19,90 20,00 20,09 20,18 20,273 20,37 20,44 Нг, нормаль- нормальный 16,60 16,715 16,835 16,94 17.05 17,15 17,25 17,34 17,435 17,53 17,62 17,79 17,96 18,11 18,26 18,405 18,55 18,69 18,22 18,945 19,06 19,185 19,30 19,41 19,52 19,62 19,72 19,825 19,92 20,02 20,11 20,21 20,30 20,39 20,48 20,56 67,57 67,88 68,18 68,48 68,75 69,02 69,28 69,53 69,77 70,01 70,25 70,70 71,13 71,54 71,92 72,30 72,66 73,00 73,34 73,66 73,97 74,27 74,56 74,85 75,13 75,41 75,68 75,93 76,18 76,43 76,67 76,91 77,14 77,364 77,58 о, 79,14 79,49 79,82 80,16 80,48 80,78 81,07 81,36 81,65 81,92 82,18 82,68 83,16 83,62 84,06 84,48 84,89 85,29 85,65 86,01 86,37 86,72 87,06 87,38 87,69 87,99 88,29 88,58 88,86 89,14 49,41 89,67 89,93 90,18 90,43 90,69 103
Таблица 8.25 Градуировочная таблица коидеисациоииого 3Не-термометра (низкотемпературная шкала 7е2) [9] Приводится давление насыщенного пара 3Не, мм рт. ст., при ускорении земного притяжения g= 980,665 см/сек2. Т, °К 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 0,00 0,0000121 0,001877 0,028115 0,159224 0,544490 1,381771 2,892496 5,304397 8,842 13,725 20,163 28,360 38,516 50,822 65,467 82,638 102,516 125,282 151,112 180,184 212,673 248,757 288,613 332,425 380,383 432,686 489,549 551,203 617,907 689,949 767,656 851,406 0,01 0,0000244 0,002636 0,034546 0,183339 0,604337 1,498789 3,089381 5,603862 9,267 14,295 20,900 29,285 39,646 52,178 67,068 84,501 104,660 127,724 153,870 183,276 216,117 252,570 292,813 337,031 385,414 438,164 495,495 557,692 624,866 697,459 775,753 860,130 0,02 0,0000463 0,003633 0,042086 0,210139 0,668902 1,622766 3,295508 5,916279 9,704 14,881 21,655 30,229 40,799 53,558 68,694 86,391 106,833 130,197 156,661 186,403 219,597 256,420 297,053 341,679 390,489 443,687 501,488 564,131 631,879 705,026 783,910 868,918 0,03 0,0000835 0,004291 0,050864 0,239811 0,738402 1,753428 3,511105 6,237476 10,156 15,484 22,428 31,193 41,973 54,961 70,345 88,309 109,035 132,701 159,485 189,^64 223,113 260,309 301,333 346,368 395,608 449,256 507,531 570,672 638,945 712,650 792,139 0,04 0,0001441 0,006516 0,061017 0,272542 0,813059 1,892506 3,736398 6,572071 10,622 16,102 23,220 32,177 43,169 56,389 72,022 90,254 111,266 135,236 162,342 192,760 226,665 264,236 305,653 351,100 400,771 454,872 513,622 577,264 646,066 720,332 800,408 0,05 0,0002388 0,008619 0,072686 0,308540 0,893094 2,038728 3,971613 6,918813 11,102 16,737 24,029 33,181 44,388 57,840 73,726 92,228 113,527 137,803 165,232 195,990 230,255 268,202 310,013 355,874 405,599 460,534 519,762 583,907 653,241 728,072 808,750 0.06 0,0003819 0,011173 0,086022 0,347992 0,978729 2,192821 4,216976 7,277923 11,597 17,388 24,857 34,206 45,629 59,316 75,455 94,229 115,818 140,401 168,155 199,256 233,881 272,206 314,414 360,690 411,230 466,242 525,951 590,602 660,472 735,871 817,155 0,07 0,0005917 0,014304 0,101179 0,391106 1,070189 2,355017 4,472711 7,649620 12,106 18,056 25,704 35,252 46,893 60,817 77,211 96,258 118,138 143,031 171,112 202,557 237,544 276,249 318,855 365,549 416,526 471,998 532,189 597,349 667,757 743,728 825,622 0,08 0,0008911 0,018105 0,118319 0,438087 1,167698 2,525542 4,739044 8,034121 12,631 18,741 26,571 36,319 48,179 62,34В 78,993 98,315 120,489 145,692 174,102 205,894 241,244 280,331 323,337 370,450 421,868 477,801 538,477 604,149 675,098 751,644 834,153 0.09 0,0013082 0,022673 0,137610 0,489145 1,271483 2,704626 5,016198 8,431641 13,170 19,443 27,456 37,407 49,489 63,897 80,802 100,402 122,870 148,386 177,126 209,266 244,982 284,452 327,861 375,395 427,264 483,651 544,815 611,002 682,496 759,620 842,747 104
Таблица 8.26 Градуировочиая таблица коидеисациоииого 4Не-термометра (низкотемпературная шкала Тм) [27] Приводится давление насыщенного пара 4Не, мл рт. ст., при ускорении земного притяжения g = 981,56 см/сек2. Т. "К 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 0,00 0,0000163 0,000282 0,00228 0,0115 0,0417 0,1203 0,2930 0,6267 1,2118 2,1612 3,6088 5,7054 8,6136 12,500 17,526 23,832 31,514 40,576 51,151 63,476 77,704 93,988 112,48 133,31 156,63 182,57 211,28 242,92 277,63 315,55 356,81 401,56 449,92 502,05 558,09 618,21 682,59 751,37 824,65 902,71 985,74 1073,9 1167,5 1266,6 1371,6 1482,6 1599,8 1723,5 0,01 0,0000228 0,000357 0,00273 0,0132 0,0468 0,1324 0,3178 0,6722 1,2883 2,2812 3,7866 5,9569 8,9555 12,949 18,097 24,537 32,359 41,559 52,302 64,811 79,237 95,736 114,45 135,53 159,10 185,31 214,31 246,25 281,28 319,53 361,13 406,23 454,96 507,47 563,91 624,46 689,27 758,49 832,23 910,78 994,32 1083,1 1177,2 1276,9 382,4 1494,0 611,9 736,2 0,02 0,0000314 0,000450 0,00326 0,0152 0,0524 0,1455 0,3443 0,7203 1,3685 2,4063 3,9711 6,2168 9,3073 13,409 18,681 25,257 33,218 42,559 53,471 66,165 80,791 97,505 116,45 137,77 161,60 188,08 217,37 249,62 284,96 323,53 365,48 410,94 460,04 512,94 569,78 630,74 695,99 765,66 839,87 918,91 1003,0 1092,2 1186,9 1287,2 1393,3 1505,5 1624,0 1749,0 0.03 0,0000427 0,000563 0,00387 0,0174 0,0585 0,1596 0,3725 0,7711 1,4527 2,5366 4,1624 6,4850 9,6692 13,881 19,278 25,990 34,091 43,575 54,657 67,538 82,366 99,297 118,48 140,04 164,13 190,88 220,46 253,01 288,67 327,57 369,86 415,68 465,16 518,44 575,69 637,07 702,76 772,87 847,55 927,09 1011,6 1101,4 1196,7 1297,5 1404,2 1517,1 1636,2 —¦ 0,04 0,0000574 0,000699 0,00457 0,0199 0,0652 0,1748 0,4026 0,8248 1,5408 2,6723 4,3606 6,7619 10,041 14,365 19,888 26,737 34,978 44,607 55,862 68,930 83,962 101,11 120,52 142,33 166,68 193,71 223,58 256,43 292,41 331,65 374,28 420,46 470,31 523,98 581,64 643,44 709,57 780,13 855,29 935,31 1020,4 1110,7 1206,5 1307,9 1415,2 1528,7 1648,5 — 0,05 0,0000766 0,000863 0,00537 0,0226 0,0726 0,1912 0,4346 0,8813 1,6330 2,8136 4,5660 7,0476 10,424 14,861 20,511 27,498 35,878 45,655 57,085 70,343 85,579 102,95 122,59 144,65 169 26 196,57 226,73 259,89 296,18 335,76 378,74 425,28 475,51 529,57 587,63 649,86 716,42 787,43 863,07 943,59 1029,2 1120,0 1216,4 1318,4 1426,3 1540,4 1660,8 , . 0.03 0,000101 0,00106 0,00630 0,0257 0,0806 0,2088 0,4686 0,9409 1,7296 2,9606 4,7786 7,3422 10,817 15,369 21,148 28,273 36,791 46,720 58,326 71,775 87,218 104,81 124,69 147,00 171,87 199,45 229,91 263,37 299,99 339,90 383,23 430,13 480,74 535,19 593,66 656,32 723,32 794,78 870,89 951,92 1038,0 1129,4 1226,3 1328,9 1437,4 1552,1 1673,2 . 0,07 0,000132 0,00129 0,00736 0,0291 0,0893 0,2277 0,5048 1,0036 1,8305 3,1135 4,9987 7,6459 11,222 15,889 21,799 29,062 37,717 47,802 59,585 73,227 88,878 106,69 126,81 149,37 174,50 202,37 233,12 266,89 303,83 344,07 387,76 435,03 486,01 540,85 599,74 662,82 730,27 802,17 878,77 960,30 1046,9 1138,9 1236,3 1339,5 1448,6 1563,9 1685,7 — 0,08 0,000172 0,00157 0,00856 0,0329 0,0988 0,2480 0,5431 1,0696 . 1,9360 3,2724 5,2264 7,9590 11,637 16,422 22,463 29,865 38,655 48,901 60,864 74,699 90,559 108,60 128,95 151,76 177,16 205,31 236,35 270,44 307,71 348,29 392,33 439,95 491,32 546,56 605,85 669,37 751,25 809,62 886,70 968,73 1055,9 1148,4 1246,4 1350,1 1459,9 1575,8 1698,2 — 0.0Э 0,000221 0,00190 0,00993 0,0371 0,1091 0,2697 0,5837 1,1390 2,0462 3,4374 5,4619 8,2815 12,063 16,968 23,141 30,682 39,608 50,017 62,161 76,191 92,263 110,53 131,12 154,18 179,85 208,28 239,62 274,02 311,61 352,53 396,93 444,92 496,66 552,30 612,01 675,96 744,29 817,11 894,68 977,21 1064,9 1157,9 1256,5 1360,8 1471,2 1587,8 1710,8 — 8.6. ОПТИЧЕСКАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ (ПИРОМЕТРИЯ) И ТЕРМОИНДИКАТОРЫ Оптическая пирометрия основана на измерении ин- интенсивности излучения нагретого тела, которая свя- связана с его температурой законами теплового излучения илн термического равновесия. Различают спектральную (яркостную), радиационную и цветовую пирометрию. Область применимости оптической пирометрии огра- ограничена чувствительностью приемников излучения, пос- поскольку с понижением температуры интенсивность излу- излучения уменьшается. Спектральная (яркостная) пирометрия основана на измерении интенсивности излучения при фиксированной длине волны. При этом спектральный пирометр кали- калибруется по излучению (на той же длине волны) абсо- абсолютно черного тела в градусах яркостной температуры Тх , связанной с термодинамической температурой Т соотношением где Я — длина волны; е(Я, Т) — излучательная способ- способность тела на длине волны Я при температуре Т и 8.28). ность (табл. тела 8.27 температуре Т 105
Таблица 8.27 Спектральная излучательная способность «(Л, Г) веществ [6. 13, 28] Дробные значения е соответствуют температуре плав- плавления: числитель для твердой фазы, знаменатель для жидкой фазы. Продолжение табл. 8.27 Вещество Алюмель Алюминий* Бериллш) Ванадий Вольфрам* Железо* Золото Иридий Кобальт Константан Магний Медь Молибден Монель Никель Окислы: алюминия бериллия ванадия железа иттрия кобальта X, мкм 0,66 0,66 0,66 0,55 0,65 0,55 0,65 0,66 0,65 0,65 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,65 0,65 0,55 0,66 0,65 0,55 0,65 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,65 0,66 0,66 0,66 0,665 0,665 0,665 0,665 0,66 0,46 0,535 0,65 0,66 0,66 0,66 0,665 0,55 0,65 0,66 0,66 0,66 0,66 — — — — — Г. °К 1000 1300 — — — — — — 1500 1000 1300 1500 1600 1800 — — 1000 1275 1350 1375 1450 1500 900 1600 2500 300 1300 2000 2750 , 1200—1600 1200—1600 1000 1600 1800 1200—1650 1300—2200 1300 1600 2000 » — — — — — е (>¦. Г) 0,37 0,12 0,13 0,61/0,81 0,61/0,61 0,29/— 0,35/0,32 0,43/- 0,35/0,39 0,37 0,27 0,39 0,37 0,37 0,35 0,14/0,22 0,30/— 0,36/0,37 0,35 0,59/0,59 0,38/0,36 0,10/0,15 0,11 0,105 0,12 0,15 0,14 0,13 0,43/0,50 0,08 0,37 0,35 0,420 0,378 0,353 0,332 0,37 0,450 0,425 0,36/0,37 0,38 0,38 0,39 0,375 0.61/— 0,49/0,40 0,374 0,14 0,17 0,21 0,35 0,70 0,70 0,60 0,75 Вещество Окислы: магния меди никеля ниобия титана тория урана хрома циркония Палладий Платина* Платинородий A0%Rh) Родий Свинец Серебро* Смесь Нернста (85%ZrO2— 15%V2O3) Сталь* Х25Ю5 (окисленная) Сталь Х18Н9 (окис- (окисленная) Тантал Торий Уголь Хром Хромель Цирконий X, мкм 0,66 0,66 0,66 0,66 — — — — — — — 0,55 0,65 0,66 0,66 0,66 0,65 0,65 0,65 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0.66 0,66 — 0,467 0,467 0,467 0,66 0,665 0,665 0,665 0,665 0,55 0,65 0,54—0,66 0,54—0,66 0,54—0,66 0,54—0,66 0,55 0,65 0,66 — 0,65 « Г, "К I 1300 1400 1700 2000 — — — — — — . . 1000 2000 — — — 1000 1300 1300 1400 1600 1800 20@ — 300 1400 2100 1200—2900 300 1400 2100 2800 — — 1000 1600 2000 2500 — — 1100—1500 — г а. Т) 0,18 0,23 0,35 0,47 0,70 0,90 0,70 0,50 0,50 0,30 0,70 0,40 0,33/— 0,33/0,38 0,29 0,31 0,27 0,29/0,30 0,30/0,38 0,04/0,07 0,05 0,07 0,16 0,23 0,36 0,50 0,70 0,75 0,85 0,565 0,505 0,460 0,40 0,493 0,442 0,415 0,319 0,65/- 0,36/0,40 0,92 0,90 0,87 0,84 0,53/- 0,39/0,39 0,334 0,35 0,32/0,30 * См. также табл. 8.28. 106
Таблица 8.28 Вещество Алюминий Вольфрам Графит Железо Платина Серебро Сталь Уголь Спектральная т. °к 300 300 1000 2000 3000 3400 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 излучательиая 0.2 ,70 — ,73 ,63 ,80 — 0,3 0,37 — 0,50 0,47 0,45 0,48 0,57 0,58 0,87 0,63 — способность 0.4 0,24 — 0,49 0,47 0,46 0,46 — 0,47 0,48 0,15 0,50 0,86 веществ Длина 0,5 0,18 0,50 0,47 0,46 0,44 0,44 _ 0,44 0,41 0,08 0,45 0,86 при волны 0.6 0,17 0,47 0,45 0,45 0,43 0,40 0,96 0,42 0,36 0,06 0,44 0,85 разных длинах X, мкм 0,7 0,17 0,46 0,44 0,43 0,42 — '0,91 0,41 0,31 0,05 0,42 0,84 волн [28] — 1,0 0,17 0,42 0,40 0,38 0,36 0,36 0,88 0,35 0,27 0,04 0,37 0,81 2,0 0,16 0,13 0,23 0,26 0,26 0,82 О.?2 0,П 0,о2 0,23 0,81 4.0 0,08 0,07 0,13 0,20 0,186 0,77 0,11 0,10 0,01 0,13 0,75 Цветовая пирометрия основана на сравнении интен- интенсив ностей излучения двух различных длин волн Яь Яг. Пирометр калибруется в шкале цветовой темпера- температуры Тс, связанной с термодинамической шкалой со- соотношением _1_ _J ]__ /_1_ Т ~ Тс ~~ 1,4380 { X, ~ ; Цветовая температура так называемых серых тел, характеризующихся условием е(Яь Т)=е(Я2, Т), совпадает с истинной. Таблица 8.2° Полная излучательная способность веществ в(Т) в направлении, перпендикулярном к излучающей поверхности [3, 6, 13, 28] Вещество Алюминий Алюминий окисленный Алюминия окись \ Висмут Вода (лед) Вольфрам Г. °К 300 375 500 775 900 475 875 311 311 311 1500 2000 300 375 270 300 375 775 1200 в (П 0,022 0,028 0,039 0,060 0,060 0,11 0,19 0,06* 0,32* 0,75»* 0,23 0,34 0,048 0,061 0,76 0.024 0,032 0,071 0,138 Радиационная пирометрия основана на нзмереини полного излучения; пирометр градуируется по полно- полному излучению абсолютно черного тела в градусах ра- радиационной температуры Тг, которая связана с тер- термодинамической температурой соотношением где е(Т) — полная излучательная способность веще- вещества. Применение радиационных пирометров наиболее эффективно при низких температурах, когда спектраль- спектральная излучательиая способность мала. * Толщина окисной пленки 0.25 мкм. 2* Толщина окисной пленки 1 мкм. '* Толщина окисной пленки 7 мкм. Вещество Вольфрам Железо Железо: литое оцинкованное окисленное Железа окись Золото Золото окисленное Кальция окись Кирпич обожженный огнеупорный силикатный Латунь полированная листовая Продолжение г, °к 1500 1800 2000 2200 2500 2700 2900 3200 3400 375 450 — 365 375 775 1475 1800 375 775 375 1300 1275 800 1300 1375 300 300 табл. 8.29 МП 0,192 0,236 0,259 0,278 0,301 0,315 0,329 0,341 0,348 0,05 0,05 0,21 0,07 0,74 0,84 0.89 0,80 0,02 0,03 0,37 0,27 0,75 0,75 0,82 0,85 0,035 0,06 107
Продолжение табл. 8.29 Вещество Латунь окисленная Магний Магния окись Медь Медь: хромированная черненая полированная окисленная Мельхиор Молибден Монель Монель окисленный Никель Ннкель окисленный Ниобий Олово Платина Ртуть Свинец Свинец окисленный Серебро Смесь Нернста (85%ZrO2 — 15% V2O3) Сталь Сталь жидкая Стекло Уголь Фарфор глазурованный Хром Цинк Чугун: полированный окисленный Г, °К 475 875 295 1300 1500 2000 300 1400 300 ЗСО 300 475 1275 373 1275 1775 2275 366 300 300 375 500 775 1275 475 1475 1775 2275 300 375 300 375 500 775 900 1300 1800 300 375 375 295 475 375 5С0 775 900 1300 1500 1800 2000 300 — 300 375 300 375 300 311 311 Е(Г) 0,61 0,59 0,07 0,16 0,17 0,200 0,04 0,15 0,08 0,78 0,03 0,60 0,60 0,059 0,13 0,19 0,24 0,16 0,41 0,04 0,06 0,07 0,12 0,19 0,37 0,85 0,19 0,24 0,043 0,05 0,037 0,047 0,054 0.С96 0,С98 0,138 0,176 0,10 0,12 0,05 0,28 0,63 0,020 0,020 0,035 0,032 0,025 0,027 0,042 0,055 ' 0,65 0,28 0,94 0,81 0,92 0,08 0,05 0,21 0,63 Термоиндикаторы — вещества, изменяющие свой внешний вид (цвет, блеск, прозрачность, свечение и т. д.) прн определенной температуре — критической температуре термоиндикатора tKp — и используемые для регистрации этой температуры. По природе дей- Таблица Характеристики термокрасок [29] 8.30 Краски 1а, 17 и 31 основаны на плавлении и обратимы; остальные — химического взаимодействия и необратимы. Паспортный режим: длительность теплового воздействия при <Кр равна 2,5 мин. Номер краски 1а 17 31 46 32 13 1д 2д 50 Зд 4 30 8д 4д 19 5 5д 6д 7д Ид 8*Д 29 ¦ 10д , 2а 14д 6 1 11*д 12д ' 13д 18 230 240 8 320 35 10 33 26 12 66 230* 470 47 15 480 490 14 52а 30* 7 100 Цвет при '<'кр Светло-розовый Розовый Светло-зеленый Светло- розовый Светло-зеленый Белый » Розовый Светло-зеленый Зеленый Желтый Желтый Оранжевый Бирюзовый Фиолетовый Бледно-сиреневый Белый » » Желтый Светло-розовый Бирюзовый Сиреневый Розовый Светло-зеленый Белый Малиновый Белый Бирюзовый Зеленый Бирюзовый Зеленый Лиловый Светло-розовый Сиреневый Бледно-сиреневый Сиреневый Синий Белый Бежевый Сине-зеленый Горчичный Оранжевый Голубой Сине-зелеиый Ярко-розовый Черный Оранжевый Бледно-зеленый Сиреневый 'кр- С 45 55 70 74 85—90 90 98 105 ПО 120 125— 13С 130 140 140 145 150 150 155 160 160 165 175 175 180 185 190 190 195 200 205 220 225 240 250 280 280 320 350 v 370 390 400 440—450 470 470 480 515 550 555 570 690 830 Цвет при t > t кр Голубой Зеленый Голубой Ярко-голубой Светло-коричневый Зеленый Черный Фиолетовый Темно-зеленый Фиолетовый Оранжевый Зеленый Красный Коричневый Черный » Желтый Черный Желтый Черный Светло-коричневый Черный Синнй Коричневый Черный Темно-зеленый Черный Темно-коричневый Розовый Бежевый Белый Коричневый Бежевый Темно-бежевый Черно-синий » » Бежевый » Белый Серо-белый Желтый Серый Серо-белый Бежевый Белый Темно-зеленый Белый Ярко-зеленый Светло-фиолетовый 108
ствия различают термоиндикаторы, меняющие струк- структуру или агрегатное состояние; термонндикаторы с хи- химическим взаимодействием между компонентами; лю- люминесцентные термоинднкаторы. Термоиндикаторы, действие которых основано на изменении структуры (поверхностно-градиентные, тер- мохромные индикаторы) или агрегатного состояния (индикаторы плавления) обладают стабильной критичес- критической температурой, не зависящей от теплового режима, и являются обратимыми. Критическая температура тер- термоиндикаторов с химическим взаимодействием между компонентами стабильна, но зависит (иногда существен- существенно) от теплового режима и давления. Поэтому при ис- использовании в условиях, отличающихся от пас- паспортных, эти термоинднкаторы нуждаются в предва- предварительной градуировке. Большинство термоинднкато- ров с химическим взаимодействием необратимы либо квазиобратимы. Последние регенерируют в результате взаимодействия с окружающей атмосферой. Люминес- Люминесцентные термоинднкаторы обратимы, но нуждаются в градуировке, так как их свойства зависят от теплового режима и характеристик возбуждающего излучения. Не обладая большой точностью, метод термоинди- термоиндикаторов иногда полезен, а иногда и труднозаменнм (при исследовании тепловых полей, в аэродинамических измерениях, при измерении температур токонесущих элементов и т. п.). Термоинднкаторы применяют в виде термокрасок (термолаков), термокарандашей и термосвидетелей (таблеток, пленок). В табл. 8.30 н 8.31 приведены характеристики наборов термокрасок и тер- термопокрытнй плавления, разработанных в СССР. Таблица 8.31 Характеристики набора термопокрытнй плавления [29] Марка термо- термопокрытия ТП-36 ТП-44 ТП-52 ТП-60 ТП-67 ТП-79 ТП-79 ТП-86 ТП-90 ТП-95 ТП-97 ТП-98 ТП-107 ТП-107 ТП-109 ТП-116 Цвет при t < t кр Счетло- розовый Светло-зеленый Светло-голубой Светло- розовый Розовый Светло-зеленый Светло-голубой Светло-коричневый Светло- голубой Светло-зеленый Розовый Белый » С ветло-зеленый Белый Светло- голубой 'кр1 °С 36 44 52 60, 67 79 79 86 90 95 97 98 107 107 109 116 Цвет при t > »„„ кр Оранжевый Зеленый Синнй Красный » Зеленый Синий Красный Синий Зеленый Красный Зеленый Черный Зеленый Бесцветный Зеленый Марка термопок- термопокрытия ТП-122 ТП-123 ТП-126 ТП-130 ТП-134 ТП-144 ТП-148 ТП-155 ТП-167 ТП-172 ТП-179 ТП-182 ТП-193 ТП-213 ТП-223 ТП-254 Цвет при t < t кр Розовый Голубой » Светло-зеленый Светло-оранжевый Розовый » Желтый Белый Розовый » Светло-зеленый Светло- розовый Белый Розовый Белый / °с гкр' ^ 122 123 126 130 134 144 248 155 167 172 179 182 193 213 223 254 Цвет при t > f кр Красный Синий » Зеленый Красный » Светло-коричневый Оранжевый Зеленый Красный » Зеленый Оранжевый Желтый Красный Бесцветный СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бродский А. Д. Новые методы измерения низких температур. М., Стандартгиз, 1962. 2. Положение о международной практической темпе- температурной шкале. Труды ВНИИМ. М., Стандартгиз, 1962, вып. 63 A23), с. 151. 3. Скотт Р. Б. Техника низких температур. Пер. с англ. Под ред. М. П. Малкова. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 4. Методы измерения температур. Сб. статей. Под ред. В. А. Соколова. Ч. 1, 2. М., Изд-во иностр. лит., 1954. 5. Гордов А. Н- Температурные шкалы. М., Стандарт- Стандартгиз, 1966. 6. Smithsonian physical tables. 9-th ed., Washington, 1954. 7. Боровик-Романов А. С, (Ъловя М. П., Стрелков П. Г. Установление шкалы низких температур меж- между 90, 19°К и 10°К. М., Изд-во Главной палаты мер н измерительных приборов, 1954. 8. Температура и ее измерение. Сб. докладов. Под ред. А. Арманда и К. Вульфсона. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. ' 9. Sherman R. H., Sydoriak S. С, Roberts T. R. .1. ЯевЛ Nat. Bur. Stand., 1964, v. 68A, p. 579. 10. Comite International des Poids et Mesures. — Met- rologia, 1969, v. 5, p. 35. 11. Тепловые измерения. ГОСТ 12442—66. M., Стан- дартгнз, 1966. 12. Kostovski H. J. Metrologia, 1967, v. 3, p. 29. 13. Геращенко О. А., Федоров В. Г. Тепловые и темпе- температурные измерения. Справочное руководство. Киев, «Наукова думка», 1965. 14.' Методы измерения температур в промышленности. М., Металлургиздат. 1952. (Авт.: Гордов А. Н., Ар- жаиов А. С, Билык В. Я. и др.) 109
15. Попов М. М. Термометрии и калориметрия. Изд. 2-е. М., Изд-во МГУ, 1954. 16. Справочник химика. Под ред. Б. П. Никольского. Изд. 2-е. Т. 1. М.—Л., Госхимиздат, 1962. 17. Термометры сопротивления. ГОСТ 6651—59. М., Стандартгиз, 1963. 18. Стрелков П. Г., Шаревская Д. И. «Измерительная техника», 1957, № 6, с. 53. 19. Термопары. ГОСТ 3044—61. М., Стандартгиз, 1961. 20. Самсонов Г. В., Кислый П. С. Высокотемператур- Высокотемпературные неметаллические термопары и наконечники. Киев, «Наукова думка», 1965. 21. Лах В. И., Стаднык Б. И. «Приборы и средства авто- автоматизации», 1961, № 8, с. 18. 22. Кей Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химичес- химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К. П. Яков- Яковлева. М., Физматгиз, 1962. 23. Данишевский С. К., Ипатова С. И., Павлова Е. И.» Смирнова Н. И. «Заводская лаборатория», 1963, т. 29, № 9, с. 1139. 24. Гуревич А. М., Каганов В. Ю., Полунин С. Ф., Ширяев В. В. «Заводская лаборатория», 1954, т. 20, № 1, с. 51. 25. Мендельсон К. Физика низких температур. Пер. с англ. Под ред. Н. Е. Алексеевского. М., Изд-во иностр. лит., 1963. 26. Справочник по физико-техническим основам глу- глубокого охлаждения. М.—Л. Госэнергоиздат, 1963. (Авт.: Малков М. П., Данилов И. Б., Зельдович А. Г., Фрадков А. Б.). 27. Уайт Г. К- Экспериментальная техника в физике низких температур. Справочное руководство. Пер. с англ. Под ред. А. И. Шальникова. М., Физматгиз, 1961. 28. Эберт Г. Краткий справочник по физике. Пер. с нем. Под ред. К- П. Яковлева. М., Физматгиз, 1963. 29. Абрамович Б. Г. Термоиндикаторы и их примене- применения. М., «Энергия», 1972. ГЛАВА 2 ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСШИРЕНИЯ И ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ—ТОМСОНА Тепловым расширением называется эффект изме- изменения размеров тела с изменением температуры при постоянном давлении. Тепловое расширение обуслов- обусловлено асимметрией кривой потенциальной энергии меж- межатомного взаимодействия относительно равновесного положения, вследствие чего при изменении температур происходит изменение среднего межатомного расстоя- расстояния. Оно определяется химическим составом, структу- структурой тела, а также давлением, температурой и другими термодинамическими параметрами. В качестве количественной характеристики тепло- теплового расширения обычно используют: истинный температурный коэффициент линейного расширения dL средний температурный коэффициент линейного рас- расширения __ 2_ Л_Д1_ . "~ L ' AT ' истинный температурный коэффициент объемного рас- расширения 1 дТ средний температурный коэффициент объемного рас- расширения Р V AT где L — длина; V — объем; Т — температура тела. Размерность всех температурных коэффициентов град~х. 9.1. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ АНИЗОТРОПНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Тепловое расширение анизотропного твердого тела (кристалла) может быть описано симметричным тен- тензором второго порядка (тензором теплового расшире- расширения), компонентами которого являются температурные коэффициенты линейного расширения в определенных направлениях. Если структура тела известна, то для задания тензора достаточно указать три главных тем- температурных коэффициента расширения cti, аг, с^ со- соответственно вдоль главной оси симметрии кристалла, перпендикулярно к главной оси в плоскости осей сим- симметрии и в направлении, перпендикулярном к двум первым. В крнсгаллах одноосной симметрии аг= с^, а направление, определяющее аг, перпендикулярно к главной оси симметрии и лежит в произвольной плос- плоскости, проходящей через нее. Температурный коэффи- коэффициент линейного расширения в произвольном направ- направлении Oj выражается через главные коэффициенты: ат = ох cos 7i + а2 cos Tf2 + «з cos 7з. где Yb Ya, Тз— углы между направлениями, соответ- соответствующими главным коэффициентам, и заданным на- направлением Y- " Температурный коэффициент объемного расширения ПО
Таблица 9" * Главные температурные ю< ициенты лииейиого расширении аиизотропиых твердых тел (крнсталлов). ! Элементы и неорганические соединения Приведеиы значения средиего температурного коэффициента линейного расширения в указанном интервале тем* ператур или значения истиииого температурного коэффициента линейиого расширеиия при даииой температуре. Зна- Значения в скобках — первые два (с = 0) или три коэффициента интерполяционной формулы: i а = а- НГ« -f b- К)"8* + с- КГ"*2. i Вещество Agl SAgaSSbjS, А1гО3 As BaSO4 Be Bi Bi2Tes С (графит) Ca(OH)a CaWO4 Cd CdS Co CuS FeCO3 Fe2O8 Fe6S, H.BO, ::» • He HgS t. CC 40 204-70 204-70 204-50 524-677 204-1000 304-75 444-360 —150 10 184-220 184-455 204-600 —140 30 104-90 204-240 20 04-400 04-500 04-800 5004-1000 10004-1500 15004-2300 204-100 —1964-25 254-500 5004-850 8504-1025 —200 —160 0 60 100 504-500 334-100 20 204-70 464-400 204-70 304-80 >—120 —1884—79 -1904—160 204-70 I а, или a,, 10-' град-1 —3,97 f-3,971 1-4,271 /0,911 \10,5/ 6,66 F,58) 0.50 IO,26J 9,03 3,2—6,8 A3,62) { 1,30} I 1,19J 1,6 8,6 10,4 13,1 16,0 15,9 16,2 16,5 22,2 — 17,2 28,3 20,4 24,4 27,7 33,4 7,9 11,2 13,8 16,8 48,2 59,0 52,0 52,25 50,4 3,5 16,1 29,27 fctl 17.32J B,35\ 18,64/ -3,68 49,6 47,0 42,6 /21.5 \ \ 1,50/ a2 или a2, КГ* град i 1 0,65 /0,651 \1,38/ 1—2,31/ 5,0 E,42) {0,55} lo,29j Г23.95) \ 1,96 I 1.37J 2.8 11,7 15,0 15,7 Ю.5 11,6 10,84 12,0 12,9 —1,5 1,3 2,2 2,6 3,2 9,8 12,7 18,7 22,0 27,2 18,5 19,2 20 21,8 18,9 5,0 12,6 41,58 f 6,05} 191,7 / G,83) 10,83 37,5 37,5 37,4 /17,9} 10.63/ а, или а», 10-« град-' 0,65 /0,651 11.38/ f 20,11 1—2,31/ 5,0 E,42) {0,55V IO,29J /14,071 1 i!io/ 2,8 11,7 15,0 15.7 10,5 11,6 10,84 12,0 12,9 -1,5 1,3 2,2 2,6 3,2 9,8 12,7 18,7 22,0 27,2 18,5 19,2 20 21,8 18,9 5,0 12,6 4,55 f 6,051 191,7 } G,83) 1,05 U.17J ( 31,2} 1-1, Щ 255,9 37,5 37,5 37,4 П7.9 } 1 0,63/ Литература [1] [2] [2] [3] [2] H [2] 4, 5] 5] 4, 5] 4, 5] 4] 1, 4, 6} 1, 41 6 4 3 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 1 7 7 3 4 2 [2] [2] [2] [2] [4 [4] [4] [2 1 111
Вещество 1 In КС1 KNO, K2SO4 KH2PO4 Mg MgCO3 MgF2 Mg(OHJ NaNO3 {NH4)H2PO4 Os RbSO4 Re Ru SiO2 (кварц) d SiC ! 1 Sb Se I t. °C 18 —174-9 234-87 100 200 300 304-90 904-150 1504-200 4 304-90 04-96 —1504-20 204-100 204-200 204-70 04-500 204-100 184-200 50 100 150 200 250 295 244-134 50 250 500 04-96 . 204-1917 50 250 500 —1004-37 04-100 04-300 104-334 04-360 3604-450 > 04-500 200 400 i 600 800 1000 1200 1400 1500 —2154-20 20 04-100 204-400 1004-300 i 204-55 * а, или at, 10-« град-' 133,4 56 45 28,4 38,0 54,0 134,2 126,6 14Я.8 22,0 C6,14) 1 1,44/ 34,3 ' 26,4 27,7 /21,3 1 1 3,39/ 8,8 44,7 G5,3) \51,0/ 12,0 • 13,2 14,2 18,4 36,8 ' 66,0 1,9 5,8 6,6 8,3 C3,851 1 2,14/ . 12,4 8,8 9,8 11,7 , G,071 {2,11/ 8,0 9,6 — /7,07) 11.67/ f 25,8} {— 10,81V I 20.16J 12,2 3,26 4,05 4,29 4,52 i 4,78 5,0 5,20 5.28 : 16 ' 15,56 '- 16,8 i — —17,9 az или a2, 10-» град-1 95,0 13 17 18,6 5,6 —16,1 39 33,8 36,8 23,5 C2,251 1 Ml/ 21,6 25,6 26,6 E,991 \2,43/ 13,1 11,0 Г8.81 \5,4/ 11,0 12,0 11,0 10,5 10,0 10,0 39,3 4,0 4,6 5,8 /31,951 t 1,82/ 4,7 5,9 6,4 7,6 — 14,4 16,9 fl3,251 \ 5.52/ — — 20.9 — 7.0 7,96 • 8,28 8,1 10,0 74,1 Продолжение та as или a,, №-• град-* 35,1 13 17 18,6 5,6 —16,1 29,7 29,2 29,6 1 182,6 ( /36,341 I 4,13/ 21,6 ' 25,6 26.6 /5,991 12,43/ 13,1 11,0 (8,81 \5,4/ 11,0 12,0 11,0 10,5 10,0 10,0 39,3 4,0 4,6 5,8 C5,901 i 9,14/ 4,7 5,9 6,4 7,6 — 14,4 16,9 /13,251 1 5,52f — — 20,9 — 7,0 7,96 8,28 8,1 10,0 74,1 бл. 9.1 Литература [2 4 4 8 8 8 2 12 12 12 [2] [31 HI [41 [21 [3] A [2] [21 3 3 2 2 2 2 3 4 4 [4 < [2] 9 4 4 4 [2] [21 [41 [31 "> [3] [31 41 3] 3} A 3 3 3 3 3 3 •I 4, 10] 1, 10J 1, 101 11, . 41 112
Вещество Sn SnO2 Те TiO2 (TiO)a / TI U ZnO Zr t. °c —1954-20 20 344-194 204-70 204-60 204-70 18 324-91 04-100 — 1904-18 0 04-250 204-100 204-400 204-70 04-100 а.г или alf 10-« epad~l 25,9 30,5 45,8 /3,19) 11,20/ -U /9,191 12,25} 14,5 72 21,7 49,5 60 56 64,0 59 /3,9 1 11.20/ 4,0 a2 или a2, Ю-" град'1 14,1 15,45 25,7 /3,2 1 10,76/ 27,0 /7,141 11.10/ 19.3 9,0 — 1,5 11,3 12,6 15,6 14,1 16 /3,2 1 10,76/ 13,0 Про долж ени е а3 или а3, 10-« град-1 14,1 15,45 25,7 /3,2 1 10,76} 27,0 /7,141 11.10/ 22,05 9,0 23,2 11,3 12,6 15,6 14,1 16 /3.2 1 10,76/ 13,0 табл. 9.1 Литература [I] [4] [И [2] 13, 4] [2, 3J [2] [4] [П1 1, 4] 4J 1, 4] 1. 4J 1. 4] [2, 3] [4] Таблица 9.2 Главные температурные коэффициенты линейного расширения анизотропных твердых тел (кристаллов). Минералы и органические соединения Пояснения те же, что и к табл. 9.1. Вещество Антрацен Арагонит Аугит Берилл Брукит Вулканит Гидрогиллит Гипс Доломит Г, °С —1904-20 —1504-0 204-70 40 204-70 17,5 204-70 204-100 40 204-70 at или at, 10-" град'* 3,06 Г 9,87] -0,84 1-п,з) /10,161 1 0,64} 7,91 г—1,351 1 0.41} 14,5 /7,401 11.74/ 38,4 20,81 /20,6 \ 1 3.68/ аг или а,, 10-° град-' 25,0 ( 15,881 I 0,821 1—23,05) /17,19» 1 3,68/ 13,86 /1,001 10,46} 19,2 /8,391 11.67/ 10,9 41,63 /4,151 11.93} а3 или а3, 10-« град-1 0,73 I 32>41 0,73 1—40,7) /34,601 1 3,37} 2,72 /1.001 10,46} 22,05 /8,391 11,67} —5,6 1,57 /4,151 11,93} Литература [2] [21 [2J [2J [21 [1] [21 [2] [21 [2] 5—748 113
Продолжение табл. 9.2 Вещество Изумруд Исландский шпат Кальцит / Кризоберилл Нафталин Нитроанилин Пираргирит Пирротин Рутил (аиатаз) Слюда (мусковит) Слюда (флогопит) Топаз Турмалив Фенаиит Шпинель Циркон t. °С 0,85 0-^80 —150-М) 50 75--400 365 204-70 —195-^-20 —183^-20 40 40 40 50 О-ИОО 20-Н 300 0-М 00 40 20-=-70 20—70 6-Н320 0-J-100 20^-70 100^-700 20-^70 аг или а4, 10-» град~х — 1,35 26,31 ( 24,39) 0,531 1—30.7J 26,6 ( 24,711 3,78 1 —3.63J — /5,161 212,8 150,3 0,91 2,35 8,19 8,1 8,5 — — 4,44 D,141 11,68/ /9,051 13,20/ /8,621 10.56/ 9,37 {3,791 12,13/ 5,9 D4,31 11.41/ а2 ИЛИ аг, \0~* град-1 1,0 5,44 f—5,681 { 0,03} I— 4.58J —5,2 — —3,8 F,011 11.01/ 40,3 7,5 20,1 31,2 4,68 7,5 — 8,25 13,5 4,84 D,841 11,53/ C,791 11,83/ C,581 10,54/ 3,73 B,991 B,30f 5,9 /23,31 11.91/ «g ИЛИ а3, 10-е град-' 1,0 5,44 1—5,68} { 0,03} (-4.58J —5,2 — —3,8 /6,021 |2,20/ 6,15 24 20,1 31,2 4,68 7,5 8,25 13,5 5,92 E,921 11,83/ C,791 11,83/ C,581 10,54/ 3,73 /2,991 12,30/ 5,9 /23,3\ 11,91/ Литература [10] [12J [3] [10] 12] [101 [2] [2i [21 |1] [1] UI B) |2) 141 B1 11 [М 12| B] [2] [10] [2] [13] [2] 9.2. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ИЗОТРОПНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Тепловое расширение изотропного твердого тела характеризуется температурным коэффициентом ли- линейного расширения а (истинным или средним). Темпе- Температурный коэффициент объемного расширения Р =ъ За. С погрешностью ±10% температурный коэффициент линейного расширения можно вычислить по формуле Грюнайзена: = k 1 ( aV\ k где Су — теплоемкость при постоянном объеме; 7= коэффициент изотермического сжатия; k — постоянная Грюнайзена. Если известны параметры потенциала межатомного взаимодействия (т, п) Леннарда—Джонса, то k = = (ифп* 3)/6. При температурах, близких к температуре плав- плавления, часто выполняется эмпирическое соотношение а- Т = 69,6 (Г, °К). 114
Таблица 9.3 Температурные коэффициенты линейного расширения изотропных твердых тел (кристаллов) Пояснения те же, что и к табл. 9.1. Продолжение табл. 9.3 Вещество AgBr AgCl Al A1N A12O3 As As2O3 Au В B4C BN Ba BaB6 t, °c -250-9-0 —191-=-16 — 183 — 103 20 100 300 500 700 900 1000 20 — 1104-10 25 200 400 425 —250-9—160 — 190-5-0 — 1004-20 0 100 200 300 400 500 600 —200-9-0 —100-9-600 25-9-200 20-9-1000 0 20-9-1000 — 183 — 103 — 100-9-500 20 100 300 500 700 900 1100 20 0-MOO 220-9-750 O-M00 244-500 25-9-1000 0 04-300 204-800 а или a, 10-« град-' 14,9 17,0 13,27 16,59 19,0 19,45 20,50 21,58 23,99 26,50 27,85 34,3 f 28,62) 1,86 ой о I—zo,^ ) 30,01 34,59 63,19 69,99 9,1 18,0 19,5 22,58 23,57 24,55 25,54 26,53 27,52 28,50 f 22,65) 33,5 1-10,9 J |22,6) 117,6/ 4,03 8,4 5,0 8,4 10,94 12,93 f 14,13) 5,7 1-0,27 J 14,0 14,43 15,34 15,88 17,18 18,24 20,15 2,0 8,0 8,3 4,5 4,68 7,51 19,0 19,45 6,8 Литература [4] [4) [8) [8) [7] [8] [81 8] 8] 8J 8] 2) [2] [3] [3) [31 31 8] 41 6] 1] 1] 1J 1J 1] 1 [•] 14 [15] [1] [6] [11 [8] [81 [11 [81 [81 I 8] 81 8] 8] 8] 9] 91 91 51 [16} [151 [8J [4] [151 Вещество BaF2 Ba(NO3J BaTiO3 BaSi» Be * Be2C BeO Bi С (алмаз) V Графит, р=1,86г/сл13 Са t. °с 0- —273- —195- —78- 75- 30- -300 195 78 -15 -250 -120 120 200 400 600 800 1050 204-1100 —1204 ЮО _Ю04—50 —1204-0 —504-0 0 20-9-200 204-300 204-400 20-9-500 04-600 204-600 204-700 254-1000 1200 254-50 04-200 04-400 04-600 254-1700 — 1834-15 0 04-270 20-9-100 —2204-40 —1844 79 —794-0 04-78 04-400 04-555 04-750 404-280 2804-830 8304-1530 0 250 500 750 1000 1250 4004-1700 —2204-40 — 150 — 50 30 204-100 04-300 а или а, 1О-о град'1 18,4 3,3 6,7 17,0 /15.81 1 3,7/ \ » t 5,1 8,6 9,4 11,3 13,2 15,1 17,5 8,4 5,0 7,0 8,1 9,2 10,5 12,8 13,7 14,5 15,2 П0,51 125,2/ 15,7 16,8 18,77 23,7 5,6 7,7 9,5 10,5 10,6 12,98 13,37 14,6 13,45 0,6 0,18 0,58 1.2 2,8 ( 0,87 ) { 0,92 \ 1-0,67 J 4,5 2,2 3,73 5,67 7,0 8,1 8,8 9,4 10,0 10,8 11,0 18,5 18,0 20,9 22,5 25,2 22,0 Литература [31 [3] [31 [3] [3] [2J [3J [3] [31 [3] [31 31 [151 [91 9) 4] 9) 6) 6J 16) [6J [6J [17] [6] [4] [9) 4J 5) 5J 5) 51 m ч 6] 11 11 8] 3J 21 4J [41 [21 41 8J 8) 8J 5] 5J 5J 5] 51 51 1) 8] 41 4] 4J 4] [41 115
Вещество СаС12 CaF2 CaO Cd CdB6 CdF2 Cdl2 CdTe Ce CeB6 Co CoSi Cr Cr4B CrB CrB2 Cr7C3 Cr3C2 CrN Cr2N Cs CsBr Продолжение t, °C 204-190 — 179 —117 — 10 — 1924-17 434-637 04-1400 —220 — 160 — 50 0 100 200 300 04-200 204-800 204-120 40 50 274-775 204-800 0 100 200 300 400 500 04-500 600 700 900 204-800 —2004-0 — 1004-0 0 04-700 04-200 04-400 04-600 04-900 7304-1100 11004-1490 204- 1100 204-1100 204-1100 204-1100 204-1100 204-800 8504-1040 204-1100 0 0 —1394-300 а или а, 10-« град-' 22,3 7,1 14,6 18,5 f 18,38 ) 2,511 1-21,1 J f 18,51) 1,48 { 21.52J 13,8 20,6 27,4 28,3 29,0 30,4 31,8 32,5 /29,0» 155,0/ • 8,7 27,0 29,1 4,5 7,1 7,3 12,0 13,1 14,2 14,5 15,7 16,0 ( п',Ц { —0.931 16,0 16,4 16,9 ¦ 10,6 4,1 5,1 5,88 f 5.9 1 15,48 I -1,02) 7,78 8,4 9,22 11,0 14,9 19,4 8,2 9,5 11,1 9,4 11,7 2,3 7,5 9,45 97,0 46,6 f 46,6 ) 4,67 I -1,78) табл. 9.3 Литература [2J [1J П1 [11 [31 [2J [1] Hi [4] [81 [8J [81 18J [81 [18J [151 [31 [11 [3J [8J [15] 61 5| 7J 5J 5] [5J [171 [5] [51 [51 [15J HI [4J [6] [6J [61 61 6J 6J 8J 8 5 15 15 15 15 15 15 [15] [6J [31 [31 Продолжение табл. 9.3 Вещество CsCl Csl Cu CuB6 CuBr CuCl Cul Cu2O Dy Er Eu Fe Fe4N FeS2 Ga GaAs GaP GaSb Gd Ge t, °C 204-469 30 —2724—190 — 183 — 117 —1004-400 04-1000 20 100 300 500 700 900 1100 204-800 204-150 404-140 204-150 204-70 —100- — 170- —200- —200- — 100- 0 0- 0- o- 0- 0- H000 -950 -780 -20 HO -100 -300 -500 -700 -800 25 — 10 — 1604-0 45-=-350 20 —233 —218 —1954-17 184-287 2874-407 — — 304-950 —243 —225 —203 — 173 — 113 —53 —3 27 04-250 а или a, 10-" град'1 {45 1 1 4,84 / 48,6 1,4 9,38 14,06 f 16,2 ) 19,0 I- 6,0 J I 16,71 I 7,2/ 16,61 17,18 18,45 19,15 20,72 22,50 24,10 6,5 19 10 22 /0,93) 12,10/ 11,8 12,0 26 9,18 10,4 11,3 12,1 13,2 14,2 15,0 ( 11,3 ) 17,6 ' —1.68J 7,9 8,43 { 8,50) 1,46 [-12,0 J f 8,40 ) 1,12 I 0,92 J 18,1 —0,50 0,00 3,64 5,74 7,44 5,3 6,9 9,7 —0,4 0,00 0,67 2,20 4,29 5,03 5,50 5,75 5,8 Литература [31 [21 [8| [8] 181 [11 [18J [81 [8] [8] [81 [81 [81 [81 [151 [191 [31 [21 121 [81 [8] [81 [11 [41 61 1J 1| И [11 [61 [15] [П [2J [21 21 31 31 31 31 [31 [131 [131 [81 [3] [31 [31 [31 [31 [31 [31 [31 [81 116
Продолжение табл. 9.3 Вещество Ge СеО2 н2о (лед) Hf HfB2 HfC HfN Hg Ho In InAs InSb Ir I К KBr /» CC 230 450 840 1004-500 —250 —210 —200 —190 — 150 — 100 — 80 — 50 — 20 0 —2004-0 — 100 4-0 04-200 04-400 04-650 04-850 04-975 204-1000 254-600 204-1100 — 1834—39 —784 39 400 —1804-20 104-90 204-100 —1954-17 174-300 3004-400 —263 —243 —223 —203 —173 — 83 — 23 7 27 — 1834-20 — 1504—50 —1504-800 0 200 400 600 800 1000 1250 1500 1750 —1904-17 0 0 04-56 — 1604-300 ct или а, 10-« град-' 6,0 7,3 7,5 8,6 —6,1 — 1,3 0,8 3,3 16,8 33,9 39,2 45,6 50,5 52,7 — 1,14 —0,53 1,15 2,40 3,61 5,02 5,74 5,73 6,59 6,9 30 41 9,5 26,7 1 24,75) 1423,8 j 30,5 3,40 5,20 7,04 —0,06 —1,72 —0,33 —0,89 2,76 4,35 4,78 4,95 5,04 5,71 5,64 I 6,39i 6,5 6,8 7,11 7,42 7,72 9,02 9,60 10,18 10,76 83,7 93,0 84 { 79,7» 1139,4/ |37,6) 4,1/ Литература [9 9 9 1 4 6 6 6 6 6 6 6 6 & ¦ ¦ 20 20 20 20 20 20 15 [15 [15 [10 [10 [8 [4) [11 [4] [31 [13J [3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 [10" [11 [11 6 8 8 8 8 1 1 1 1 [10] [6] [7) [11 21 Вещество KBr KC1 KF K1 I я La2Si3 Li LiBr LiCl LiF Lil Lu Mg MgF, & 2 (иртран-1) (иртран-51) MgO Mn Продол ж ени е /, °c 04-79 454-680 —1004-300 0 04-600 50 200 400 600 745 —79 0- 20 -173 310 4-0 4-79 4-100 4-ЗЮ 4-775 204-1100 — 178 —98 —3 20 04-100 — 1844- —794- 04- —79 ¦О -79 04-79 — 1504-0 04-79 474-794 — 1844 79 —794-0 04-79 400 — 1904-20 —1004-0 0 204-100 204-300 04-600 — 1504-500 254-100 254-200 254-300 254-400 204-500 204-1700 27 504-715 —2004-0 С ) а или а, 10-« град-1 37 C7,99) 1 4,1 / |36,0) 1 3,9/ 36 |34,6) 1 3,5/ 37,4 41,2 48,0 54,7 59,7 45,0 33,3 40,6 5,2 9,6 8,7 17,0 36,3 45,7 56,0 60 39,3 46,6 46,6 40,6 Г 31,951 5,05 1 а 07) 30,6 f33,l7) { 3,08} I 2,40j 47 55,7 56 12,5 21,3 23,4 25,07 25,9 28,0 31,71 f 25,0 ) { 30,0 } 1 —3.48J 10,7 11,0 11,5 11,9 11,5 15,6 11,2 [ Ю, 891 0,59 I o.ioj 20,4 22,6 табл. 9.3 Литература [19] [2] [21 [21 [2] [3] [3] [31 [3] [31 [2] [19] [2 [8 [8 [15 [4 [4 [4 [9 [8 [2 [2 [19] [19] [191 [191 [21 [21 [2] [191 [8J [4 [1 [6 [4 [4 [6 [1] [3} [3] S3) [3] [31 [3] [3] [21 I6 [6} 117
Продолжение табл. 9.3 Вещество Мп а-Мп Р-Мп ¦у-Мп MnS MnS2 Mo МоХ Mo2N MoSi MoSi2 Na NaBr NaCl NaF Na2WO4 Nb NbB2 Nb2N NbN t. °c 04-200 04-400 04-600 О4-8ОО —1904-0 10 04-300 —1834-0 —704-0 10 204-70 204-70 —1904-0 —1004-0 04-100 04-300 04-500 04-800 04-1600 304-2330 04-2100 124-190 204-1100 204-800 204-1480 — 1934-0 04-17 04-95 — 1844 79 —794-0 154-60 364-285 —1534-27 0 04-300 — 1844—79 —794-0 30 195 400 625 304-250 204-600 —2124-0 — 1004-0 —1004-400 0 04-100 04-400 204-1500 204-1100 204-1100 04-270 а или а, 10-» град-1 22,2 23 24 26 15,9 22,3 25,2 12,84-20,4 13,6 14,8 15,2 11,1 4,2 4,8 5,19 5,39 5,59 5,87 6,65 7,2 /5,1 ) \ 1,93/ 7,8 6,2 16,3 5,1 59,8 68,2 72 31,0 36,7 42,52 f38,65) 2,24 { 8,20j f 38,95) { 2,98} 1-25,5 J 39 /39,2) i 3,9/ 23 33 32,2 35,9 40,6 45,5 /33,131 \ 2,95/ {17,681 1 2,77/ 5,8 6,9 G,061 12,88/ 7,06 7,2 7,64 10,0 7,9 3,26 10,1 Литература |6j [6 [6 [6 [4 И [4 [41 4 4 2 2 A 41 [6] [6] [6] [61 [61 (И [17] [15 [15 115 [15 [4 4 8] 2] 2] [2] [21 [2] [3] [2] [2) [21 [3) [3] [3] [3] [3) [2] [4] [41 [17] [61 [41 [6] [41 [15] [151 [15] Вещество Nb2C Nd NdBe NH4Br NH4C1 Ni / Os P Pa Pb PbCl2 PbNOg PbO2 Pd Po Pr PrBe Pt Продолжение t, CC 124-190 204-1100 —1734-850 1004-260 204-800 314-122 40 314-128 —2734—130 —2534-10 —2004-350 —1924-16 — 1004-0 0 04-200 04-400 254-600 04-800 304-1000 0 50 104-90 0 174-1115 —2004-150 —200 — 100 —1004-300 0 100 300 204-120 754-180 254-93 —2004—100 —2004-100 — 1914-16 — 1004-0 164-100 164-500 164-Ю00 —934-30 —1734-800 204-800 — 1914-16 — 1504—50 — 904-0 0 04-100 04-300 04-500 04-800 а или а, 10-e град-1 7,0 6,5 8,6 0,4 7.3 f 55,53) 12,16 U85.2 J 62,55 ( 49,16) { 21,22 U37.2 J 5,8 8,1 f 12,54) 17,5 I— 2.25J 10,0 11,6 12,54 14,0 14,98 15,56 16,3 18,0 6,1 6,79 / 6,95\ I 17,0/ 125 11,2 f 28,3 ) 24,0 \ I 3,99j 26,5 27,3 [ 28,31 I 20 / 28,3 29,2 31,3 31 31,6 7,9 9,75 f 11,60) 8,3 I—2,62j 10,3 11,1 12,4 12,8 13.8 20,8 6,5 7,5 8,0 7,97 8,7 8,95 9,0 9,35 9,6 9,9 та б л 9.3 Литература [15] [15] [4) [4) [151 [2] Hi [2] [81 [4] [1] [4] HI [1] [6] [6] [4] [6] [71 [61 [61 HI [61 [81 [11 [81 [81 [14] [6 8 8 3 2 1] ni [i] [41 [1] [41 [41 [4] [8] [81 [15] [4] [1] [4] [6] [41 [41 [41 [61 118
ел ел 2 s Я ? о о К ч ь X X> cr В- Ъ гт О X ГОст Л. 1| о 3° •I--I-8S О Ср io'l1 о о о о о о g •!••!• •!•¦!• > о о U iliiii !SS_-iQ0^iO5.--J00, .|. .|. .|. .|. .|. .|. .|. •[. .|. .|. J N3 8оО ?3 СЛ 5 О О О N? О > О с )М М - :88 « ° g •? —tOCOtDOOtOtOO ий» ND CO ND СО «С* СЯ ND ^] О ^1 СО NDtDOCOCOtD - Ч'^СПООЮСОООЮЮ ОСО^-00*0*ОСЯСОСООО— rf^N-tO^O^'-^J^COCOCn^ICO ^СЯрЛО^ОП^ООСОЛ-^ОСЛЮ^ОО >— ^ W СП «f^tD ^СОиЬ»СЯсТ)СОСОСЯ о» J^mmm "^ "^ *?; ^^CO — rf^ CT) CD CD CD — О О)С0-Ь ibiu Ol— 00 ^- "f* "^^ 00 00 ND ND Ю ГО ND^CO^CO OO^CO^CO^OO — СЯ ^ — ^CD ^ >— — cr: ¦ н а* А слсл Ъ \о C/5 О 8888 •l1 о I S 8 — 00 — CD CO — ^2% 9 8C 8 О Ф О О о о о о 888 8 ¦I- •!• •!¦ CD СЯ Ю ел .|. .|. .[. -,• .,. ¦!• s ^ j-ooa---aoo )"-s] СО О СО со со — со со ¦I- — СПСТ>41"- ООСЯСООООО — 41^1СТ>СТ>СТ>>— 0101*0 СО ND ND ND ND CO ND ND — О N3 О ,1. - CD"- . . СТ>СЛ.^СЛ,^С0С0ООС0МЮМ I I "— ' I »- ООСЛкаОО ООЮ0ЮС СЯ со Ь\ — w — .?2,22.2S^1
Вещество Ti TiB2 TiB4 TiC Til4 Tl T1B2 TIBr T1C1 ТП Tu U UB2 vc uo2 V VB2 vc VN w Продолжение t, °C 5004-600 7004-800 8604-960 174-400 —2G4-30 124-270 244-605 —304-125 —2164—195 — 1954—183 — 1834—160 — 1604—140 — 1204—100 — 804 60 — 404 20 20 04-100 04-294 254-1300 154-60 154-60 40 400 —2604-150 1504-650 6604-770 7804-1110 204-1100 204-1100 254-1000 —2104-50 — 1834-0 20 04-100 04-500 04-1000 04-1100 174-190 204-1100 —1904-0 —1004-0 —1504-502 0 04-2100 400 1027 а или a, 10-= град-1 11,39 10,05 10,5 5,5 94,0 7,74 7,24 74 26,17 27,61 28,38 29,19 30,13 31,09 32,37 28 29,4 33 8,1 51,20 54,57 45,0 11,6 10,7 19,2 10,9 19,4 10,4 7,5 10,52 6,15 6,6 7,8 8,3 9,6 10,9 7,5 7,2 8,11 3,8 4,2 D,281 10,58/ 4,3 D,3 I U.42/ 4,45 5,19 табл. 9.3 Литература [9) [9| 141 [15J [2] A5) [16 2 9 9 9 9J 9J 9J 9J [91 [41 HI [15) Pi [31 [81 [81 [81 [81 [81 [15J [15J [1] [81 [4J [4J [41 [71 [51 [151 [151 [151 [101 [41 [11 [61 [171 [11 [10 1 Продолжение табл. 9.3 Вещество w we w2c Y YB6 YC Yb YbB6 Zn ZnCl ZnS (иртран-2) Zr ZrB2 ZrC ZrN ZrO2 t, °c 1300 1700 2027 2600 224-400 174-270 04-2400 400 204-800 204- H00 274-700 204-800 —2004-0 —1004-0 —1704-60 — 1004-400 0 04-100 04-200 04-300 04-400 204-150 —1504-0 254-100 254-200 254-300 254-400 —2734-320 — 1834-0 20 204-200 204-400 204-700 9004-1320 204-1100 04-100 04-400 04-700 04-1000 204-1100 04-79 а или a, 10~6 град'1 5,12 6,22 7,26 7,7 3,84 5,8 7,3 10,8 6,2 1,36 29,9 5,8 22 28 f 29,5) 1 12'o] C0 1 140 1 30 32 34 36 38 29 f 6,16) { 0,517 1-11,8 j 6,6 6,9 7,2 7,5 5,9 44-5,1 6,3 5,4 6,1 7,1 9,5 6,88 6,3 8,2 9,5 10,2 7,24 4,5 Литература [il [ij [8J [15] [15J [16] [8] [15J [15J [8J [15J [6] [6J [1] [11 [6J [6J [6] [6J [6] [2] [2] [3J [3J [31 [3J [8] [4] [9J [4J [4J [4] [41 [15] [16J [16J [161 [16] [15] [191 120
Таблица 9.4 Средний температурный коэффициент линейного расширения специальных сплавов [4, 6, 8. 11] Сплав (состав, вес. %) Дельта-металл F0% Си; 36% Zn; 2% Sn; 2% Fe) Инвар F4% Fe; 36% Ni) Кантал F8,5% Fe; 23,4% Сг; 6,2% Al; 1,9% Co; 0,06% С) Ковар (Фернико) E4% Fe; 31% Ni; 15%Co) Манганин (84—86% Си; 12% Мп; 2—4% Ni) Монель F5—70% Ni; 25—30%Си; 2%Fe; 1,5% Мп) Стеллит (80%Со; 20% Сг) 95,8% А1; 4,2% Be 66,8%А1; 33,2%Cu Интервал температур» С 204-100 0^-100 204-100 204-900 254-300 20-М 00 04-400 04-800 25-f-lOO 25-=-600 204-100 204-300 204-600 204-100 204-500 204-100 204-300 а, 10-6 град'1 20 0,014-2,0 11,6 13,94-15,1 5,0 18,1 18,9 21,1 14,0 16,3 14,1 15,2 16,1 22,4 26,6 19,7 20,8 Сплав (состав, вес. %) 96,6% А1; 3,4% № 60% А1; 40% Si 69,5 % Al;30,5% U 97% Be; 3,0% Си 56% Со; 35% Fe; 9% Сг 52% Со; 37,5% Fe; 10,5% Сг 80,5% Си; 19,5% Ni 97% Pb; 3% Sb 80% Pt; 20% Ir 80% Pt; 20% Rh Интервал температур. 204-100 204-300 204-100 204-300 204-100 204-300 204-600 204-100 204-300 204-60 20-^60 — 1824-0 04-40 204-100 — 1904-0 04-100 04-1000 04-500 04-1000 04-1400 а, 1СГ6 гряд-1 21,8 23,7 14,7 17,1 19,4 21,3 22,1 15,94-17,3 16,44-17,4 — 1,1 1,7 13,0 14,7 28,3 7,5 8,3 9,6 9,6 10,4 11,0 Таблица 9.5 Средний температурный коэффициент линейного расширения а, Ю" град 1, сталей в интервале от 20°С до указанной температуры Марка i- Углеродистые стали: СтО8 кп Ст15 Ст20 Ст25 СтЗО Ст40 Ст45 Ст50 Легированные стали: 15Х, 20Х ЗОХ 15ХФ, 20ХФ 25ХФ 15М 20М 15ХМ 20ХМ, 20ХМА ЗОХМ, ЗОХМА 35ХМ, 35ХМА 15ХС 38ХС, 4ОХС Х9С2 Х6М Х12М 100 11,66 12,18 11,16 12,18 11,09 11,21 11,59 12,0 11,3 12,2 12,0 11,9 12,0 11,2 11,9 12,1 12,3 12,3 11,9 11,7 11,3 12,6 11,2 200 12,32 12,34 12,12 12,66 11,89 12,14 12,32 12,4 11,6 12,8 12,5 12,4 12,6 12,6 12,6 12,8 12,5 12,6 12,6 12,7 12,1 13,2 12,5 300 13,02 13,12 12,78 13,08 12,72 13,0 13,09 12,9 12,5 13,3 13,2 13,1 13,2 13,0 13,2 13,0 12,9 — 13,2 — 12,8 13,7 12,3 Температура 400 13,65 13,49 13,38 13,47 13,42 13,58 13,71 13,3 13,2 13,7 13,6 13,7 13,7 13,7 13,7 13,6 13,9 14,5 13,7 14,0 14,1 14,0 13,7 , °С 500 14,22 14,27 13,93 13,92 14,02 14,05 14,18 13,9 13,7 14,1 14,1 14,2 14,2 14,2 14,0 14,0 14,4 14,6 14,0 — 14,3 14,3 14,0 600 14,64 14,30 14,38 14,41 14,43 14,58 14,67 14,1 — 14,5 14,5 14,5 14,7 14,7 14,3 14,3 14,6 — 14,3 14,8 14,3 14,3 700 15,01 . 12,91 14,88 14,76 14,85 15,08 14,3 — 14,8 14,8 14,9 14,8 — — — — 14,2 Литература [21] [21] [21] [21] [21] [21] [21] [21] [21] [С, 21] [6, 21] [21] [6, 21] [6, 22] [5, 6, 21} [6, 22] [6, 21] [21] [5, 6, 21} [21] [6] [6] [5, 6,21] 121
¦ —¦ ¦ Марка 27СГ, 35СГ 50С2Г 25Н Н28 12ХН2 12ХНЗА, 20ХНЗА Х20Н12 2Х25Н20 ЗОХНЗ, ЗОХНЗА Х18Н11Б Х18Н9М ЗЗХНЗМА 4Х14НВ2М(ЭИ-69) 1Х14Н14В2М (ЭИ-257) 10Х2Ф 40ХФА 10Х2ФВ 12ХМФ 12ХШФ 38ХМЮА 18Х2Н4ВА 25ХНВА Х19Н8В Х18Н9С2 Х23НЩЭИ-319) 25Х2МФА Жаропрочные стали: Ж-1 AX13) Ж-2 BX13) Ж-3 CX13) Ж-4 DX13) Ж-18 Нержавеющие стали: Х18Н25С2 Х18Н9 (ЭЯ-1) 1Х18Н9Т (ЭЯ-1Т) 2Х18Н9 (ЭЯ-2) Специальные стали: Г-13 Г20Х12Ф Г21Х15Т Р18 100 11,5 10,6 12,2 13,7 12,6 11,8 17,3 14,4 11,4 16,7 17,3 10.8 — 16,6 12,2 п.о 10,5 13,6 10,8 13,0 14,5 10,7 14,8 16,2 14,9 11,3 10,3 9,6 10,2 9,8е 10.0 14,2 17,3 16,6 17,5 18,01 15,4 15,3 11,23 200 12,6 11,2 12,2 15,3 13,8 13,0 17,5 15,2 12,3 16,9 17,5 11,6 — 16,7 12,7 — 11,3 13,7 11,8 14,0 14,5 13,1 16,5 17,1 15,7 11,4 11,6 10,4 11,1 11,0 — 17,5 17,5 17,0 18,2 19,37 17,6 17,6 11,71 Температура, °С 300 12,2 16,3 — — 17,8 16,1 12,8 17,1 17,8 — 17,8 17,3 13,0 12,0 12,6 14,0 12,35 — — — 17,1 17,9 16,6 — 10,7 10,6 11,6 11,6 — — 17,8 17,2 18,6 20,71 18,9 19,8 11,98 400 14,0 12,9 13,8 17,0 14,8 14,2 18,0 16,5 13,2 17.7 18,0 13,3 — 17,2 13,5 — 12,9 14,2 12,8 14,8 14,3 14,6 17,6 18,6 17,1 13,9 12,1 10,9 11,9 12,0 — — 18,0 17,5 19.2 21,71 21,2 21,8 12,20 500 13,4 — 17,5 — — 18,3 16,8 13,4 18,3 18,3 13,7 18,0 18,2 13,8 — 13,4 14,5 13,0 — — — 18,0 19,2 17,5 — 12,4 1!,4 12,3 12,4 11,1 — 18,3 17,9 20,1 20.76 21,6 22,7 12,41 Про до 600 14,8 13,7 14,4 17,8 14,3 15,6 18,5 17,2 13,7 18,8 18,5 — — 19,1 14,2 14,5 13,6 14,7 13,65 16,0 14,2 13,2 18,4 19,9 17,8 14,4 12,6 11,8 12,5 12,5 11,3 19,8 18,5 18,2 20,5 19,86 23,1 23,0 12,62 лж ени е 700 14,1 — 18,1 — — 18.8 !7,6 13,7 19,3 18,8 — — 19,! 14,8 — 13,8 14,8 13,8 — — — 18,8 20,5 18,2 — 12,9 12,1 12,8 12,9 11,5 — 18,8 19,3 20,8 20,49 25,0 24,1 12,97 табл. 9.5 Литература [21] [6] [21] [6] [2!] [21] [6] [6] [6] [6] [6] [21] [22] [6, 22] [6] [21] [6] [6] [21] [21] [21] 121] [6] [6] [6, 22] [6, 22] [6, 22] [6, 22] [6, 22] [6, 22] [21] [22] [6] [6, 22] [6, 21] [6] [6] [6] [6] 122
Таблица 9.6 Температурный коэффициент линейного расшнрения цветных металлов и сплавов при 20'С Марка 10-" град'1 Литература Марка a. IO~° грао~г Литература Алюминиевые сплавы Д1, Д16, Д18 Авиаль АВ Магналий АМГ-5 АЛ 1 АЛ 2, АЛ 4, АЛ 6, АЛ 13 АЛ 3, АЛ 12 АЛ 5 АЛ 7 12,9 23,5 23,9 22,3. 20,0 22,0 21,0 22.7 15] [23] [23] [5, 23] [5, 23] [5] [51 АЛ 8 АЛ 9 АЛ 10 А, АМц АМц АМц-5 АК-4, АК-8 24,5 21,5 20,5 24,0 23,4 23,9 22,0 [5J is; [5; [24: [241 [24] [24| Бронзы Бр. ОФ 4-0,25 Бр. ОФ 6,5-0,4 Бр. ОФ 7-02 Бр. ОФ 10-1 Бр. ОЦ 4-3 Бр. ОЦ 8-4 Бр. ОЦ 10-2 Бр. ОЦС 6-6-3 Бр. ОС 1-22 Бр. ОС 5-25 Бр. ОС 7-17 Бр. ОС 8-12 17,6 17,1 17,1 17,0 18,0 16,6 18,3 17,1 18,4 17,6 17,3 17,1 [23] [23] [23] [5, 23] [7, 10] [5, 23] [5, 23] [5, 23] [23] [5] [5] [5] Бр. С 30 Бр. ОНС 11-4-3 Бр. А 7 Бр. А 10 Бр. АЖ 9-4 Бр. АЖН 10-4-4 Бр. АЖН 11-6-6 Бр. АМц 9-2 Бр. АЖМц 10-3-1,5 Бр. Мц 5 Бр. КМц 3-1 Бр. Б-2 18,4 17,0 15,9 17,0 18,1 17,1 14,9 17,0 16,0 20,4 15,8 17,4 [23] f5) [23] B3] [23] [23] [23] [23] [23] [23] [23] [231 Латуни Л 70 Л 62 Л 68, Л 80 Л 85 Л 90, Л 96 ЛА 85-0,5 ЛАН 59-3-2 ЛК 80-3 ЛКС 80-3-3 20 19 18,8 18,7 17 18,6 19 17 17 [5, 23] [23] [5, 23] 5, 23] [5, 23] [23] [23] [23] 1231 ЛМц 58-2 ЛЖМц 59-1-1 ЛЖМц 52-4-1 ЛО 62-1 ЛО 70-1 ЛО 90-1 ЛС 59-1 ЛС 64-2 Л С 74-3 ЛН-65-5 21,2 22 22,7 19,3 19,7 18,4 19 18 17,5 18,2 [5, 23] [5, 23] [23] [5] [5, 23} [5] [23] [5] [23] [231 Сплавы магния и никеля МА1 — МАЗ МЛ2 — МЛ6 ТБ ТП Константин Алюмель Хромель Копель 26 26,4 15,3 12,0 14,4 13,7 12,8 14 15] [5] [23] [5] [5, 23] [5] [23] [5] Монель Монель К Манганин Нейзильбер Ферронихром Мельхиор Никелевые бронзы 14,5 12,9 16 18,4 13 16 14 [5, 23J [23] [23] [5] [23] [5] [23[ 123
Таблица 9.7 Таблица 9.9 Температурный коэффициент линейного расширения строительных материалов Температурный коэффициент линейного расширения стекла Наименование Асфальт Бакелит Бетон Бумага (твердая) Гранит Глина Дерево: бук ясень каштан вяз красное клен дуб сосна Известняк Кирпич Мрамор Цемент Фибра Шифер t, °С 184-25 224-60 20 04-50 20 254-100 20 04-100 20 20 20 20 20 20 20 20 754-100 20 184-25 20 10-« град-1 200 22 104-14 10 8,3 8,1 2,57 9,51 6,49 5,65 3,61 8,38 4,92 5,41 44-9 34-9 15 104-14 9 64-10 Литера- Литература [1] [10] [7] 10] 10] 10] Ю] Ю] 10] [10] [10] ПО] [10] [10] [7] [7] [10] [10] [1] Г Ю1 Таблица 9.8 Температурный коэффициент линейного расширения пластмасс и каучуков Наименование Аминопласты Асбовинил Асботекстолит В инипласт Волокнит Воск Гетинакс Капрон Каучук Оргстекло авиационное Оргстекло светотехническое Парафин Поликапролактам Пол истирол Полиэтилен Резина обыкновенная Резина твердая Стеклотекстолит Текстолит Тефлон (фтсропласт-3) Целлюлоид Эбонит Эпоксидные смолы (твердые) Этролы целлюлозные t, °с 20 20 20 20 20 04-100 20 — 20 — — 20 — 20 20 20 204-60 204-100 20 20 20 254-35 .— 10-« град-' 254-53 334-40 254-28 40 30 240 20 100 66 36 34,3 130 64-15 70 230 220 80 0,8 334-40 64-220 130 84,2 115 74-160 Лите- Литература [21] [21] [21] [21] [21] [1, 12] [221 21] 10] 21] 21] 10] Ю] 21] 21] 211 [10]" 21] 21] 21] 21] 10] 21] [21] Наименование Белое Кварцевое* Корнинг 790 Корнинг 774 Корнинг 8800 В—S-крон Si-крон Крон легкий Крон Крон О 1168 Ва-крои Нейтральное Оптическое KRS-5 D2% TIBr; 58% ТП) Оптическое KRS-6 D0% ТШг; 60% ТП) Оптическое KRS-13 F5% AgBr; 35% AgCl) Пирекс Стекло для рентгеновских тру- трубок Термометрическое Иена 16'* Термометрическое Иена 59"' Термометрическое 2954 Термометрическое тюрингское мягкое Ва—Si-флинт легкий Ва-флинт Ва-флинт легкий Флинт легкий Si-флинт Флинт О 118 Химическое посудное № 23; 846 t, °c 04-500 —1964-16 04-30 04-100 04-800 04-1200 04-350 04-350 04-350 184-100 2004-500 5404-560 37 93 151 212 24-400 5004-520 164-94 154-95 234-500 5704-610 —504-20 204-100 —504-20 20 04-100 204-200 254-500 04-100 —1904-16 04-100 04-100 04-100 74-90 224-500 104-100 224-450 4904-510 20-^-100 04-100 04-100 t en 2 В 6 0,256 0,42 0,50 0,546 0,585 0,8 3,2 6,1 9,12 9,0 39,3 9,20 10,4 10,61 11,11 10,2 55,5 9,03 9,5 9,00- 64,9 о О 61 58 55 39 3 3,1 3,8 8,1 4,24 5,8 6,28 9,2 5,23 8,8 9,0 8,8 34,7 8,03 7,3 9 ' Применяются интерполяционные формулы: а-10« = 0,363+ 1,813-10-=»/ — ЗЛ-Ю-»Р> (—233</<100°С); о-10« = 0,395 -J- 1,292 ¦ К)* — 1,689-10-е f {0 < t < 500°С). Применяются интерполяционные формулы: а.№ = 7,222 + 5,16-Ю t + 7,49- 10~«гг + 101,4-Ю5/3 (-2S3<f< 100°С); ^ а-10» = 7,78 + 2,96 • 10-3 t B0 < t < 480°C). 124
Таблица 9.10 Средний температурный коэффициент линейного расширения керамических материалов [1] Продолжение табл. 9.10 Наименование Алюминия окись (крупнозернис- (крупнозернистая , плавленая) Алюминия окись (крупнозернис- (крупнозернистая, спекшаяся) Бериллия окись (спекшаяся) Магния окись (крупнозернистая, плавленая) Кальция окись (крупнозернистая, плавленая) Титана окись (крупнозернистая, плавленая) Тория окись (мелкозернистая, плавленая) Циркония окись (зернистая, ку- кубической структуры, плавленая) Циркония окись (крупнозернис- (крупнозернистая, плавленая) Смесь ZrO2-SiO2 (мелкозернис- (мелкозернистая) Смесь ZrO2-V2O3 (масса Нернста) Смесь А12СуТЮ2 (мелкозернис- (мелкозернистая) Смесь MgO-Al2O3 (крупнозерни- (крупнозернистая, плавленая) Карбид кремния SiC (перекрис- (перекристалл изованный) Интервал темпера- температуры, °С 204-300 204-600 204-900 204-12С0 204-1500 204-300 204-600 204-900 204-12С0 204-1500 254-300 254-6С0 254-900 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1450 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-15С0 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1300 184-2000 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1450 204-300 204-600 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 10-е г'рад-' 6,7 7,6 8,1 9,0 10,2 5,9 7,2 8,2 9,0 9,6 8,0 9.6 10,Ь 13,3 13,5 13,9 15,0 16,0 10,2 11,6 12,8 13,7 14,7 7,1 7,7 8,2 8,7 9,1 7,1 8,5 9,0 10,3 10,4 7,6 9,2 10,0 10,8 11,6 6,9 8,4 8,8 9,5 9,4 3,7 4,2 4,7 5,6 5,8 10,5 0 0,2 1,7 3,4 4,4 5,2 7,5 8,4 9,1 9,6 3,8 4,3 Наименование Карбид кремния SiC (перекри- (перекристаллизованный) Карбид бора В4С (горячая фор- кэвка) Фторид кальция CaF2 (спек- (спекшийся) MgF2 (мелкозернистый) Кирпич карборундовый Кирпич шамотный Кирпич динасовый Фарфор берлинский [12] марквардовский технический [6] изоляционный [7] огнеупорный [7] лабораторный [7] высоковольтный [10] Фаянс глиняный [5] технический [5] Янтарь (прессованный) [5] Интервал темпера- температуры, °С 204-900 204-1200 204-1500 204-300 204-600 20 4-900 204-300 204-600 204-900 204-300 204-600 204-900 204-1000 204-600 204-900 204-1200 204-600 204-900 204-1500 204-600 204-900 204-1500 204-100 0 204-800 1004-1400 20 20 — 204-700 204-750 04-75 10-е 1'рад^ 4,5 4,8 5,2 5,2 5,3 5,8 22,3 24,8 26,1 10,7 13,0 14,5 14,8 5,2 5,8 6,0 7,5 6,7 5,9 22 13 8,6 3,0 5,2 2,5 4,13 5,53 3,3 34-6 24-5 3,79 5,4 5,0 57 Таблица 9.11 Температурный коэффициент линейного расширения квасцов [2,3] Наименование Аммиачные квасцы t, "С —160 — 140 —120 —100 — 80 — 60 — 40 — 20 0 10-« град-' 0,80 1,13 1,50 2,13 2,84 3,75 5,00 6,13 6,65 Наимено- Наименование Калиевые квасцы —170 —135 —103 — 72 — 43 — 18 5 10-е 'грлд- 1,54 1,74 3,10 4,30 5,34 7,94 9,10 9.3. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ Тепловое расширение жидкостей и газов изотропно и характеризуется температурными коэффициентами объемного расширения (истинным и средним). Темпера- Температурный коэффициент объемного расширения газов при увеличении температуры приближается к значению тем- температурного коэффициента объемного расширения идеального газа, зависящего только от абсолютной- тем- температуры газа, Г, °К :р = 1/Г. 125
Таблица 9.12 Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей и газов. Элементы и неорганические соединения Приведены значения среднего температурного коэффициента объемного расширения в указанном интервале темпе- температур или значения истинного температурного коэффициента объемного расширения при данной температуре. Значе- Значения в скобках — первые два (с = 0) или три коэффициента интерполяционной формулы (t, °С): ? 103+6КГ5г + 108 t2 Вещество Ag А1 Аг B5He Bi Br2 C2N2 CO co2 cs2 Cd Cl2 Состояние Жидкость » » Газ Жидкость » » 1 Газ Жидкость Газ Жидкость Газ Газ Жидкость » Газ Р, атпм 10 10 10 10 10 100 100 100 100 1000 1 100 100 1000 1000 1 1 1 1000 мм рпг. ст. То же 2621 мм рт. ст. То же 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t, "С 9614-1100 660- —189- -1100 186 —100 100 200 300 400 — 100 100 200 300 400 100 200 300 400 100 —454-10 2714-630 3604-630 0 20 04-58 0 100 200 —205- 0- 0- =—192 0 И СО НОО 200 100 200 100 200 —50 0 04-100 0 100 0 644-100 20 —344-60 3204-350 3204-544 —101-^—33,6 —804—33,6 —40 0 04-100 \1 ИЛИ '(i, Ю-3 град-1 0,111 0,113 4,54 3,648 3,676 3,673 3,672 3,671 0,3952* 0,3658 0,3680 3,3682* 0,3683 0,3639 0,3822 0,3829* 0,3832 1,1377 1,25* 0,122 0,121 1,11 1,132 Г 1,06218) { 1,877141 1 —0,30854J 3,96 3,83 3,88 4,91 3,647 3,671 3,669 3,668 0,4053 0,4073 1,496 0,9632 4,95 3,751 3,723 3,6856 3,7248 1,097 6,574 1,218 f 1,1398) { 1,37065} I 1.91225J 0,170 0,137 1,41 1,49 1,53 3,90 3,830 Литература [1] [1] [25] [12] [26] [26] [26] [26] [27] [281 [28] [27] [28] [28] [28] [271 [28] [6] [25J [11 (П [1] [12] [12] [261 [26] [26] [25] [26 [26 [10 [26 [29 [6 [29 [6 [25 [10 [10 [4 [4] [10J [10] [12] [41 [11 [1] [25] [28] [11 [Ю, 261 [Ю, 261 126
Продолжение табл. 9.12 Вещество С12 Cs Си F2 Ga н2 НС1 HCN Н2О V- H2S HaSO4 Не Состояние Газ Жидкость » » » » Газ » Жидкость Жидкость, на линии насы- насыщения Жидкость Газ » Жидкость » Газ Р* атм 200 400 600 800 100 мм li рт. ст. ) 10 10 10 Ю . 10 1С ) t, °С 100 200 28 -=-50 504-123 100 10834-1295 —200 —2184—188 100 200 300 400 600 800 900 —2594—252,8 —255 — 100 100 200 300 400 0- 0- 0- 0- -100 -100 -100 -100 0 —14 0 10 20 50 100 200 300 350 20 0- 0- 0- 0- 0- -120 -140 -160 -200 г 250 100 200 0 100 20 04-30 —269,65 —269,65 —269,65 —100 100 200 300 400 —200 —100 100 200 300 400 р или р, Ш-3 град-1 3,77 3,83 0,341 0,348 0,29* 0,199 4,243* 3,0 0,121 0,1143 0,110 0,1066 0,1023 0,0992 0,0973 12,6 13,0 3,661 3,659 3,658 3,657 3,656 3,32 2,95 2,61 2,42 3,769 1,95 —0,064 0,070 0,182 0,449 0,752 1,33 2,92 6,68 0,207 4,187 4,189 4,071 3,938 3,799 4,187 3,938 3,82 3.75 0,5758 / 0.5758 \ \ —0,43 / 96,14* 57,10* 38,66* 3,658 3,658 3,658 3,658 3,658 0,3805* 0,361* 0,3704* 0,3680* 0,3672* 0,3668* Литература [26] [26] [1] [1] [27] [И [27] [1] [5] Г9] [9] 9] 9] 9] [5] [1,5] [1] [12] [12] [12] [12] [121 [Ю] [Ю] [10] [Ю] [26] [26] [5] 5] 5] 5] 5] 5] 5] 5] 12] 10] Ю] 10] 101 [Ю1 [4] [4] [26] [26] [12] [4.12] [27 27 27 26 12 12 12 12 [27 [27 [27] [27] [27] [27| 127
Продолжение табл. 9.12 Вещество Не Hg I К Кг Li Mg NH3 Состояние Газ Жидкость » Газ Жидкость » Жидкость в тройной точке Жидкость Газ Жидкость Газ Р, атт 100 100 100 100 100 100 1000 1000 1 1 1 1 10 10 10 10 10 100 100 100 100 100 1000 1000 1000 1000 10 10 10 00 t, °С —200 —100 100 200 300 400 100 200 50 04-100 100 244-299 200 300 500 800 Ю74-150 204-100 1004-150 1004-300 5004-700 100 200 300 1854-235 2004-400 5004-700 6504-800 —210 —2054—184 — 100 0 04-100 100 200 300 400 —100 100 200 300 400 —100 !00 200 300 400 100 200 300 400 —50 0 04-100 100 200 300 100 200 300 300 E или C, КГ» град'1 0,356* 0,3116* 0,4161* 0,3902* 0,3813* 0,377* 0,8359* 0,5944* 0,181 / 0,18182 ) \ 0,0078 / 0,182 ( 0,18163 ) { 0,01155 } { 0,0021187] 0,183 0,185 0,186 0,188 0,800 0,280 0,285 0,283* 0,377* 3,311 3,5935 3,6756 0,174 0,198* 0,2004* 0,380 21,0 5,88 3,681 3,673 3,671 3,670 3,668 3,667 3,666 0,3883 0,3670 0,3698 0,3694 0,3684 0,5504 0,4103 0,4038 0,3974 0,3928 1,443 1,439 0,758 0,670 1,93 3,860 3,800 3,808 3,779 3,759 0,325 0,363 0,370 0,316 Литература [27] [271 [27 [27 [27 [27 [27 [27] [5] [4] [5] [12] [5] [5] [5] [5 [12 [1 [1 [27 [27 [26 [26] [26] [1] [27} [27] [1] [25] [25] [12] [101 [101 12] 121 12] 12] 28] 28] 281 28] [28] [28J [28] [281 [28] [28] [28] 28] [28] [25] [10] [10] Н] [4] [4] [28} [28] [281 1 28} 128
Вещество NO N2O Na NaCl Ne o2 V O3 P PBr3 PCI3 PH, POCI3 Pb Pu Rb S Состояние » » Жидкость 20,6%-ный раствор в Н2О Газ Жидкость Газ Жидкость » » » Газ Жидкость » » » » Р, атм 10 10 " 10 10 10 100 100 100 100 100 1 1 ю 10 10 100 юо 1000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Продолжение t, °с 0 100 200 0 200 100-=-180 1004-700 1004-235 20 04-29 —100 100 200 300 400 500 —200 —100 100 200 400 —200 —100 100 200 400 —210ч—182 о-ыоо —1704—180 —2054—189 100 —1704 180 04-100 04-100 —183 504-60 20 04-100 20 —364-75 0 100 20 04-107 3274-825 ¦— 404-140 100 115 134 152 165 178 210 Э или ff, Ю-8 град-1 3,677 3,673 3,669 3,761 3,72 0,275 0,390 / 0,280 1 \ 0,286 / 0,414 / 0,3640 \ \ 1,237 / 3,66 3,659 3,659 3,659 3,656 3,81 0,385 0,3635 0,3708 0,3684 0,3672 0,407 0,334 0,420 0,3945 0,3805 4,0 3,67 4,831* 3,85 3,66 4,196* 4,86 2,41 2,0 0,52 0,868 Г 0,8472 ) { 0,43672 1 1 0,25276 J 1,154 f 1,12862 I { 0,87288 } { 1,79236 J 3,79 3,738 1,116 f 1,06431 } 1,12666 } I 0,5299 j 0,120 0,05 0,339 0,3* 0,430 0,439 0,490 0,170 0,298 0,344 табл. 9.12 Литература [26] [26] [26] [26] [26] [1] [1] [1] [121 [12] [10] [10 [10 [10 [10 [10 [28 [28] [28] [28] [28] [28] [28] [28] [28] [28] HI [4| [30] [25] [28 [30 [10 [10 [25 [1 [12] [12] [12] [12] [26] [26] [12] [12] [1] [51 [1] [27] [1] [1] [1] [1] [1] [1] 129
Продолжение табл. 9.12 Вещество S so2 SF6 Sb SiCls Sn Tl Xe Zn Состояние Жидкость » Газ » Жидкость » » » Газ Жидкость Р. атм 1000 мм рпг. ст. 10 10 1 1 t. "С 278 357 —50 0 0-И 00 100 200 0-И 00 100 200 631- —32- 232- 400- 232- 302- -1074 20 -57 -400 -700 -1600 -351 100 200 30 4194-543 4194-918 C или C, ГО-8 град-' 0,366 0,338 1,70 3,98 3,903 3,87 3,90 3,980 0,3126 0,3607 1 0,041 \ \ 0,120 J 1,430 Г 1,29412 1 { 2,18414 } [ 4,08642 J 0,106 0,105 0,100 0,150 2,977 3,565 3,552 0,147 f 0,217 1 \ 0,198 / Литература [1] [1] [25] [26] [Ю] [26] [26] [Ю] [31] [31] [1] [12) [12} [1] (И [1] [9] [26] [26] [26] [11 П] * Вычислено по плотности, приведенной в указанной работе. Таблица 9.13 Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей и газов. Органические соединения Пояснения те же, что и к табл. 9.12. Вещество СН4, метан СН4О, метиловый спирт СН2О2, муравьиная кислота СНяВг, метил бромистый СН31, метил йодистый Состояние Газ Жидкость » » Р. атм 1 1 1 100 1 1 1 1 1 1 1 1 t. "С —150-а—50 — 100^-0 — 504-50 — 504-50 20 О-т-61 20 54-104 20 —44-28 20 54-39 E нли & , I0-" град~1 5,798* 4,471* 3,580* 8,173* 1,199 f 1,1342 1 { 1,13635} 1 0.8741 ] 1,025 f 0,99269) | 0,62514} I 0.5965 J 1,684 f 1.4152П { 3.31528J 111,3809 j 1,273 f 1,144 1 \ 4,0465 } I —2.7393 J Литература 27] 27] 27] 27] 12] [4] [12] [12] [12] [12] A2] [12] 130
Продолжение табл. 9.13 Вещество СНС13, хлороформ С2Нв, этан С2Н4, этилен С2Н2, ацетилен С2НвО, этиловый спирт С2НвО2, этиленгликоль С2Н4О2, уксуснаи кислота С2Н4О2, метилформиат QHjBr, этил бромистый С2Н61, этил йодистый С2Н6С1, этил хлористый Состояние Жидкость » Газ » » Жидкость » » » » » » р, атм 1 1 1 1 1 1 1 1 100 100 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t, °С 20 04-63 — 1304—73 — 504-50 100 ч-300 — 1004-0 — 504-50 0-М 00 — 504-50 0-М 00 0 04-100 20 27-Мб 20 114-55 20 164-107 20 04-10 20 —324-54 20 104-65 20 —324-26 [3 или [3, ДО-3 град-1 1,273 Г 1,10715) | 4,66473\ [ —1,74328J 2,4 3,78* 2,708* 4,721* 3,739* 3,148* 2,280* 1,675* 3,772 3,739 1,12 f1,021 \2,20/ 0,6375 [0,56571 {1,7074} 10,293 J 1,071 ( 1,063 ) —0,12636 { 1,6876 J 1,563 f 0,358241 10,598 } I— 1,8085 j 1,418 Г1,337631 1,50135} U.69 j 1,179 A,152 1 10,26032} U,4181 J 1,706 A,574581 12,81366} U.56987J Литература [12] [4] [25] [32] [32] [32] [32] [32J [32] [32] [10] [10} [12] [4] [12] [12] [12] [4] [12] [12] [12] [12] [12} [12] [12] [12] 131
Вещество С2Н4С12, этилен хлористый С2НС13О, хлораль C2H3N, ацетснитрил C2H5NO3, азотноэтиловый эфир C2H6S, диметилсульфид C3Hg, пропан С3Нв, пропилен С3Н8О, изопропиловыи спирт С3Н8О, проп иловый спирт С3Н6О, аллиловый спирт С3НвО2, пропиоиовая кислота С3НвО2, метилацетат С3Н6О2, этилформиат С3 Н8О3, глиц ерин С3Н7С1, проп ил хлористый Состояние Жидкость » » » » Газ Жидкость » » » » » » » Р. атм 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПА ZU 20 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Продолжение - t, °С 20 284-84 20 134-51 20 64-66 20 94-72 20 04-111 —684 30 20 40 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 —50 20 04-83 20 04-94 20 04-94 20 04-133 20 04-58 20 04-63 20 20 04-42 C илн р. 10-3 град'' 1,161 A,11893) Л,0469 \ UU0342J 0,934 ( 0,9595) —2,2139} \ 5,6392) 1,301 A,2118) 1,778 11,5322J 1,299 ( 1,0290) 4,7913} \—1.8413J 1,082 A,01705) 1,57606} l0,19072j 1,9 3,130* 3,840* 2,480 2,650 3,130 4,00 5,100 2,050 2,040 2,180 2,510 2,940 1,751* 1,094 A,04345) 0,44303} 12,7274 ) 0,956 ( 0,7743) { 4,9689} 1—1,4069) 1,049 |l|8725 1 l0,36452j 1,102 (i 0396 1 {1,5487 } l0,0430lJ 1,427 A,34982) {0,87098} 13,5562 ) 1,417 @,36446) 0,13538} 13,9248 ) 0,505 1,447 f 1 33061 3i8313 \—1,3859J г а б л. 9.13 Литература [12] A2] [12] [12] [4] [12] [12] [12] [12] [12] 25] 30] 30 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 271 12] [12] [12J [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [121 [12] [12] 132
Вещество С3Н7С1, изопропил хлористый С3Н71, пропил йодистый QHjBr, аллил бромистый С3Н51, аллил йодистый С3Н6С1, аллил хлористый С4Н10, бутан С4Н10, изобутан B-метилпропан) С4Н10О, бутиловый спирт С4Н1оО, этиловый (диэтиловый) эфир Состояние Жидкость » » » » » Газ » , Жидкость » Р, атм 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20 20 20 20 20 20 100 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 200 20 20 20 20 20 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 1 1 1 1 t, °с 20 0-J-34 20 10-^-98 20 О-г-69 20 0-Н101 20 9-г44 —20-J-30 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 6-=-108 20 —15-5-38 Продолжение C или C» 10~3 град-1 1,591 /1,3696) \5,5287/ 1,102 Г 1,0276) { 1,8658[ 1—0,005lJ 1,241 f 1.2275 ) {—0,44365 i I 2,5843 j 1,091 f1,0539 ) {0,63572i U.0036 J 1,475 ( 1,3218) 5,078 I—4.1915J 2,0 2,26 2,25 2,47 3,21 4,46 5,04 1,95 1,82 1,84 2,23 3,06 3,79 1,69 1,51 1,48 1,83 2,55 3,28 2,40 2,57 3,00 3,91 6,05 2,06 2,08 2,19 2,45 2,93 1,82 1,79 1,82 1,94 2,18 0,950 f 0,83751) { 2,8634 \ I—0,12415J 1,656 A,513243) {2,35918 \ 14,0512 j табл. 9.13 Литература [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [12] [25 [32 [32 [32 32 32 32 32 32 32 32] 32] 32] 32] 32] 321 [32j [32J [32] [32] [32J [32J [32] [32| [32] [32J [32] [32] [32] [32J [32J [32] [32] [32] [12] [12J [12] [41 133
Продолжение табл. 9.13 Вещество С4Н8О2, масляная кислота С4Н8О2, изомасляная кислота С4Н8О, метилэт ил кетон C4Hl0S, диэтилсульфид С5Н12, пентан C6Hl2, изопентан С5 Hi 2, неопентан CBHi0, транс-петен-2 C5Hi0, цис-пентен-2 С5Н8, изопреи С5Нг9О, амиловый спирт С6Н10О, диэтилкетон Состояние Жидкость » 9 & » » » » » » Р. атм 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 20 20 20 20 20 20 100 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 200 1 1 I 1 1 1 1 1 ] 1 1 1 1 г. °С 20 04-100 20 164-118 20 04-76 20 04-90 20 04-33 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 —100 — 50 0 20 04-27 104-60 0 20 20 04-33 20 —154-80 2е 0—95 C нли Я. Ю~г град-' 1,063 A,02573) 0,83760} 10,34694) 1,068 ( 0,976251 2,3976 \ 1—0,32145 J 1,315 [1,18654) 3,37043^ 10.53365J 1,278 A,19643) П,80653 [0,7882lJ 1,605 A,4646 ) {3,09319 U.6084 J 1,57 1,67 1,85 2,09 2,44 2,95 1,43 1,49 1,60 ,76 ,97 1,23 ,29 1,35 ,42 ,53 1,67 ,83 1,25 1,328 1,533 1,680 A,46834) {5,09626 [О,6979 ) 1,6 1,46* 1,47* 1,567 A,4603 1 {0,99793} 15,60149) 0,902 @,9001 ) 0,6573 \ U, 184581 1,233 |I,15342) {1,88396 @,32021) 1,487 Литература [12] [12] [12] [12] [12] [12} 112] A2| [12] 30] 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 [30 [30 [30 [30 [30 [30 30 25 25 25 12 [Ю] B5] [27] [27] [131 |Ю] [12] [4} [12] [12] 134
Продолжение табл. 9.13 Вещество C5HjiBr, амил бромистый ¦C5HiiI, амил йодистый C5H11.CI, амил хлористый С6Н14, изогексан QHjio > лиаллил ¦QHe, бензол €6Н12О2, капроновая кислота CgH^O, диизопроп иловый эфир СЬН14О, дипропиловый эфир C6HgO, диаллиловый эфир С„НвО, фенол C6Hi0O4, диэтилоксалат C6H7N, анилин CeH5NO2, нитробензол С7Н8, толуол С;Н8О, о-креозол Состояние Жидкость » » » » » » » » » » » » Р, итм 1 1 1 1 \ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t. "С 20 04-80 20 204-142 20 04-100 20 04-55 20 04-60 20 114-81 20 154-155 20 04-67 ' 20 04-88 20 04-88 20 364-157 20 04-141 0 20 04-141 1444-164 —50 0 50 664-184 ]3 илн (>, Ю-3 гоа&~л 1,102 A,023211 {1,90086} 10,19756J 0,986 j U, У-cDOo | {1,4647 } 10,0596 | 1,208 A,171551 {0,50077 U,35368] 1,445 A,370221 |0,97642} 12,9819 J 1,357 ( 1,3423 1 1—0,34339} 1 3,8693 J 1,237 A,176261 {1,27776} l0,80648j 0,975 @,944131 {0,68358} \\j , ZOOOOJ 1,452 [ 1,2872 1 { 4,2923 I (—0,58573) 1,354 A,21321 {3,9318} U,3644j 1,346 A,2519 \ {2,2401 } 10.35775J 1,090 @,8340 ) \0,10732 @,4446 J 1,136 A,060311 {1,0983 } B,6657 J 0,850 0,858 @,823491 {0,8408 } (O,10741J @,8263 1 {0,55249\ @,13779j 1,013* 1,050* 1,138 @,710721 П.1464 \ @,2242 J Литература 112] [12] [12] [12] 112] [12] [12] fl2] [12] [12] |4j [12] [12] fl2] [12J [12] [12] [12] [12] [12] [41 [12] fl2] [4] [12] [12] [12] [27] [27] [27] [12] 135
Продолжение табл. 9.13 Вещество Состояние Р. атм t, °С [3 или C, 10-8 граб-1 С7Н8О, ж-креозол С,Н8О, п-креозол С7 Н14О2, амилацетат С7Н5ОС1, бензоил хлористый С8Н18, октан Жидкость Газ С8Н18, изооктаи CigH10, этилбензол С8Н10, п- ксилол С8Н1о, jh-ксилол С8Н10, о-ксилол С9Н20, ноиан С9Н10О2, беизоиноэтиловыи эфир CioH22. декан Жидкость Газ СцН24. ундекан 136 Жидкость 1 20 20 20 20 20 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20 20 20 20 20 100 100 100 100 100 200 200 200 200 200 1 65-М 94 664-186 20 04-124 20 124-46 100 160 200 240 280 100 160 200 240 280 100 160 200 240 280 0 0 20 50 244-131 0 100 0 50 0 50 0 20 04-159 40 60 80 100 120 40 60 80 100 120 40 60 80 100 120 50 0,775261 0,27106 0,3868 J 0,864761 0,539121 0.64418J 1,162 1,1501 ) —0,09046} 1,3015 J 0,880 0,858931 0,44219} 0,27139J 1,38 1,74 2,25 3,39 00 22 1,39 1,57 42 1,11 1,19 1,28 1,33 1,44 1,158* 0.9S2G* 0,961 1,067* f 0,861721 2,5344 \ \— 0.18319J 1,02 1,036* 0,99 1,134* 0,97 0,9978* 1,064* 0,900 f0,866061 {0,8229 \ [0,12084j 1,061 1,116 1,187 1,268 1,361 0,970 1,010 1,051 1,096 1,138 0,925 0,956 0,987 1,016 1,043 1,056*
Продолжение табл. 9ЛЗ Вещество Ci2H2e, додекан Ci2HxeO2, бензойноамиловый эфир Q3H28, тридекан С14Н30, тетрадекан С1бН32, пентадекан С1вН34, гексадекан С17Нзв, гептадекан Ci8H38, октадекан С18Н34О2, олеиновая кислота С19Н40. ношдекан С20Н42, эйкозан Состояние Жидкость » » » » » » » » » » Р, атм 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t, "С 50 0 20 0-М 98 50 100 100 100 200 200 20 — 200 200 Р или Р, Ю-3 град'1 1,020* ч 0,85 0,848 Г0.8171П 0,7377- \ 10,10593) 0,9883* 1,036* 1,019* 0,995* 1,184* 1,148* 0,721 ( 0,68215) { 1,14053 1—0,539 J 1,117* 1,09* Литература [27] [12] [12] [121 [27 [27 [27 [27 [27 27 [12 [12J [27J [27] * Вычислено по плотности , приведенной в указанной работе. Таблиц а 9.14 Температурный коэффициент объемного расширения жидкостей и газов. Смеси и сплавы Пояснения те же, что и к табл. 9.12. Вещество Бензин Б-70 % \ Воздух \ \ Керосин Т-1 Масло: машинное МС-20 машинное МК-22 оливковое трансформаторное Состояние Жидкость Газ Жидкость » » » » Р, атм 1 1 1 10 10 100 100 1000 1000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t, "С 40 150 0-М 00 100 200 100 200 100 200 20 24-М 20 250 — 10 30 70 100 150 10 50 100 150 20 — 2* 0 50 100 Р или р, 10-3 град-' 1,496 1,752 3,670 0,3686 0,3693 0,3989 0,3979 1,376 , 0,898 ' 0,955 /0,89941 11.396 / 1,646* 0,694 0,638 0,655 0,669 0,692 0,856 0,886 0,928 0,943 0,721 0,67 0,680 0,705 0,730 Литература [51 Г5 10 28 28 28 28 28 [28 [12 [12J [271 5] 51 51 5 5 5 [5 [5 [5 [12 [5 [5 Г51 [5] 137
U 1 Продолжение табл. 9.14 Вещество Состояние Р. атм 1 или р, 10-" град -1 Литература Петролейный эфнр Смеси: ' 50% СгН6О — 50% 30% СгН6О — 70%Н2О 44,5% РЬ —55.5% Bi 25% Na — 75% К ? 40% NaNO2 — 53% KNO3— 7% NaNO3 Жидкость j i Сплавы: 50% Bi — 67% Bi — 57% Bi — 70% Bi — 90% Cd — 80% Hg - 25% Hg - 95,1% Hg 74% Hg - 57,1% Hg 86% Hg 60,6% H^ 50,7% Hg 77% К - 90% Pb — 68% Sn — 80% Tl — 50% Hg 33% Pb 43% Pb 30% Tl 10% Zn - 20% Pb ч - 75% Pb — 4,9% Tl - 26% Tl — 42,9% Tl - 14% Zn — 39,4%Zn — 49,3% Zn 23% Na 10% Sb 32% Cd 20% Sb 20 A- -190-0 04-39 184-39 250 650 100 300 500 650 160 500 1634-280 130 140 2124-325 265 2504-300 2504-300 204-300 204-300 204-300 3004-350 3004-350 3304-360 104-100 : 250 175 ?004-225 2,26 /1,461 ч 11,60/ - fO,74501 1,85 lo,73 I f 0,2929) 10,790 i 1—11,87 ) 0,117* 0,125* 0,293* r 0,311* 0,319* 0,349* 0,407* 0,382* 0,134 0,138 0,122 0,131 0,153 0,161 0,135 0,179 0,161 0,157 0,184 0,146 0,2 0,286 0,123 0,123 0,227 [12] [4] [27] ) [27] \ [27] \> [27] [27] [27] [271 e-i [27] [1] * Вычислено по плотности, приведенной в указанной литературе. 1 <¦ I 9.4. ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ—ТОМСОНА 1 П i , « n Эффектом Джоуля—Томсона называется явление, заключающееся в изменении температуры газа прн его адиабатическом расширении. Количественной характе- характеристикой эффекта служит коэффициент Джоуля—Том- Джоуля—Томсона: I (с ^ = ДТ/ДР, град/атм, ' 1 ' 1 где AT — изменение температуры; ДР — изменение давления газа. Коэффициент Джоуля—Томсона свя- связан с температурным коэффициентом объемного рас- расширения Р н теплоемкостью газа прн постоянном давле- давлении Ср"' соотношением | р. = V ОТ — 1IСР , и 0.3 газов существует замкнутая область температур н давлений, внутри которой (X >0. Эта область ограниче- ва отрезком оси температур н так называемой кривой инверсии, на которой |х = 0; вне этой области ц<0. Для идеального газа |х = 0. v л I Таблица 9.15 Коэффициент Джоуля—Томсоиа для гелия при давлении до 200 атм [4,33] •* где V — объем; Г — температура газа. Для реальных t, °с —190 —175 —150 — 100 V-, град/атм —0,038 —0,045 —0,052 —0,0584 t, °С — 50 0 50 100 град/атм —0,0605 —0,0616 —0,0631 —0,0638 t. °С 150 200 250 300 град/атм —0,0645 —0,0641 —0,0629 —0,0597 138
Таблица 9.16 Коэффициент Джоуля—Томсона, град/атм, для аргона [33] t, °С — 150 — 125 — 100 — 75 — 50 — 25 0 25 50 100 150 200 300 Давление, атм 1 1,81 1,111 0,860 0,706 0,595 0,505 0,431 0,371 0,322 0,242 0,183 0,137 0.064 20 1,045 0,800 0,678 0,574 0,479 0,406 0,350 0,304 0,224 0,171 0,126 0,060 so 0,002 0,166 0,655 0,618 0,522 0,439 0,370 0,317 0,276 0,203 0,154 0,115 0,055 100 —0,025 0,039 0,285 0,426 0,396 0,352 0,305 0,264 0,231 0,175 0,130 0,095 0,046 150 —0,046 0,000 0,094 0,213 0,265 0,257 0,236 0,212 0,189 0,146 0,109 0,079 0,037 200 —0,056 —0,011 0,040 0,130 0,188 0,200 0,192 0,175 0,161 0,127 0,096 0,068 0,028 Таблица 9.17 Коэффициент Джоуля—Томсона. град/атм, для азота [33] f. °С — 150 —125 — 100 — 75 — 50 — 25 0 25 50 100 150 200 300 Давление, атм 1 1,265 0,855 0,649 0,503 0,397 0,322 0,267 0,222 0,186 0,129 0,087 0,056 0,014 20 1,128 0,792 0,594 0,466 0,376 0,301 0,250 0,206 0,171 0,119 0,079 0,048 0.009 50 0,083 0,548 0,491 0,396 0,324 0,264 0,220 0,181 0,151 0,103 0,068 0,040 0,001 100 0,020 0,133 0,274 0,269 0,237 0,200 0,169 0,140 0,117 0,077 0,049 0,026 —0,007 150 —0,008 0,040 0,144 0,149 0,152 0,142 0,124 0,105 0,087 0,055 0,031 0,014 —0,013 200 —0,027 0,006 0,058 0,078 0,091 0,092 0,087 0,078 0,066 0,042 0,022 0,006 —0.017 Таблица 9.18 Коэффициент Джоуля—Томсона. град/атм, для водорода [33] г. °к 60 65 70 75 80 85 Давление, атм 0 0,391 0,333 0,287 0,250 0,220 0,195 20 0,287 0,259 0,234 0,212 0,192 0,174 60 0,132 0,136 0,135 0,131 0,127 0,122 100 | 140 0,035 0,052 0,059 0,062 0,061 0,059 —0,017 0,000 0,005 0,004 0,001 —0,004 180 —0,054 —0,039 —0,036 —0,037 —0,040 Таблица 9.19 Коэффициент Джоуля—Томсона, град/атм. для ксенона [33] р. атм 1 30 50 100 200 300 600 1000 2000 Температура, "С 26 1,87 1,72 1,49 0,188 0,0293 —0,0155 —0,0625 —0,0820 —0,0444 50 1,62 1,50 1,36 0,577 0,089 0,0115 —0,0551 —0,0791 —0,0934 75 1,43 1,32 1,21 0.786 0,165 0,0435 —0,0450 —0,0737 —0,0893 100 1,28 1,17 1.09 0,804 0,252 0,0795 —0,0374 —0,0740 —0,0934 125 1,14 1,05 0,983 0,769 0,320 0,120 —0.0296 —0.0734 —0.0980 150 1,02 0,943 0,889 0,725 0.362 0,155 —0,020? —0,07 IS —0,1011 Таблица 9,20 Коэффициент .Джоуля — Томсона, град/атм, для кислорода [33] t. "С — 170 —160 —150 —137,5 — 125 —112,5 — 100 —75 —50 —25 0 25 50 75 100 150 200 250 ¦здо Давление, атм 1 2,00 1,63 1.265 0,996 0,855 0,742 0,649 0,503 0,397 0,322 0,267 0,222 0,186 0,155 0,129 0,087 0,056 0.033 0.014 20 —0,007 0,070 1,128 0,936 0,792 0,680 0,594 0,466 0,376 0,301 0,250 0,206 0,171 0,144 0,119 0,079 0,048 0,026 0.009 50 0,013 0,083 0,402 0,548 0,529 0,491 0,396 0,324 0,264 0,220 0,181 0,151 0,125 0,103 0,068 0,040 0,018 0.001 100 —0,008 0,020 0,065 0,133 0,227 0,274 0,269 0,237 0,200 0,169 0,140 0,117 0,094 0,077 0,049 0,026 0,007 —0,007 150 _ —0,020 0,008 0,014 0,040 0,069 0,114 0,149 0,152 0,142 0,124 0,105 0,087 0,069 0,055 0,031 0,014 0,000 —0.013 200 —0,032 —0,027 —0,010 0,006 0,035 0,058 0,078 0,091 0,092 0,087 0,078 0,066 0,053 0,042 0,022 0,006 —0,006 —0,017 Таблица 9.21 Коэффициент Джоуля—Томсона, град/атм, для окнси углерода [33] Р. атм l 50 100 200 300 400 600 1000 3000 Температура, °С 0 0,295 0,240 0,190 0,093 0,034 —0,001 —0,034 —0,056 —0,065 25 0,251 0,206 0,162 0,084 0,031 —0,001 —0.034 —0,056 —0,066 50 0,213 0,175 0,137 0,072 0,027 —0,002 —0,034 —0,0о6 —0.067 75 0,179 0,147 0,115 0,060 0,022 —0,004 —0,034 —0,057 —0,068 100 0,150 0,122 0,095 0,049 0,015 —0,008 —0,034 —0,058 —0,068 150 0,104 0,085 0,067 0,032 0,005 —0,014 —0,039 —0,059 —0,071 139
Табл ица 9.22 Таблица 9.24 Коэффициент Джоуля — Томсона, град/атм, для углекислого газа [33] Коэффициент Джоуля — Томсона, град/атм, для этана [33] t.°c —75 —50 —25 0 20 40 60 80 100 125 150 200 250 300 Давление, атм 1 — 2,413 1,650 1,290 1,105 0,958 0,838 0,735 0,649 0,560 0,489 0,373 0,308 0,265 20 —0,020 —0,014 0,000 1,402 1,136 0,966 0,833 0,724 0,638 0,545 0,470 0,358 0,289 0,243 60 —0,021 —0,015 —0,003 0,037 0,144 0,971 0,806 0,696 0,608 0,516 0,443 0,340 0,263 0,208 100 —0,023 —0,016 —0,005 0,022 0,070 0,262 0,625 0,597 0,541 0,475 0,416 0,315 0,242 0,187 но —0,024 —0,018 —0,006 0,012 0,042 0.108 0,263 0,405 0,432 0,413 0,376 0,289 0,224 0,170 200 —0,029 —0,025 —0,012 0,005 0,027 0,066 0,125 0,196 0,256 0,292 0,291 0,246 0,198 0,151 Таблица 9.23 Коэффициент Джоуля—Томсона, град!атм, для метана [33] Р. атм 0 17 34 51 68 85,1 102,1 Температура, °С 21,1 0,405 0,425 0,425 0,410 0,389 0,362 0,332 37,8 0,359 0,375 0,376 0,365 0,346 0,322 0,294 54,4 0,318 0,333 0,334 0,324 0,306 0,284 0,258 71,1 0,283 0,298 0,299 0,290 0,272 0,251 0,229 87,8 0,253 0,267 0,268 0,259 0,243 0,223 0,202 104,4 ¦0,227 0,239 0,241 0,233 0,219 0,199 0,180 Р, атм 0 17 34 51 68 85,1 102,1 Температура, °С 21,1 0,939 1,217 1,55 — — — — 37,8 0,833 1,037 1,24 — — — — 54,4 0,737 0,882 1,012 0,996 0,790 0,534 0,253 71,1 0,657 0,760 0,849 0,890 0,841 0,646 0,353 87,8 0,586 0,658 0,711 0,715 0,669 0,579 0,429 104,4 0,498 0,572 0,596 0,586 0,543 0,478 0,399 Таблица 9.25 Коэффициент Джоуля — Томсона, град/атм, для воздуха [4] t, °С —150 —140 —120 —100 —75 —50 —25 0 25 50 75 100 150 250 I — 1,0755 0,7370 0,5895 0,4795 0,3910 0,3225 0,2746 0,2320 0,1956 0,1614 0,1355 0,0961 0,0409 20 — 1,0240 0,7155 0,5700 0,4555 0,3690 0,3010 0,2577 0,2173 0,1830 0,1508 0,1258 0,0883 0,0356 Давление, атл 60 0,0450 0,1125 0,5150 0,4820 0,3835 0,3195 0,2610 0,2200 0,1852 0,1571 0,1293 0,1062 0,0732 0,0254 100 0,0185 0,0440 0,1535 0,2775 0,2880 0,2505 0,2130 0,1822 0,1550 0,1310 0,1087 0,0884 0,0600 0,0165 но —0,0070 0,0120 0,590 0,1360 0,1855 0,1825 0,1650 0,1446 0,1249 0,1070 0,0889 0,0726 0,0482 0.0С92 180 —0,0255 —0,0115 0,0200 0,0655 0,1136 0,1270 0,1240 0,1097 0,0959 0,0829 0,0707 0,0580 0,0376 0,0027 140
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Техническая энциклопедия. Справочник физичес- физических, химических и технологических величин. Т. II. М., ОГИЗ, 1930. 2. Progress in crystall physics. V. I. Ed. R. S. Krishnan, Wiswawathan, 1958. 3. Оптические материалы для инфракрасной техники. Справочное издание. М., «Наука», 1965. (Авт.: Воронкова Е. М., Гречушников Б. И., Дистлер Г. И., Петров И. П.) 4. Smithsonian physical tables. 9-th ed., Washington, 1954. 5. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материа- материалов. М., Физматгиз, 1959. 6. Теплофизические свойстпа веществ. Справочник. Под ред. Н. Б. Варгафтика. М., Госэнергоиздат, 1956. 7. Кей Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химичес- химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К- П. Яков- Яковлева. М., Физматгиз, 1962. 8. Физико-химические свойства элементов. Справоч- Справочник. Под ред. Г. В. Самсонова. Киев, «Наукова думка», 1965. 9. Филянд М. А., Семенова Е. И. Свойства редких эле- элементов. Справочник. М., Металлургиздат, 1953. 10. Handbook of Chemistry and Physics. 37-th ed., Cle- Cleveland, Ohio, 1956. 11. Жданов Г. С. Физика твердого тела. М., Изд-во МГУ, 1961. 12. Справочник химика Т. 1. Под ред. Б. П. Николь- Никольского. Изд. 2-е. М.—Л., Госхимиздат, 1962. 13. Физика и техника инфракрасного излучения. Пер. с англ. М., «Советское радио», 1965. (Авт.: Джемин- сон Э., Мак-Фи Р. X., Пласс Дж. Н. и др.) 14. Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов. М., Металлургиздат, 1952. 15. Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения. М., Ме- таллургиядат, 1963. 16. Oriani К., Murphy H. S. J. Amer. Chem. Soc, 1954, v. 2, p. 345. 17. Свойства металлов и сплавов. М., Металлургизда». 1949. ' 18. Энциклопедия металлофизики. Т. 1. М., ОНТИ, 1937. 19. Austin I. В. J. Amer. Ceramic Soc, 1952, v. 35, p. 10. 20. Редкие металлы. Справочник. Пер. с англ. М., «Мир», 1965. 21. Справочник по машиностроительным материалам. Т. I—IV. М., Машгиз, 1959—1960. 22. Справочник по авиационным материалам. Изд. 5-е. Т. 1 — 5. Под ред. А. Т. Тумакова. М., «Машинострое- «Машиностроение», 1959-1964. 23. Славин Д. О., Штейман Е. Б. Металлы и сплавы в химическом машиностроении и аппаратостроении. М., Машгиз, 1951. 24. Либерман Л. Я., Пейсихис М. И. Справочник по свойствам сталей, применяемых в котлотурбострое- нии. М., Машгиз, 1955. 25. Справочник по физико-техническим основам глу- глубокого охлаждения. М., Госэнергоиздат, 1963. (Авт.: Малков М. П., Данилов И. Б., Зельдович А. Г., Фрадков А. Б.) 26. Техническая энциклопедия. Справочник физических, химических и технологических величин. Т. V. М., ОГИЗ, 1930. 27. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963. 28. Hemming F. Warmetechnische Richtwerte, Berlin, 1938. 29. Michels A. Physica, 1952, v. 18, p. 121. 30. Day F., Felsing M. J. Amer. Chem. Soc, 1951, v. 73, p. 4839. 31. Scheider W. J. Chem. Phys., 1951, v. 19, p. 845. 32. Физико-химические свойства индивидуальных угле- углеводородов. Справочник. Под ред. В. М. Татевско- го. М., Гостоптехиздат, 1960. 33. Landolt-Bernstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Geophysik, Technik. Aufl. 6, Bd 2, Teil 4, Berlin, 1961. ГЛАВА 10 ТЕПЛОЕМКОСТЬ Теплоемкость характеризует восприимчивость тела (системы) к нагреванию в конкретных термодинамичес- термодинамических условиях и определяется как отношение количе- количества теплоты Д Q, сообщенной телу, к достигнутому при этом повышению температуры AT: C=limAQ/AT. ДГ^О Теплоемкость всегда положительна и при низких тем- температурах (Т->0°К) стремится к нулю. Для количественной характеристики теплоемкости вещества обычно используют удельную, мольную или объемную теплоемкости, которые определяются соот- соответственно как теплоемкости единицы массы, одного моля или единицы объема этого вещества. Единица- Единицами теплоемкости служат при этом дж1(г-град), дж/(моль-град), дж/(м3-град); аналогичные единицы, основанные на калории A кал = 4,1855 дж), рассмат- рассматриваются в настоящее время как внесистемные. Теплоемкость тела (системы) зависит от условий на- нагревания. В простых системах наиболее употребитель- употребительны теплоемкость Ср, которая характеризует теплоем- теплоемкость при нагревании в условиях постоянного давления, и Cv, которая характеризует теплоемкость при нагре- нагревании с сохранением постоянного объема. Эти величины связаны соотношением где р — температурный коэффициент объемного рас- расширения; у — изотермическая сжимаемость вещества. Обобщением определения теплоемкости, пригодным для любых систем и процессов, в том числе и при на- наличии внешних полей, служит соотношение С = = T(dS/dT), где S — энтропия системы. 141
10. I. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ И ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ Таблица 10.1 Теплоемкость элементов при температуре 298,15°С и Вещество Ас Ag Al Аг (газ) As As (газ) As2 (газ) As4 (газ) At At2 (газ) Аи В (кристалл) В (аморфный) В (газ) В* (газ) Ва 13а (газ) Be Bi Br Вг (газ) Br2 (газ) С (графит) С (алмаз) С (газ) С2 (газ) Са Cd Се С! (газ) С! 2 (газ) Со Сг Cs Cs (газ) Си D2 (газ, нормаль- нормальный) Dy Ег F (газ) F2 (газ) 1 | 27,2 25,49 24,35 20,79 24,64 20,79 34,98 77,32 58,6 37,2 25,23 11,09 11,96 20,80 30,56 26,36 20,79 16,44 25,52 75,71 20,79 36,1 8,53 6,12 20,84 29,3 26,28 26,32 28,8 21,84 33,84 ?4,6 23,22 31,4 20,79 24,52 29,19 28,17 28,11 22,75 31,32 1 in in [2] [3] 1] 1] 1] 1] 1] 1] 2] 3] 3] [3] [3] Ш [1] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [1] [1] [3] [2] [1] [3] [3] [1] [2] [1] [3] [2] [3] [3] [3] [3] [3] Вещество a-Fe S-Fe Ga Gd Ge H (газ) H2 (газ) HD (газ) Hf Hg Ho In Ir 1 I (газ) I2 (газ) К К (газ) К2 (газ) Кг (газ) La Li Li2 (газ) Mg Gt-Мп -у-Мп Mo N (газ) N2 (газ) Na Na (газ) Na2 (газ) Nb Nd Ne (газ) Ni О (газ) O2 (газ) Os (газ) Os P P2 (газ) 1 1 ?1 25,02 26,74 26,07 36,26 23,4 20,79 28,83 29,20 25,5 27,98 27,15 26,7 25,02 54,44 20,79 36,9 29,96 20,79 37,89 20,79 27,8 24,65 36,07 24,6 26,32 27,57 23,8 20,79 29,12 28,12 20,79 37,50 24,89 27,49 20,79 25,77 21,90 29,36 39,20 24,89 24,69 32,0 давлении 760 мм pm. cm. F- 4 3] 3] 1] 3] 1 [3] 3] 3 1 3] 3] 1] 2] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] 111 [3] [3] [3] [3] [3] [2] [4] [3] [2] [3] [3] [3] [2] [2] [1] Вещество P4 (газ) Pb Pd Pt Rb Rb (газ) Rb2 (газ) Re Rh Ru S (ромбическая) S (моиоклиииая) S (газ) S2 (газ) S8 (газ) Sb Sb (газ) Sb2 (газ) Sb4 (газ) Se Se2 (газ) Sm Sn (белый) Sn (серый) Sr T2 (газ, нормаль- нормальный) Та Tb Те Th Ti Ti (газ) TI U V w Xe (газ) Zn Zr Zr (газ) J 67,2 26,44 25,52 25,69 30,88 20,79 37,91 25,31 25,52 23,85 22,60 23,64 23,68 32,47 155,5' 25,2 20,79 36,4 80,96 25,36 35,34 29,53 26,36 25,77 25,11 28,44 25,4 28,95 25,7 27,32 25,02 24,43 26,32 27,8 24,7 24,8 20,79 25,40 25,16 26,64 ратура 1 4 [1 [3 [2 [2 [3 [1 [1 [2 [21 2 3 3 3j [3] [3] [2] [1] [1] [1] [3] [3] [3] [3] [3] [2] [3] [1] [3] [2] [И [1] [3] [2] [1] [1] [И [3] [2] [3] [3] 142
Таблица 10.2 Теплоемкость неорганических соединений при температуре 298.15СК и давлении 760 мм рт. ст. В скобках приведены расчетные значения. Вещество AgBr AgBr (газ) Ag,CO3 AgCl AgCl (газ) AgClO2 Ag2ClO4 AgH Agl Agl (газ) AgIO3 AgMg AgNO2 AgNO3 Ag2O Ag2° Ag^ Ag2SO4 Ag3Sb Ag2Se Ag2Te AlAg2 AlAg3 AlBr (газ) AlBr3 A14C3 A1C1 (газ) AlCu A1F (газ) A1F3 A1N Ai2O, A1.2O,-H.2O Al2 (SO,), Al2TiO5 AsCl3 (газ) AsF3 AsF.j (газ) AsH3 AsN (газ) As2O, As2O5 AuCl (газ) AuSb2 AuSn BBr (газ) BBr. (газ) B4C BC1 ^газ) BC13 (газ) BF (газ) BF3 (газ) BH (газ) В„Нв (газ) BH3O3 1 1 0.1? 52,38 36,48 112,1 50,78 35,77 87,32 142,3 29,25 54,43 36,78 102,9 49,37 79,2 93,05 64,27 65,56 75,31 131,4 101,7 83,68 96,65 75,31 100,8 35,87 102,5 140,2 34,66 48,12 31,93 75,14 32,6 79,01 131,3 259,6 136,4 75,7 126,8 65,6 38,52 30,42 95,65 116,5 35,44 77,4 52,3 32,83 67,97 52,51 31,69 62,61 29,61 50,53 29,18 56,40 219,3 81,34 • та & 13] [21 [3] 131 12] 13] [31 14] [3] [21 [3] [2] [3| 121 [5] [31 [3] [31 [2] 12] [2] [31 [3] 13] 14) [3] 131 [3] 13] [3] 121 [3] [3] 13] [3] 12] [3] 121 13] [4] [3] [31 [2] [3] 14] [3] [3] [3] [3] 13] [3] [3] [3] [3] [3] [31 Вещество B5Hg (газ) BN BN BN (газ) !BO (газ) B2O, (газ) B2O3 BaCO, BaCl2 Bad, • 2H2O BaF2 BaH (газ) BaMoO, Ba(NO,J BaO ' BaSO4 BaTiO, BeH (газ) Be3N2 BeO BeSO4 BiCL, (газ) Bi2O3 Bi2Tl BisTl2 BrCl (газ) BrF (газ) BrF, BrF3 (газ) BrF., (газ) BrI (газ) CN (газ) ОД'г (газ) CO (газ) CO2 (газ) COS (газ) G,O2 (газ) CP (газ) CS (газ) cs2 CS2 (газ) CSe2 (газ) CaC2 CaCO3 CaCl2 CaF2 CaF2 CaFe2O4 Ca,N» Ca(NO3J CaO Ca(OHJ Ca(POnJ Сач(РОЛ S-Ca3(PO4), CaS 1 S it 79,5 12,13 20,1 29,46 29,20 60,33 62,05 85.35 G5,3) 155,2 71,21 29,3 140,6 151,4 47,23 101,8 102.5 27,03 69,04 25,40 87,9 79,58 113,5 73,85 131,8 34,98 32,97 124,4 66,71 100,1 36,48 29,16 56,90 29,15 37,12 41,63 65,75 29,84 29,82 75.65 45; 65 50,04 62,31 81,80 72,61 71,13 67,03 153,7 113,0 149,2 42,8 87,49 145,1 231,6 228,2 47,40 14) 13] 1С] [2] [3] [3] 131 3] 2] 3] 3] 41 4] 13] [31 [3] [3] [4] 3] 3] [4] 12] [3] 13] 1 [3] [3] 131 [3] [31 [3] [31 [2] 13] 13] [3] [3| [3J 14] ! 12] 13] 13] 13] 13] 12] [31 12] 13] [3] [3] [3] [3] [3] [31 [31 [3J 1 3] Вещество CaSO, CaSO4 CaSiOg Ca2SiO4 CaTiO3 CdCU CdCL Cdl2 CdMg CdO CdS GiSOj CdSb CdSiO-j CeN CeO» Ce(SO4)a C1F (газ) C1F3 (газ) C12O (газ) СЮ, (газ) CoCL CoF2 CoO CoO Co3O4 CoS Co.SO4 Cr-A Cr4C Cr(CO)« (газ) ОСЬ, CrCf, CrF,' Cr,O3 Cr2O3 CrSb CsBr CsCl CsCIO, CsF CsH (газ) Csl CsLi CuBr CuBr (газ) GiCl (газ) CuCl2 Cu2Cl2 CuH (газ) Cul Cul (газ) CUgN CuO CuO Cu2O 1 91,63 99,62 90,0 128,6 97,65 73,22 76,64 77,53 51,66 43,43 55,2 99,60 45,69 88,58 46,86 65,90 276,1 32,09 65,06 45,6 41,84 78,49 68,78 52,72 55,31 123.1 D7,49) A38,3) 99,24 108,4 213,3 70,65 91,80 78,74 118,7 104,6 81,17 51,88 E2,63) 107,6 E0,63) 29,83 51,88 36,99 54,74 36,05 35,1 79,50 97,03 29,20 54,04 36,36 90,79 44,78 42,30 63,64 атурэ [3| 13] 12] [31 [31 [3] [71 [3] 13J [3] [31 [31 [3] [3] [4] 151 13] 13] !3] [3] [31 [3| 13] [3] [8| 131 121 [21 [31 [31 13] [31 [31 [3] [3] 13] [4| 14] [2] [3] [21 [4] И] [2] 13] [2| !2] [31 131 [4] 13! [2] [4] [3] [9] 131 143
Продолжение табл. 10.2 Вещество CuS Cu2S CuSO4 CuSb Cu2Se D2O D2O (газ) F2O Fe3C Fe3C FeCO3 Fe(COM FeCl2 FeCl3 FeCo2O4 FeCr2O4 FeF2 Fe2N FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe3O4 FeS FeS2 FeSi Fe2SiO4 FeTiO3 Ga2O3 GeBr4 GeF4 GeH4 GeH3Cl Gel4 H3BO3 HBr (газ) HCN HCN (газ) HC1 (газ) HF (газ) HI (газ) HN3 (газ) HNO2 (газ) HNO3 HNO3 (газ) HNO3-H2O H2O H2O (газ) H2O2 H2O2 (газ) HOCl (газ) H,PO4 HS (газ) H2S (газ) H2SO4 H2SO4-H2O H2Se (газ) H2Te (газ) HfCl4 HfO2 a 1 i-l 47,82 76,32 100,0 102,4 88,7 84,35 34,27 43,30 106,0 107,1 82,13 174 76,33 94,93 143,4 133,4 68,12 G0,0) 52,01 103,7 143,4 151,6 54,64 61,92 50,21 132,8 99,50 91,84 101,8 81,88 44,35 54,77 104,2 81,31 29,12 71,00 36,01* 29,12 29,14 29,12 43,69 45,81 109,8 53,56 182,5 75,15 33,56 89,33 43,14 37,20 106,1 32,32 34,22 138,9 215,1 34,56 35,56 120,5 60,25 a & я & 4 [3] 13] [2] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3 [3 [3 [3 [3 [3 3 2 I3 3] 3] 10] 3] 3] 3] [3] [3] з 2 з [2 3 C f3 3] C1 C1 C] C [3 [3 f3 C C F3 з f3 C ГЗ f3 f3 [3 C C C C C ГЗ [3 Вещество HgBr (газ) HgBr2 (газ) HgCl HgCl (газ) HgCl2 HgCl 2 (газ) Hgl2 Hgl2 (газ) HgO HgS Hg2SO4 IBr (газ) IC1 (газ) IF (газ) IF5 (газ) IrO2 KBH4 KBO2 KBr KBr (газ) KBrO3 KC1 KC1 (газ) KC1O3 KC1O4 K2CrO4 KF KH (газ) KH2AsO4 KHF2 KH2PO4 KI Kl (газ) кю3 KLi (газ) KMnO4 KNO3 KO2 KReO3 K2SO4 La2O3 LiAlO2 LiBr LiBr (газ) Li2CO3 LiCl LiCl (газ) LiF LiF (газ) LiFeO2 LiH (газ) Lil Li3N LiNO3 Li2O LiOH LiOH LiOH-H2O Li2TiO3 fu Л *^ о 36,90 60,25 50,84 36,19 G6,90) 58,20 77,40 61,09 44,05 E0,17) 132,0 36,48 36,56 33,47 99,16 57,32 96,57 F8,45) 52,51 36,31 104,9 51,46 36,28 100,2 110,2 146,0 50,00 30,84 126,7 76,82 117,0 E3,22) 36,74 106,4 36,74 119,2 96,32 77,53 122,6 129,9 107,9 67,78 E1,88) 33,85 97,40 E0,25) 33,0 41,90 33,2 82,89 29,58 54,68 77,74 89,12 54,09 49,58 40,52 79,50 111,0 & & s ч [2] [2] [3] [2 [3 12 13 [2 [3 12 [3 [3 [3 13 [3] 13] 3] 2] 13] [2] 3] 13] 12] [3] F3] ГЗ] ГЗ] 12] [3] [3] [3] [3 [2 13 12 13] ГЗ] 13] 13] ГЗ] ГЗ] ГЗ] ГЗ] ГЗ] ГЗ] ГЗ] 13] 13 ГЗ 13 [2 [3 13 [3 13] 13] пи C] [3 Вещество MgB2 MgB4 MgCO3 MgCl2 MgCl2-H2O Mgcr2o4 MgF2 MgFe2O4 Mg2N3 MgO MgO (газ) Mg(OHJ Mg(OHJ MgSO4 MgSiO, Mg2SiO4 MgTiO3 МгцС MnCO3 MnCL MnF2 Mn3N2 MnO MnO2 Mn2O3 Mn2O3 Мп3О4 Мп-А MnS MnSO4 MnSe MnSiO3 MnTe Mo(CO)e Mo(CO)e Mo2N MoO2 MoO, MoS2 MoSi2 Mo-jSi NH3 (газ1, N2H4 (газ) NH4C1 NH4C1 NH4F (NH4)H2AsO4 (NH4)H2PO4 (NH4)HSO4 (NH4)NO3 (NH4JO (NH4)OH (NH4JSO4 (NH4)VO3 NO (газ) NO2 (газ) N2O (газ) N2O4 NaO5 1 47,82 70,33 75,52 71,30 115,0 126,8 61,59 143,7 ¦ 104,6 37,78 32,97 76,99 74,27 96,48 81,84 118,0 91,76 93,55 81,50 72,87 67,94 121,3 44,10 54,02 98,74 107,7 139,7 148,1 49,96 100,5 51,04 86,44 72,8 219,0 242,3 64,02 55,98 73,64 63,47 64,85 92,97 35,52 52,7 89,29 84,1 65,27 151,2 142,3 142,9 139,3 235,8 154,9 187,5 129,3 29,83 37,91 38,71 78,99 143,1 a I 13] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [2] 131 2] 3] 31 3 3 [3 3 3 3 3] 3] 3] 3] 12] 3] 3 3 3 3 3 3 3] 13) 3] 3 3 3 3 3 3 3 3] 3] 3] 3] 3 3 3 3 3 3 3 3 12 13 [3 [3 i При 7' = 3O0°K. 144
f 4 ZZZZZZZZZZZZZZ ^ Cp. дж/(моль' град) со" со" со" со" to" со" со со"со со ел со со со'со со со io со со'to со со со со со со со со" со to'со"со" со со со со" со'со со' to со'to'со со to со со to'со" со" to" со со со"со"ш'со" to Литература — о"" — >— — СЛ *¦ tO № tO>— CO *.tO 0ОСЛ ~J CO *¦ о ьоЗ J9 toco>-cocn~j(o-- — < *— o'—" ,-~I o*» *¦ 00 Ъ> 0500 to t00 CO OotO ~j ^3 totoco^joioi oto Cp, дж/ (моль-град) Литература о о ф p to - cncni-' ^1 o— 05 to OCO to 00 ~j to 00 to со 10 — t04tO— Offl со 10 — Olffl- — со — coco^cocotoo io--jrjooaito o*- 00^— oo(ocn — © Cp, дж/(моль-град) 4k Литература
Продолжение табл. 10.2 Вещество 3 0.$ Вещество Вещество I I ZnSO4 Zn2SiO4 Zn2TiO4 97,37 123,3 137,3 [2] [3] [3] ZrCl4 ZrN Zr3N2 119,9 40,1 123,0 [3] [3] [3] ZrO2 ZrSiO4 55,81 98,62 [3] [3] Таблица 10.3 Про д о л ж ени е та б л. 10.3 760 мм рт. ст. и температур) Формула сн4 CH3F СН3С1 СН3Вг СН31 CH2F2 CH2C1F СН2С12 СН2Вг2 CHF3 CHF2C1 CHFC12 CHClg СНВгз CF4 CF3C1 CF3Br СРгС12 CF2ClBr CF2Br2 CFC13 CFBr3 ecu CBr4 CH4O CH2O снго2 COC12 CH4S. CH6N C2H6 Назввние Метан Фторметан Хлорметан Бромметан Иодметан Дифторметан Фторхлорметан Дихлорметан Дибромметан Трифторметан (фреон-23) Дифторхлорметан (Фре- Фтордихлорметан (Фре- он-21) Трнхлорметан Трнбромметан Тетрафторметан (Фре- (Фреон-14) Трифторхлорметан (фре- (фреон-13) Т рифторбромметан Дифтордихлорметан (фреон-12) Дифторхлорбромметан Дифтордибромметан (фре- пи 10R9^ U it I ?aj& I Фтортрихлорметан (фре- он-11) Фтортрибромметан (фре- (фреон-13В1) Углерод четыреххло- ристый Тетрабромметан Метанол Формальдегид Муравьиная кислота Фосген Метантиоль Метиламин Этан ; 298,15°К [3.15] дж/(моль-град) Конден- Конденсат — — — — — — — 93,10 104,06 107,10 — — 126,0 — — 121,5 214,09 131,67 81,6 — 99,04 .—. — — Газ 35,79 37,40 40,71 42,43 44,10 42,97 47,07 51,13 54,79 51,09 55,86 60,96 65,40 71,09 61,21 66,82 84,43 87,85 74,56 76,99 77,88 84,43 83,42 91,21 43,89 35,35 48,69 60,67 50,69 51,71 52,70 Формула С2Н4 С2Н2 C2H6F С2Н5С1 С2Н3С1 С2Н4С12 С2Н4С12 С2Н4Вг2 C2H2CI2 С2Н3С13 C2F3C13 с2н„о С2Н4О С2Н4О С2Н2О С2Н4О2 C2HgS C2H5O2N с3н8 С3Не с3н6 с3н4 С3Н4 С3Н,С1 СзН8О с3н6о с4н10 С4Н10 с4н8 С4Н8 С4Н8 QH8 с н8 с4н6 с4нв Название Этен (этилен) Этин Дацетнлен) Фторэтан Хлорэтан Хлорэтен 1,1-Дихлорэтан 1,2-Дихлорэтан 1,2-Дибромметан 1,1 -Дихлорэтен 1,1,2-Трихлорэтан 1,2,2-трифтор-1,1,2-три- хлорэтан (фреон-113) Этанол Ацетальдегид Этилена окись Кетен Уксусния кислота, мо- номер Уксусная кислота, днмер Этантноль Глицин Пропан Пропен (пропилен) Циклопропан Пропадиен (аллен) Пропин (метилацетилен) 2-Хлорпропан Пропанол Ацетон Бутан 2-Метилпропан (изобу- тан) 1-Бутен име-2-Бутен гараке-2-Бутен 2-Метилпропеи (изобутн- лен) Циклобутан 1,2-Бута диен 1,3-Бутаднен (днвиннл) 1-Бутин (бутилен) 2-Бутин СР дж/[ моль Конден- Конденсат — — — — 126,3 129,0 136,0 111,3 144,3 178,56 111,4 — 151 123,4 117,8 100,3 — _ — _ — 153,4 125 .—. — — — — — 125,1 ¦град) Газ 43,63 43,93 58,99 62,80 53,66 76,23 79,50 — 67,03 88,99 116,1 73,60 54,64 48,28 47,82 66,53 146,4 72,68 73,51 63,89 55,94 58,99 60,67 87,57 — 74,89 98,78 96,82 89,33 78,91 87,82 89,11 72,22 80,12 79,54 81,42 77,95 146
Формула С4Н6 С4Н10О С4Н8О СаН8О2 С4Н6О2 с4н4о С5Н12 СбН12 с5н12 QH10 QHjq csh10 QH10 C6H10 СбН10 QH10 QH8 свн8 с5н8 с5н8 Продолжение т. Название Циклобутеи Бутанол 2-Бутанон Уксусноэтиловый эфир Диоксан Фуран и-Пентан 2-Метилбутан (изопен- тан) 2,2-Диметилпропан (нео- пентан) 1-Пентен tfuc-2-Пентен траис-2-Пеитен 2-Метил-1-бутен 3- Метил-1 -бутен 2-Метил-2-бутен Циклопентан 1,2-Пентадиен 1 -jfuc-3-Пентадиен 1 -транс-3- Пентадиен 1,4-Пентадиен 2,3-Пентадиен СР дж/(моль Конден - сат 179 162 170 152,9 114,6 171,5 164,9 — 155,3 151,7 157,0 157,2 156,1 152,8 156,1 149,0 — -— — 5 л. 10.3 ¦град) Газ 67,07 — — — — 64,44 122,6 120,6 121,6 114,6 101,8 112,1 111,6 118,6 106,6 82,93 105,4 94,6 103,3 105,0 101,3 Формула с5н8 с5н8 с5н8 с5н8 с5н8 с5н8 С5Н12О С«НМ СеН12 С4Н12 СвН12 СбН10 QHio с6н6 QH.F СвН5С1 С6Н5Вг С6Н14О QH6O C6H7N QH5O2N Про до л ж Название 2-Метил-1,3-бутадиен (изопрен) 2-Метил-1,2-бутадиен 1-Пентин 2-Пентин З-Метил-1-бутин Циклопентен Пентанол Гексан 1-Гексен Циклогексан Метилциклопентан 1-Гексин Циклогексен Бензол Фторбензол Хлорбензол Бромбензол Гексанол Феиол Анилин Нитробензол ение табл. 10.3 СР, дж/(ноль-град) Конденсат 154,6 — — — — 122,4 209 195,0 183,3 156,5 158,7 140,2 136,1 146,4 150,1 155,4 238 134,7 191 187,3 Газ 104,6 105,4 106,7 98,7 104,7 75,10 — 146,7 138,4 106,3 109,8 130,5 105,0 81,64 94,43 97,07 — — — — 10.2. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ Таблица 10.4 Теплоемкость элементов при температуре ниже 20°К и давлении 760 мм рт. ст. Вещество Ag [16] Al [3, 17] Ar [16] ¦J As [17] Au [16] Be [16] * T, °K 1 2 4 6 10 2 4 10 2 4 6 8 10 10 1 2 4 6 10 1 2 4 6 10 Cp, калЦкг-град) 0,0017 0,0057 0,0296. 0,093 0,4302 0,0285 0,0679 0,3970 0,117 1,042 4,140 10,60 19,8 0,4 0,0014 0,0060 0,0382 0,1200 0,526 0,0060 0,0122 i 0,0261 0,0430 0,0951 Вещество Bi [16] Br [17] Ca [17] Cd [16] Cl2 [17] Cr [17] Cu [17] Fe [17] Ga [17] Ge [17] H2 (нормальный) [3] H2 (параводород) [13] Т. °К 1 2 4 6 10 10 10 1 6 10 10 10 10 10 10 10 4 6 8 10 12 13,95 4 6 Ср. кал/ (кг-град) 0,0014 0,0110 0,1180 0,511 2,49 9,3 1,1 0,029 1,30 8,0 4,5 0,2 0,2 0,2 1,1 1,0 360 237 254 352 520 731 19,1 65,7 6* 147
Продолжение табл. 10.4 Вещество Н2 (параводород) [13] D2 (нормальный) [14] «Не [3J 3Не [3] Hf [16] Hg (сверхпроводя- (сверхпроводящая) [16] Hg [16] In [16J h [17] К [17] • Кг [17] Li [17] Mg [17] г. °к 8 10 12 13,88 12 14 16 18,65 0,5 1.0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,1 2,2 2,4 2,7 3,4 4,21 0,1 0,5 1,0 '2,0 10 1 " 2 4 1 2 4 6 10 1 6 10 10 10 10 10 10 сР, кал/(кг-град) 156 294 480 698 245 348 475 693 0,723 26,6 77,7 269 683 1190 1640 1160 598 547 702 1050 127 255 343 598 0,14 0,007 0,115 0,997 0,008 0,115 0,978 2,61 5,62 0,007 0,858 3,71 3,7 13 16,9 4 0,4 Вещество а-Мп [17] Мо [17] N2 [17] Na [16] Nb [16] Ne [17] Ni [17] O2 [17] Pb [17] Pt [17] Rb [16] S (ромбическая) [17J Sb [17] Se [17] Si [17] Sm [17] Sn [16] Та [16] Те [17] Ti [16] Tl [17] V [17] W [17] Xe [17] Zr [17] 10 10 10 1 2 4 6 10 I 6 10 10 10 10 10 10 1 6 10 10 10 10 10 10 I 6 10 1 4 6 10 10 1 4 6 10 10 10 10 10 10 CP. калЦкг-град) 0,2 0,1 37,9 0,019 0,069 0,383 1,22 5,69 0,21 , 0,184 0,526 1,385 0,2 19 3,2 0,3 0,048 0,32 0,65 3,1 0,5 23 0,2 4,7 0,017 1,27 8,1 0,008 0,041 0,079 0,280 1,6 0,017 0,076 0,129 0,301 4,0 0,2 0,1 14,8 0,8 148
Таблица 10.5 Теплоемкость Ср ,дж/(моль-град), элементов при температуре.выше 20°К и давлении 760 мм рт. ст. - - Часть строки правее * относится к газовой фазе. Вещество Ac Ag Al Ar As As» At At, Au В (кристалл) В (аморфный) Ва Be Bi Br Br2 С (графит) С (алмаз) Са Cd Се С1 С12 Со - Сг Cs Cs2 Си Dy Er F F2 a-Fe Ga Gd Ge H2 D2 T2 Hf Hg Ho In Ir I 12 К K2 Kr La Li Li2 Mg ' a-Mn 7-Mn Mo 2 Na Na2 Nb Nd Ne 1 1,72 0,23 11,76 — — — 3,21 — — — 0,014 .— 12,72 — 0,1 0,004 1,59 5,19 13,31 7,74 — 0,28 — 19,75 — 0,48 5,59 21,00 12,99 0,22 2,13 4,16 0,939 .— 1,69 10,3 10,25 7,088 0,39 16,18 9,81 — 15,36 6,19 0,40 0,36 0,21 19,87 7,36 18,03 40 _ 8,39 2,09 22,09 — — — — 11,20 — — — 0,090 _ 29,00 — ' 0,35 0,01 7,78 13,21 24,52 23,97 — 2,38 23,77 l — 3,77 18,69 24,00 36,73 — 1,54 7,57 15,20 4,49 —. 9,14 17,94 20,43 16,13 4,33 31,62 18,80 23,64 15,69 2,40 3,36 1,96 37,78 17,24 — .. 80 17,89 9,65 32,13 13,47 — 19,63 0,54 0,75 " 0,816 21,38 40,52 1,17 0,110 17,11 20,61 26,23 38,62 10,83 6,61 25,27 12,93 32,66 32,53 57,71 8,62 16,57 26,51 11,14 19,18 33,16 34,02 22,12 14,43 43,32 23,79 28,53 22,34 9,71 12,47 11,72 11,42 10,01 45,61 20,71 25,69 — Температура, 150 22,97 18,52 20,67 — 23,49 3,23 3,60 ^ — 5,73 24,39 49,20 3,299 1,000 29,97, 24,04 26,84 50,96 19,50 16,53 26,82 .— 20,52 45,51 25,97 . . 18,12 21,99 32,69 18,64 23,72 25,92 26,56 25,12 21,52 49,52 26,00 25,25 17,82 20,40 20,00 20,44 18,91 24,52 28,10 — 250 25,06 23,25 24,10 — 24,92 8,82 9,49 13,85 25,36 59,25 6,816 4,135 25,65 25,51 — 23,93 - 22,05 29,08 23,93 28,15 27,58 23,56 24,91 41,64 . . 28,32 26,82 26,32 24,57 53,25 28,02 22,43 23,93ч 24,96 25,69 23,10 26,90 °K 400 28,0 25,9 25,61 25,6 *35,94 58,6 *37,5 25,77 — 13,8 27,78 . 19,84 27,82 *36,7 11,93 9,95. 27,4 27,15 31,6 *35,3 26,6 26,07 31,8 *38,39 25,15 . . *33,01 27,41 27,8 29,13 24,9 *29,18 *29,23 *29,32 26,0 27,36 28,9 25,65 — *37,2 31,51 *38,16 — 28,5 27,61 *26,92 26,3 28,53 25,0 *29,25 31,46 *37,82 25,27 — 600 29,7 27,1 28,12 27,4 36,74 83,7 37,7 26,78 — 17,5 30,54 23,43 31,4 37,3 16,86 15,85 30,6 29,7 33,9 36,6 30,0 - 29,37 31,8 38,91 26,40 .. 35,18 31,55 27,8 30,7 26,4 29,32 29,63 30,11 27,0 27,15 29,7 26,82 37,6 30,12 38,62 29,8 29,56 37,74 28,6 31,92 26,3 30,11 29,71 38,28 26,11 — 1000 33,1 29,8 • 29,3 ¦¦- 37,15 38,0 28,87 — 25,0 31,38 27,32 31,4 37,7 21,51 21,04 39,7 29,7 40,6 37,5 37,2 33,93 39,87 28,91 — 37,01 57,74 27,8 33,5" 28,3 30,20 31,66 32,76 29,0 _ 29,7 29,20 — 37,9 30,38 39,46 — 28,84 38,58 — ' 37,82 28,0 32,70 29,00 38,99 27,70 __ — 1500 . 31,4 , _— 4 37,28 38,2 29,3 — 31,38 32,4 38,0 24,10 38,0 40,2 39,07 41,13 31,4 37,94 43,29 37,0 29,3 32,27 34,24 35,25 31,5 29,7 32,17 38,2 41,7 — 39,37 32,0 34,85 39,79 29,71 — Литера- Литература 14 [1. 3] [3, 2] [3] [1, 3] [1] [1] [1] [2, 3] ... [31 2, 3] ¦ 1] 1, 3] • 3) ' 3 [3 [3 [3 [3 [2", 3] ' [1. 3] [3] [31 П. 31 2, 3] • 1, 3] ¦ 3] 2, 3] 31 [3] 3] 3] 3] 1, 3] 1, 3] 1, 3] 31 з [31 1, 3] 3] 3] 1, 3] 2, 3] 31 3 3 [3 3 3 3 3 3 3 3 ^ 1, 31 3 3 3 2 3 з
Продолжение табл. 10.5 Вещество № о2 О3 Os Р (кристалл) Р2 РЬ Pd Рг Pf Rb Rb2 Re Rh Ru S (ромбическая) S (моноклинная) s2 Sb Sb2 Se Se2 Si Sm Sn (белое) Sn (серое) Та f Tb Те Th Ti Tl U V w Xe Zn Zr 20 0,34 13,97 — — — — 11,01 0,97 10,25 1.51 — 0,61 0,28 0,17 2,57 2,57 — 3,20 — 3,43 — — 7,23 — 3,85 1,36 4.47 4,52 4.63 0,33 10,29 3,38 — 0.33 16,86 1,76 1.17 40 2.23 41,51 — — — — 19,57 5,42 18,28 7,45 22,38 — 4,80 . 2,74 1,88 6.08 6.08 — 10,13 — 8,70 — — 18,28 12,80 9,08 7,61 16,94 11,76 14.04 2,47 18,95 12,33 —. 3.29 23,93 8,06 6,15 80 10,18 53,76 — — — — 23,69 15,01 25.73 17,15 24.98 — 14,93 11,79 10,04 10,90 10,98 — 18,54 — 15,98 — 5,19 32,21 20,50 17,03 17,26 28,91 19,79 21,47 10.88 23,71 20,54 10,17 12,80 26,87 16,87 15,86 Температура, 150 19,30 — — — — — 25,27 22,13 28,33 23,10 26,57 — 22,30 20,17 18,91 16,62 16,96 — 23,22 — 21,69 — 12,01 26,29 24,48 22,76 22,68 37,3 23,74 24,96 19,54 25.27 24.67 19,29 20.53 33,57 22.70 22,17 250 24,40 — — — — — 26,36 25,31 — 25,76 28,70 — 25.40 24,05 23,93 21,31 22,14 — 24,90 — 24,28 — 18,24 28,22 26,11 25,40 24,88 31,59 25,14 26,74 24,04 26,07 26,93 23,56 23,69 — 24,84 24,76 °K 400 28,79 *30,10 *43,68 25,27 26,36 *33,6 27,45 26,57 — 26,28 — *38,12 25.86 26,40 24,84 — — *34,06 25,9 *36,8 — *36,23 22,3 — 29,04 29,04 26,2 — 26,3 29,29 26,61 27,78 29,6 26.1 25,1 — 26,40 600 34,64 32,09 49,76 26,02 29,62 35,5 29,37 27,74 — 27,36 — 38,49 26,94 28,16 25,73 — — 35,73 27,4 37,1 — 36,86 24,4 — 30,54 30,54 27,0 — 27,6 33,05 28,62 31,38 34,5 27,5 25,8 — 28,41 1000 32,64 34,87 54,55 27,49 — 36,8 29,41 30,04 — 29,62 — 39,25 26,12 31,59 28,24 — — 36,99 — 37,3 — 37,20 26.1 — 30,54 30,54 27,9 — — 40,67 31,25 — 42,5 30,5 27,2 — 31,3 1500 36,40 36,56 — 29,33 — 37,4 — 32,93 — 32,43 40,17 31,84 35,90 30,12 — — 37,49 37,4 — 37,28 — — — — 28,9 — — 50,17 — — 38,3 36,6 26,9 — — Литера- Литература [2, 3J [3] [3] [2] [2] [1] [3] [2, 3] [3] [2, 3] [3] [3] [1. 3] [2, 3] [2, 3] [3] [3] [3] [3] [1] [2. 3] [2] [3] [3] [2, 3] [2, 3] [1, 3] [3] [2, 3] [1. 3] [1. 3] [3] [1. 3] [1. 3] [1, 3] [3] [2, 3] [3] 150
10.3. ТЕПЛОЕМКОСТЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ л Таблица 10.6 Теплоемкость Ср. дж/(моль-град), неорганических соединений при температуре выше 20°К и давлении 760 мм рт. ст. , В скобках приведены расчетные значения. Часть строки правее » относится к газовой фазе. Вещество - AgBr AgCl Agl AgNO3 Ag2SO4 AlBr A1F8 A12O8 (сапфир) A12O3 (корунд) AsF3 AsH3 AuCl B4C BF3 B2He BN BN B2O8 (кристалл) BaCO3 BaF2 BaO BaSO4 BaTiO3 BeO Bi2O3 BrF3 BrF CO COa cos CS2 CaCO8 (кальцит) CaCl2 CaF2 CaO Ca(OHJ CaSOi^HjjO CaTiO3 CdCl2 CeO C12O C1O2 C1F3 CoF2 Cr3C2 CrF3 Сг2Оз CuBr CuO Cu2O CuoS F2O Fe3C FeC12 FeS Fe2O3 Fe3O4 Ga2O3 20 8,71 15,31 11,30 12,72 0,08 0,076 11,40 18,28 —, 12,3 5,02 0,272 0,38 2,51 5,48 , 9,46 14,02 5,13 11,00 11,97 0,08 0,92 4,27 7,49 8,79 3,28 0,84 3,75 — 5,61 0,59 5,23 — 1,10 0,38 — 0,46 40 28,28 22,30 28,03 27,82 38,49 — 0,71 0,691 29,12 44,97 — — 29,29 21,30 1,075 3,22 — 12,47 21,76 — — 25,90 34,14 19,62 27,70 27,82 — — — 1,26 5,69 20,38 — 19,75 — 25,31 9,43 3,43 15,29 19,50 3,51 18,95 — — 6,99 3,99 — 5,56 80 42,59 37,95 42,72 52,59 73,81 — 17,20 6,95 6,895 48,24 50,28 — 2,68 47,20 44,18 3,883 15,82 41,05 35,19 26,78 49,25 31,51 1,67 55,72 46,40 35,91 40,25 41,09 31,80 40,88 20,00 9,71 22,84 63,35 26,07 43,18 44,89 25,78 20,92 29,79 15,02 36,11 12,38 36,65 42,93 32,30 42,17 20,90 21,20 37,45 23,47 Температура, 150 48,87 46,94 50,12 71,04 99,16 — 42,76 31,97 31,98 68,58 46,79 — 14,73 103,05 75,44 8,770 33,15 64,14 58,49 39,66 12,38 66,78 7,95 81,50 69,87 _ 47,72 72,33 55,64 55,56 61,30 46,19 27,15 53,56 115,5 59,71 63,43 66,32 48,03 56,40 51,84 51,04 46,78 26,12 47,53 61,92 66,61 64,10 36,12 56,27 92.76 53,30 250 51,88 50,41 53,48 86,48 123,5 _ 67,40 66,90 67,01 90,71 — 41,13 16,33 53,44 80,21 69,64 46,02 93,97 95,48 20,46 107,6 90,83 _ — — 75,27 75,23 70,71 62,93 41,46 79,37 167,8 89,16 72,30 114,6 64,06 88,37 72,68 96,90 52,79 39,11 59,40 73,55 101,5 74,43 47,11 92,22 131,8 81,92 400 58,95 56,86 64,68 112,3 A44) 36,80 84,56 — 96,18 *71,9 *45,4 *36,28 77,19 *57,57 *7l,71 13,68 *30,63 75,60 99,03 75,56 49,86 119,4 112,9 33,76 116,9 *72,72 *35,52 *29,34 *41,31 *45,81 *49,58 97,11 75,40 73,22 98,41 110,5 112,7 77,32 66,9 *49,0 *45,86 *71,34 113,7 — 113,3 *36,63 46,82 71,88 97,28 *47,61 115,6 79,66 65,10 120.1 172,2 (91,42) 600 71,84 61,63 56,5 128 A67) 37,70 97,11 — 112,50 77,2 53,1 36,90 97,29 67,11 98,91 16,69 32,61 98,78 113,0 84,10 53,60 131,6 121,3 41,71 123,6 78,03 36,15 30,44 47,31 51,09 54,39 110,5 78,78 78,66 51,38 107,0 130,3 123,1 85,35 69,0 53,1 51,13 71,19 127,9 120,5 37,04 50,84 76,65 97,28 52,43 114,7 83,09 57,02 140,8 212,5 A12,5) 1000 *37,34 *37,24 *37,36 — 205 38,60 100,1 — 124,74 81,9 63,8 37,20 114,3 75.82 135,1 22,76 34,31 128 134,6 101.2 56,82 137,9 128,1 50,75 81,20 37,32 33,19 54,29 56,44 58,66 123,8 84,35 90,49 115,3 159,8 130,1 _ 73,2 56,1 55,61 80,83 147,3 — 127,0 37,24 58,87 86,19 85,02 55,86 119,7 102,1 61,0 150,6 200,8 — 1500 37,36 37,28 37,38 — — 39,40 — _ 75,7 37,28 128,1 156,9 36,99 128 134,6 37,95 35,23 58,36 59,29 60,58 _ 103,5 123,7 __ _ 134,8 78,5 57,3 57,49 82,13 — . 132,5 37,31 _— . . . 57,11 126,0 . , 71,3 143,7 200,8 — Литера- Литература [2, 3] 2, 3] 2, 3] 2, 3] 2, 3] 3] 3 3 3 2, 3] 2, 3] [2] 3] 3] 3] 2, 61 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 151 3 3 3 3 2, 3J 3] 2, 3] 3] 3] 3] 3] 3 .71 5] 15] 15] 3, 151 3 3 3 3 2 3] 3, 9] 3, 9] 2] 15] 3] 3] 3] 3] 3] 2, 3] 151
Продолжение тай л. 10.6 Вещество Температура, °К 20 40 150 250 400 600 1000 1500 Литера- Литература 4 НВг HCN HCI JHF HI HN8 HNO8 HNO8. H,O D,O Н„О H2S H2SO4 H2SO4H2O - H2Se HfO2- HgCl HgO (красная) IBr IC1 KBr KBr KC1 KC1 KF KH2PO4 KMnO4 k2so4 Lj2CO3 LiF Li2O MgCO8 MgCl2 MgF2 MgO Mg(OHJ 8 МпС12 MnF2 MnO Mn2O8 MnS з Mo8Si NF3 NH3 N2 (N N 4 (H4)H2PO4 NO N2O N2O4 NaBH4 NaCl NaCl NaF NaNO8 NaOH Na2SO4 Na2Si08 Na2TiO3 NiCl» II, 3,494 5,86 2.51 14,14 5,18 5,14 2,05 2,23 1,23 5,23 7,24 5,56 8,03 5» 44 6,94 2,84 1,16 3,21 12,89 0,96 0,08 0,063 0,088 0,34 4,97 1,63 21,05 1,54 1,46 4,18 7,03 6,32 8,49 1,59 1,42 3,77 2,43 3,29 20,50 12,48 ,15,69 9,04 23,26 18,69 19,70 6,13 6,38 6,90 14,90 21,84 24,24 29,00 15,02 23,18 15,64 7,92 17,67 35,23 6,74 0,75 0,54 0,53> 2,83 17,02 6,99' 42,34 7,61 8,91 17,77 17,28 21,46 28,70 ¦ 10,54 10,04 17,32 17,06 13,08 39,33 28,52 27,99 16,95 37,40 36,92 43,39 12,87 13,53 20,48 30,59 39,37 ¦,45,15 37,7 17,82 37,53 25,52 39,92 34,48 25,48 46,36 61,92 68,24 26,07 7,78 5,61 15,82 31,34 14,77 4,54 13,74 31,38 38,50 29,65 21,80 41,84 33,14 23,77 34,12 71,74 20,77 24,96 46,53 30,21 37,45 52,55 31,71 29,37 16,15 43,56 20,67 53,39 36,15 34,64 35,19 46,88 42,32 25,57 45,58 51,79 66,40 22,06 25,53 35,30 56,32 59,79 73,97 54,85 36,40 44,64 31,40 47,94 45,18 40,71 75,06 87,86 98,86 55,56 24,85 24,45 43,85 55,44 37.6& 18,73 40,96 62,84 60,58 49,08 33,14 61,84 49,16 47,70 69,02 38,65 42,03 131,8 51,46 76,82 57,86 44,10 34,23 66,02 41,30 89,70 73,26 78,16 57,66 60,84 111,5 180,7 34,83 41,20 51,46 88,58 П3.1 4> 49,45 41,45 50,88 49,88 47 70 104,0 110,6 120,5 85,77 38,07 46,93 68,62 68,13 56,48 33,30 68,78 86,61 70,71 64,10 41,51 93,72 48,95 67,99 88,57 59,75 125,2 107,2 80,00 48,86 44,43 84,22 54,44 117,6 102,2 114,4 69,04 90,17 *29,2I *39,42 *29,16 *29,15 *29,29 *49,12 *63,4 *34,24 *35,62 *45,45 *35,60 *36,28 67,15 36,74 *36,99 *36,40 53,93 *36,94 52,09 *36,78 51,34 149,1 46,62 63,85 90,12 76,07 69,31 41,67 81,00 104,4 77,15 47,45 109,0 50,71 84,22 97,02 *38,53 *63,2 *29,97 *42,87 *90,50 94,56 52,47 *36,28 49,12 116,1 65,10 153,4 130,6 140,0 75,40 98,66 29,87 44,19 29,71 29,23 30,12 57,36 36,29 38,82 55,69 ,38,69 40,21 73,93 37,11 37,40 37,11 56,69 37,20 55,31 37,11 53,93 175,2 51,61 73,85 107,7 80,25 74,60 45,23 94,22 115,0 81,84 50,33 120,8 52,22 94,52 102,3 44,73 76,5 3l725 48,86 103,6 108,6 55,73 36,90 52,89 155,6 86,06 170,2 148,0 151,3 79,79 104,3 32,33 50,79 31,76 30,17 32,34 67,45 41,20 45,41 62,84 45,85 47,24 80,00 37,28 37,78 37,66 '62,26 37,32 63,47 37,32 59,16 196,7 59,58 86,53 80,46 49,25 127,4 94,56 54,14 137,2 55,23 107,1 110,7 56,2 93,3 34,00 56,02 122,1 62,26 37,20 59,62 83,72 202,5 168,9 179,7 85,94 34,74 56,40 32,23 35,27 73,98 46,98 51,12 68,32 51,66 — 85,19 37,36 38,07 37,99 37,36 37,36 — 200 86,24 53,22 159,0 — 58,49 58,99 120,5 66,2 107 35,82 60,45 . , 37,28 68,62 197,4 179,1 196 100,4 3] 3] 3] 3] 3] 2, 3] I 3 3 3 3 3 3 3 3 [3] [2, 3] 3] 15] 15] 3] 2] 2, 31 2] 2, 3] 3] 3] 2, 3] 3] 3] 3] 2, 3] 3] 3] [2, 3] [2, 3] [3] [3] ¦¦ [3] [3] 12] 3] 3 3 3 3 3 3 3 3] 2, 3] 31 2, 31 2] 3] 1, 3] ii % 152
¦ Продолжение табл. 10.6 Вещество №О РН3 PbCljr РЬО (красная) ' РЬО (желтая) ВД>1 SFe SO2 Sb2O4 SeFe sic • ; SiH4 SiO2 (кварц) ' SiO2 (кристобал- лит) SiO2 (тридимит) s SnCl4 SnO2 ! SnS SrCO3 SrO SrSO4 TaC Ta.2O5 ThO2 TiC Т1СЦ TiO TiO2 (рутил) TiO2 (анатаз) Ti2O8 T1C1 UC13 UFe uo2 vc v2o3 we wo3 ZnF2 ZnO - ZnS ZrN ZrO2 l 20 10,29 12,55 — .— 15,06 22,64 6,95 9,41 1,00 ¦ — — 2,88 — . — 14,74 17,00 4,19 : — 0,983 1,67 — 40 40,88 33,64 — 34,73 42,93 24,18 26,19 3,93 — — 16,31 — 28,84 40,31 11,03 6,95 8,20 80 9,25 «50,46 55,40 22,94 22,82 46,02 60,63 43,18 37,99 2,38 51,46 11,92 12,05 12,47 15,48 29,29 34,77 18,20 43,91 15,65 44,64 l 4,23 8,54 13,26 13,26 17,03 42,38 80,32 23,28 6,99 18,20 24,4» 23,86 13,60 19,83 15,82 13,05 150 24,89 60,51 67,95 34,70 35,20 50,38 75,13 57,53 72,26 10,00 61,35 24,94 25,02 25,52 32,89 41,76 59,62 34,31 69,81 24,18 86,61 15,73 77,48 22,84 31,80 31,88 51,46 48,37 _ «8,39 42,13 18,37 60,54 49,92 46,44 25,86 34,43 24,69 32,30 Температур 250 39,41 74,98 43,45 45,57 52,30 86,65 106,9 22,07 39,33 39,29 39,79 49,08 47,82 75,65 43,26 92,99 34,43 124,3 29,37 91,58 36,07 49,75 49,37 87,45 50,63 152,40 59,25 29,71 95,48 73,39 61,76 37,03 43,26 36,78 50,58 a, °K 400 52,13 *41,80 80,17 51,04 53,93 E2,93) *U7,9 *43,47 121,7 *127,9 34,35 *51,42 53,60 53,14 61,50 102,4 64,42 50,38 95,06 48,76 A13,5) — 150,3 66,90 41,46 100,8 45,40 64,43 64,18 120,2 53,56 97,15 — 72,72 38,83 116,6 37,03 83,62 — 45,33 49,41 44,77 63,85 600 51,84 50,92 86,86 54,39 64,64 55,15 133,5 48,99 135,2 14U 3 41,34 65,81 64,39 65,35 63,68 105,2 73,93 55,27 107,2 52,34 A24,6) — 167,0 71,67 47,32 104,3 51,09 70,54 70,12 136,5 55,23 105,1 — 79,79 44,43 128,5 38,83 (91,92) — 49,50 52,38 48,66 70,25 1000 52,23 64,31 — — — — 147,2 54-, 52 162,3 150,7 48,62 84,47 68,41 72,97. 68,12 107,0 81,77 56,57 124,0 55,56 A46,9) — 172 7 77,66 51,34 106,5 58,94 75,02 74,35 146,3 *37,29 115,2 — - 85,60 51,38 140,5 42,47 A04,9) — 53,18 55,48 52,76 75,73 1500 59,45 72,84 —- — — — 158,1 57,11 — 156,6 55,61 95,44 '72,47 73,05 73,64 — 87,99 — — ¦: — A74,7) > _a 185,4 '84,06 53,85 107,6 68,41 — 77,19 151,3 37,35 118,4 — 89,75 58,74 151,7 47,03 A21,0) — 56,23 — Литера- Литература [3, 8] [31 [2, 3 2, 3 2, 3 2, 3 2, 3 3] 3] 21 2, 31 3] 2. 3] [2, 3j 2, 3] 3] 31 3, 14] 31 - [3] [2, 31 3 3 2 3 2, 3] 31 3] 31 [3] iff 31 3 ¦ • 3] 3 [31 P [2, 3J [3] [2, 3] [3] 3 [31 Теплоемкость воды С.р, дэн;/(моль-град), при давлении 760 мм рт. ст. Таблица 10.7 i. °C • 0 '¦10 20 30 40 50 60 70, 80. 90 100 0 4,2174 4,1919 4,1816 4,1782 4,1783 4,1804' 4,1841 .4,1893 4,1961 4,2048 4,2156 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 ,2138 ,1904 ,1810 ,1781 ,1784 ,1807 ,1846 ,1899 ,1969 ,2Q58 4 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2 2104 1890 1805 1780 1786 1811 1850 1905 1977 2068 — з 4,2074 4,1877 4,1801 -' 4,1780 4,1788'! 4,1814 4,1855 4,1912 4,1985 4,2078 — 4 4, 4, '4, 4, '4, 4, 4, 4, 4, 4 2045 1866 1797 1779 1789 1817 1860 1918 1994 2089 — s 4,2019 4,1855 4,1793 4,1779 4,1792 4,1821 4,1865 4,1925 4,2002 4,2100 — 6 4,1996 4,1846 4,1790 4,1780 4,1794 4,1825 4,1871 4,1932 4,2011 4,2111 — 7 4,1974 4,1837 4,1787 4,1780 4,1796 4,1829 4,1876 4,1939 4,2020 4,2122 — 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, s 1954 ' 1829 1785 ° 1781 1799 "*' 1833 1882" : 1946 2029 2133 — 9 4,1936 4,1822 4,1783 4,1782 4,1801 ' 4,1837, . 4,1887 4,1954 4,2039 4,2145, - 153
10.4. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ Таблица 10.8 Теплоемкость Ср, дж/(моль-град), органических соединений при давлении 760 мм рт. ст. [3, 18) Верхняя шкала температур относится к конденсированному состоянию, * нижняя — к газу. Формула сн. CH8F CHSCI CHsBr СН2СЦ CHFa CHF?C1 CHFC12 CF4 CF8C1 CF2C1S CF8Bra CFC1S CC14 CH4O CHSO CH2O QHe С2Н4С12 C8H4 C2HeO QHeO C2H4O C2H4O C2H4O2 C2H2O C2H2 CSH8 CsHe С,Н8О CaH6O C4HX0 QHe CgHjj v C5Hl0 QHl4 СЙ Название Метан Фторметан Хлорметан Бромметан Дихлорметан Трнфторметан (фреон-23) Днфторхлорметан (фреон-22) Фтордихлорметаи (фреон-21) Тетрафторметан (фреон-14) Трнфторхлорметан (фреон-13) Дифтордихлорметан (фреон-12) Дифторднбромметан (фреон-12Б2) Фтортрнхлорметан (фреон-11) Четыреххлористый углерод Метиловый спирт Муравьиная кислота Формальдегид Этан Дихлорэтан Этен (этилен) Этиловый спнрт Диметиловый эфир •% Ацетальдегид Этилена окнсь Уксусная кислота Кетен Этив (ацетилен) Пропан Пропен 2-Пропнловый спнрт Ацетон к-Б утаи 1-Бутен е-Пен тан 1-Певтен Гексан Бензол Состояние Конденсат Газ Конденсат Газ Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Газ Газ Газ Газ Конденсат Газ Газ Газ Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Кристалл Аморфный Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Газ Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Температура, °К 20 400 ___ 40,74 44,02 6,28 48,12 10,71 49,92 61,46 61,04 65,46 70,08 20,29 72,63 77,59 98,66 85,60 21,40 87,04 21,33 91,71 5,86 51,42 4,10 56,96 39,19 6,42 65,6 12,26 92,22 6,36 53,97 7,155 8,290 87,56 8,20 65,81 5.98 65,90 — 81,67 56,15 50,10 6,66 94,3 9,58 79.91 8,41 10,3 92,05 4,52 124,7 8,21 112,7 10,25 154,4 10,54 143,1 10,84 184,3 8,37 111,9 40 600 28,66 52,49 57,74 22,51 61,25 26,24 62,63 72,63 75,86 77,28 82,47 42,80 87,03 90,37 112,0 95,35 40,05 96,66 40,92 99,66 18,33 67,03 14,16 69.66 48,10 24,87 89,3 32,55 112,4 23,70 71,55 17.25 24,07 112,2 24,89 85,86 21,80 86,27 — 105,2 69,58 57,44 25,08 129.2 28,95 107,5 24,7 30,2 122,8 27,45 169,1 28,48 149,9 31,00 208,7 32,93 189,8 34,64 248,4 26,53 157,9 80 юоо 40,58 72.01 77,11 42.38 78,91 45,15 79,50 87,03 90,92 92,51 94,22 67,36 98,95 100,5 123,4 102,8 55,35 103,4 58,91 104,8 37.66 89,45 29,43 84,68 61,90 53,22 122,7 54,02 138,3 48,33 94,43 40,80 46,38 145,0 47,91 112,8 42,09 114,9 — 133,8 83,81 66,62 50,38 175,0 53,51 144,2 46,1 56,8 163,8 55,65 226,8 53,89 197,7 62,84 278,5 61,92 249,4 70,08 330,3 44,93 209,9 150 1500 86,7 90,21 62,34 91,00 56,23 91,25 95,98 — 99,62 100,5 ¦ 104,5 128,3 — 83,89 105,9 84,89 55,65 — 44,14 94,27 71,10 70.22 146,0 91,21 155,3 67,23 110.29 — _ 167,7 98,91 64,39 59,5 152,5 93,93 74,07 88,07 206,1 87,11 169,0 74,1 83,2 191,3 115,1 265,7 105,4 229,8 140,6 325,3 129,2 289,4 109,0 385,0 64,64 241,3 154
Продолжение табл. 10.8 Формула С7Н8 с8н8 СюН8 Ci0Hg Название Толуол о-Ксилол Стирол Нафталин Азулен Состояние Конденсат Газ Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Конденсат Газ Газ Температура, СК 20 400 1 139,1 11,00 171,7 11,71 160,3 9,37 180,7 176,4 40 600 194,9 31,80 234,2 32,28 218,2 30,12 250,8 248,2 80 1000 260,2 60,38 311,1 56,19 284,2 51,99 328,8 327,4 150 1500 300,3 96,06 359,5 90,75 324,6 81,75 374,4 10.5. ТЕПЛОЕМКОСТЬ Ср И ОТНОШЕНИЕ Cp/Cv ДЛЯ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ Таблица 10.9 Зависимость теплоемкости Ср, кал/(г град), газов и жидкостей от давления и температуры Аг, аргон [19, 20] Т. °К по 130 150 170 200 220 "= 250 *. 300 350 450 600 Давление, атм 1 0,12833 0,12678 0,12598 0,12553 0,12514 0,12498 0,12481 0,12466 0,12457 0,12448 0,12443 4 0,14253 0,13482 0,13119 0,12915 0,12749 0,12681 0,12614 0,12552 0,12514 0,12482 0,12461 10 0,1506 0,14825 0,13731 0,13248 0,13069 0,12890 0,12726 0,12637 0,12549 v 0,12495 40 0,326* 0,365 0,359 0,2258 0,16467 0,15372 0,14427 0,13631 0,13183 0,12880 0,12666 70 0,313* 0,334 0,330** 0,20895 0,18407 0,16218 0,14576 0,13681 0,13208 0,12830 100 0,297 0,314 0,380 . 0,532 0,25870 0,21890 0,18208 0,15522 0,14527 0,13537 0,12989 • Прн Т = 120°К. *• Прн Г = |80°К. Г. °К по 160 190 220 250 280 ' 320 400 500 Давление, атм 300 0,264 0,273 0,262 0,2346 0,2083 0,1846 0,1614 0,1498 500 0,227 0,2308 0,2398 0,2451 0,2370 0,2213 0,1988 0,1674 0,1522 1000 0,196 0,2094 0,2200 0,2301 0,2353 0,2306 0,2090 0,1681 0,1513 2000 0,1945 0,2054 0,2164 0,2246 - 0,2201 0,1979 __ — 3000 0,1883 0,1978 0,2078 0,2135 0,2089 0,1812 _ — 5000 0,1897 0,1982 0,2021 0,2010 0,1745 — 155
Продолжение табл. 10.9 Аг, Аргон 1 Я, атм ¦Л '; '" -. 1 <¦.»„ ю , : - ¦-, 100 , . .1 '' ' : Температура, °К , 800 ^¦0,12440* 0,12468 , 0.Ш26, 1 1000 t t < 0,12439. О,12456 0,12616 1400 , i 0,12438 i . 0,12446 ' 0,12517 - 1800 0,12438 0,12442 0,12482 2200 0,12437 0,12440 ' 0,12462 3000 0,12437 1 0,12438 0,12447 Н2, водород [3, 20] г, °к 30 ., 40 ¦¦ 56 ¦ 60 70 80 • 90 " l 2,590 -. ?,527 ' ' 2,507 , ¦ 2,508, , 2,528 2,568 2,620 " Давление, атм 3,413 2,905 . 2,704. t 2:«93 k 2,684 2,708 ~ - 100 .— — 3,900 " 3,732, 3,513 3,318 г. °к 100 " 110 130 150 200 - 300 600 1 2,683 2,751 2,889 3,012 * 3,235 3,420 3.477 Давление, атм 10 2,750 2,804 2,925 3,039 3,249 3,426 3,479 100 3,248 3,205 3,198 3,246 3,364 3,476 3,485 N2, азот [20] Т. "К 100 140 180 220 260 300 350 Давление, атм ;„ 0,25627 ч ' 0,25070 .. 0,24957 0,24911 0,24889 0,24884 0,24907 ^ 6,28074' 0,26211. 0,25641¦ 0,25370 0,25226 0,25146 ¦ . то 0,347 0,303 0,2852 0,2736 г, °к 400 500 700 ЮОи 1400 1800 3000 Давление, атм 1 0,24^72 0,25248 0,26^43 0.27В96 0,29450 0,30374 0,31596 10 0,25148 • 0,25353 0,26292 0,27919 0,29459 0,30379 0,31597 100 0,2676 0,26318 0,26747 . 0,28122 0,29552 0,30426 0,31607 О2, кислород [20] 120 150 170, 210 250 300 350 .. 400 . I 0,22145 , 0,21950 , 0,21894 • 0,21848 ,, 0,21868 . 0,21985 0,22206 . 0,22507 Давление, атм 0,24535 . 1 0,23474 ; 0,22687 : 6,22400 ; - ,6,22325.' 0,22441 ! . 0,22679 - 100 —. . . 0,4024 • 0,2925 0,2586 0,2475 . 0,2435 450 550 700 1000 1400 1800 2200 3000 1 \ 0,22859 • , 0,23612 0,24642 0,26052 0,27108 ¦ 0,278,63 1 0,28561 0,29846 Давление, атм 10 0,22990 0,23696 0,24690 0,26074 , . 0,27118 0,27869 0,28565 0,29847 100 ' 0,2427 ' 0,2450 0,2516 , 0,2628 i 0,2721 1 0,2792 0,2860 0,2986 156
Продолжение табл. 10.9 В2Нв, диборан [21] г, °к 190 240 270 ЗЮ 360 400 Давление, атм 1 0,3732 0,4135 0,4482 0,4863 0,5656 0,6179 ю 0,5572 , 0,5195 0,5282 0,5844 0,6306 100 1,3266 1,0150 0,8563 г, °к 420 440 460 500 800 1500 Давление, атм 1 0,6436 0,6686 0,6932 0,7407 1,0265 1,3403 10 > 0,6543 . 0,6779 ,0,7013 х '0,7472 1,0287 1,3409 1 100 ,'0,8245 i0,8117 i0,8100 1 0,8245 ¦ 1,0498 1,3468 СО, окись углерода [20] Т. °К 200 220 280 350 450 520 1 0,2495 0,2493 0,2490 0,2495 0,2521 0,2553 Давление, атм 10 0,2600 0,2575 0,2536 0,2523 0,2538 0,2565 100 0,2902 0,2765 0,2589 0,2669 г, °к 600 700 900 1200 1800 3000 0,2598 0,2660 0,2780 0,2916 0,3064 0,3175 Давление, атм 10 0,2606 0,2666 0,2783 0,2918 0,3065 0,3175 100 0,2682 0,2719 0,2814 0,2934 0,3070 0,3175 СО2, двуокись углерода [20, 22] Т. °К 220 240 250 260 270 280 290 300 320 330 Давление, атм 1 0,1871 0,1904 0,1924 0,1946 0,1969 0,1992 0,2015 0,2038 0,2083 0,2105 10 0,3321 0,2605 0,2316 0,2186 0,2187 0,2191 0,2195 0,2207 0,2215 , 100 _ _ __ 0,513* 0.5592* 0,6553* . 0,9338 0,5170 Т, °К 340 420 490 550 600 700 800 1000 1200 1500 Давление, атм 0,2127 0,2288 ¦ 0,2410 0,2502 0,2572 0,2693 0,2794 0,2950 0,3059 0,3170 , ю 0,2226 0,2339 0,2442 0,2525 0,2589 0,2704 0,2802 0,2954 0,3063 0,3172 100 0,4140 ' 0,2976 ¦ 0,2695 0,2784 0,2787 0,2830 0,2884 0,2998 0,3090 0,3188 • Прн Г = 273,15°К. " При Т = 283,15°К. "* При Г = 293,15°К. Н2О, вода [23] 1, °К 273,15 323,15 373,15 403,15 443,15 473,15 503,2 513,2 543,2 573 583 1 1.007 0,998 0,492 0,477 0,470 0,472 0,474 0,474 0,477 0,480 0,481 0 0 0 0 0 25 — ,745 ,694 ,613 ,574 ,565 Давление. 100 0,995 0,993 ,001 1,013 ,036 1,063 ,103 ,122 ,202 ,363 1,662 атм 200 0,987 0,988 0,996 1,007 1,028 1,051 1,085 1,100 1,162 1,273 1,332 500 _ — — — — — — 7, °К ¦ 613 633 643 663 693 723 773 823 873 973 1 0,485 0,487 0,489 0,492 0,498 0,502 0,510 0,519 0,527 0,544 25 0,545 0,573 0,543 0,531 0,535 0,535 0,539 0,544 0,549 0,562 Давление. 1С0 1,028 0,878 0,823 0,755 0,689 0,650 0,615 0,600 0,590 0,583 атм 200 1,679 2,907 3,768 1,733 1,161 0,938 0,785 0,708 0,667 0,626 1 1 0 0 500 _ — — — — — ,709 ,198 ,970 ,82 .... 157
Продолжение табл. 10.9 NH8, аммнак [22] Г, °К 300 320 340 360 380 400 420 440 480 520 580 Давление, атм 1 0,516 0,519 0,524 0,536 0,538 0,546 0,554 0,563 0,580 0,598 0,624 10 0,746 0,663 0,616 0,599 0,583 0,587 0,587 0,587 0,599 0,616 0,640 50 1,14* 1,17 1,26 1,43 1,04 0,88 0,79 0,73 0,70 0,69 0,68 Т. °К 310 350 370 380 390 400 420 440 480 520 560 100 1,11 ,26 ,41 ,55 1,85 ,81 ,47 ,10 0,86 0,79 ( ).74 Давление, атм 500 1,02 1,06 1,09 ,10 ,12 1,14 1,20 1,24 1,30 ,21 ,01 1000 ._ 0,91 0,94 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,00 1,00 0,97 0,93 • При Г = 310°К. СН4, метан B3] г, °к Давление, атм 25 100 Г, °К Давление, атм 25 100 323,15 373,15 423,15 473,15 523,2 0,5481 0,5853 0,6273 0,6700 0,7140 0,575 0,604 0,640 0,680 0,722 0,682 0,664 0,682 0,710 0,744 573,2 673,2 773,2 873,2 973,2 0,7587 0,8435 0,9216 0,9926 1,057 0,765 0,848 0,925 0,996 1,052 0,783 0,860 0,933 1,003 1,064 этан [21 Т. °К 294,25 310,95 327,55 Давление, атм 0 0,4183 0,4343 0,4502 17 0,4853 0,4900 0,4980 34 0,7673 0,6215 0,5865 г, °к 344,25 360,95 377,55 Давление, атм 0 0,4661 0,4821 0,4988 17 0,5068 0,5203 0,5355 34 0,5761 0,5801 0,5896 , этин (ацетилен) [19] Г. "К 240 270 280 Давление, атм 0, | 0,3657 0,3853 0,3915 0,3726 0,3895 0,3953 10 0,4664 0,4445 0,4429 Г. "К 290 300 320 Давление, атм 0,1 0,3976 0,4034 0,4149 0,4011 0,4068 0,4184 10 0,4422 0,4429 0,4472 158
Продолжение табл. 10.9 C2F3CI3, трнфтортрнхлорэтан (фреон-113) [23] - г, °к 253,15 263,15 273,15 283,15 293,15 303,15 31-3,15 10 0,216 0,218 0,220 0,222 0,225 0,225 0,229 Давление, arm 1 20 0,215 0,216 0,218 0,220 0,222 0,224 0,226 1 30 0,214 0,215 0,217 0,218 0,220 0,222 0,224 Г, °К 323,15 333,15 343,15 353,15 363,15 373,15 383,15 Давление, атм 10 0,232 0,234 0,237 0,239 0,242 0,246 0,251 20 0,229 0,231 0,233 0,236 0,239 0,242 0,246 30 0,226 0,228 0,230 0,232 0,234 0.237 0,240 G,H8, пропан [19] Т. °К 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 340 360 380 400 440 480 520 560 600 Давление, атм 0,1 0,322 0,333 0,342 0,354 0,365 0,374 0,385 0,397 0,406 0,417 0,440 0,463 0,485 0,508 0,553 0,596 0,637 0,669 0,696 I 0,537 0,340 0,349 0,360 0,372 0,381 0,390 0,401 0,413 0,424 0,444 0,465 0,487 0,510 0,555 0,599 0,637 0,669 0,696 5 0,537 0,540 0,542 0,546 0,558 0,449 0,435 0,431 0,438 0,444 0,460 0,476 0,497 0,517 0,560 0,603 0,642 0,671 0,698 ю 0,537 0,540 0,542 0,546 0,555 0,574 0,601 0,637 0,517 0,499 0,483 0,492 0,508 0,526 0,567 0,608 0,646 0,676 0,701 50 0,528 0,528 0,531 0,535 0,542 0,553 0,574 0,599 0,630 0,669 0,787 0,880* . 0,737** 0,678 0,664 0,680 0,701 0,719 100 0,549 0,567 0,590 0,615 0,642 0,698 0,764 0,832 0,905 0,921 0,834 0,778 0,755 0,751 250 0,585 0,596 0,621 0,649 0,673 0,696 0,739 0,778 0,798 0,789 0,782 ; При При T = 350 °К. 420 °К. Воздух [3] Г, °К 110 130 150 180 200 250 300 400 Давление, атм 0,2442 0,2424 0,2415 0,2408 0,2404 0,2403 0,2405 0,2424 10 0,3298 0,2800 0,2637 0,2533 0,2492 0,2455 0,2439 0,2441 100 _ — 0,580 0,4170 0,3062 0,2776 0,2599 Г, °К 500 700 1000 1500 2000 2400 2800 3000 Давление, атм I 0,2461 0,25696 0,2730 0,2942 0,3198 0,3762 0,5399 0,6833 10 0,2472 0,2575 0,2732 0,2943 0,3165 0,3448 0,4068 0,4613 100 0,2565 0,2619 0,2752 0,2951 0,3159 0,3352 0,3634 0,3843 159
Таблица 10.10 Отношение теплоемкостей х = Ср /Cv некоторых газов Продолжение табл. 10.10 т. °к 100 140 180 220 260 300 350 400 450 500 600 7С0 800 - 900 ¦ 1000 1200 1500 320 340 1 360 ¦ 400 460 520 580 100 120 140 160 180 200 240 260 280 300 320 360 400 - 450 - 500 550 600 160 180 200 240 260 ¦ 280 290 ' 300 310 320 1 ,424 1,410 ,406 ,403 ,402 ,401 ,400 ,398 ,396 ,391 ,382 ,371 ,360 ,350 ,341 ,327 ,317 1,308 1,298 1,304 1,277 1,260 1,232 1,230 1,627 1,678 1,675 1,674 1,675 1,674 1,673 1,671 1,670 1,670 1,669 1,669 1,668 1,668 1,668 1,667 1,667 1,354 1,333 ,313 ,407 ,261 ,247 ,240 ,233 ,223 ,221 Давление, ашм 10 Азот, N2 [20] 1,526 1,462 1,437 1,424 1,417 1,411 1,406 1,401 ,396 1,385 1,373 ,361 1,351 ,342 ,327 ,317 - Аммиак, NH3 [22 1,410 1,356 ' 1,343 1,315 : 1,279 1,258 1 1,243 Аргон, Аг [3, 20] ' ,803 ,759 ,740 ,711 ,709 • ,697 ,697 ,679 ,682 ,679 - ,676 ,669 ,673 100 1,85 1,65 1,566 1,512 1,480 1,455 1,437 1,410 1,390 1,372 1,359 1,347 1,331 1,319 . —. — 1,668 1,447 1,333 ¦ . J _ , — 3,021 2,328 а, 17 „ 1,96 — — 1,80 1,780 1,753 — 1,721 Ацетилен, С2Н2 [19], .1 : 1,479 ' 1,392 ! 1,339 , 1,318 ; ' 1,299 1,288 . i 1,273 . — —. — . — u . ; S . . i .к, • т, °к 30 50 70 90 ПО 130 150 180 210 240 270 300 340 380 420 460 500 550 600 120 140 160 180. 200 240 280 300 , 320 ! 360 1 400 ' 450 • ^ 500 '< 550 i 600 650 700 800 900 1000 1200 1500 220 260 300 350 400 450 500 600 700 40 260 ' 280 300 340 . 360 Давление, апгм 1 Ю Водород, Н2 [20] 1,736 1,684 1,655 1,611 1,563 1,521 1,488 1,455 1,433 1,419 1,410 1,405 1,401 1,399 1,398 1,397 1,397 1,396 1,396 1,913 1,738 1,655 1,586 ¦ 1,536 1,500 ¦ 1,461 1,437 1,422 1,413 1,406 1,401 1,399 1,398 1,398 1,397 1,397 1,396 Воздух [20] 1,4166 1,4119 1,4089 1,4071 1,4057, 1,4040 1,4024* 1,4017 l,4008i 1,3987, 1,396b 1,3920 1,3871 1,3818 1,3760 1,3702 1,3646 1,354 1,345 1,336 1,322 1,304 1,6395 1,5350 1,4896 1,4648 1,4489 1,4313 1,4214 1,4177 , 1,4146 1,4091 1,4041 1,3979 1,3918 1,3854 1,3788 1,3726 1,3664 1,355 1,345 1,336 1,322 1,304' ' 2,256 ., 1,945 1,768 1,654 1,579 1,507 ' 1,468 1,442 " 1,427 1,417 1,409 1,404 ,402 1,400 1,398 1,397 1,396 . . >,1376 ,7439 ,6094 ,5711 ,5425 ,5024 И 752 ,4498 ,4321 1,4170 ,4041 1,3931 1,3832 1,3665 1,3533 ,3423 ,3257 ,3056 Кислород, О2 [3, 20] 1,403 1,400 1,396 1,391 1,382 1,374 1,366 1,350 1,337- - • ,441 ,425 ,414 ,403 1,391 ,381 1,371 ,353 . ,339 - Пропан, С3Н„ [19] 1,80 1,125 1,106 1,143 1,111 1,109 S ц ¦' . i 1,169 1 2,120 1,721 1,599 1,526 ,478 1,445 ,420 1,383 1,353 - . —1. 160
Продолжение табл.10.10 т, °к 400 440 480 520 560 600 220 250 300 350 400 ¦ 450 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 280 300 350 400 450 500 600 700 800 Давление, атм 1 1,097 1,088 1,065 1,076 1,069 1,069 10 1,124 1,112 1,099 1,091 1,090 1,074 Углерода двуокись, 1,349 1,324 ,293 1,271 1,254 ,241 ,230 ,214 1,202 ,193 1,186 1,181 1,173 1,166 . . 1,416 1,352 1,305 1,276 ,256 ,241 ,220 1,206 ,196 ,188 ,183 ,174 ,167 Углерода окись, < 1,402 1,401 ,399 ,396 ,392 1,387 ,376 1,364 1,352 ,424 1,420 ,414 - ,406 ,400 ,393 ,381 ,366 1,354 100 _ 1,519 1,421 1,271 1,189 1,150 СО2 [20] 2,40 1,630 1,463 1,387 1,291 1,247 1,222 1,206 1,196 1,183 1,172 ЭО [3] 1,698 ,633 ,542 ¦¦ ,494 ,463 1,441 ,409 ,386 1,368 Таблица 10.11 Теплоемкость Ср, калЦг-град), жидких смесей и растворов при давлении 760 мм рт. ст. [23] 10.6. РАСТВОРЫ И ЖИДКИЕ СМЕСИ Теплоемкость соединений неиндивидуального сос- состава (смесей, растворов, сплавов и т. п.) приближенно, удовлетворяет правилу с смешения: * ,; Ссмеси = 2j2*^ft> где гд,— атомная (мольная, массовая, объемная) доля ft-компоненты смеси; Сд,— атомная (Мольная, удельная, нли объемная соответственно) теплоемкость этой ком- компоненты. ' . 1 " , Y Для твердых тел прлвило1 смешения.выполняется и1 для простой смесн^ и для интерметаллического соеди- соединения. Отклонения от правилЬ смешения наблюдаются,, когда при нагревании происходит изменение состава; или структуры выцества, а также в водных раствора^ электррлитов. Пло[хо выполняется правило смешения для смесей газов при больший давлениях;;;обычно теп-; лоемкость, рассчнтанная по правнлу смешения, меньше экспериментальной. , t. "С Дифеиильная 20 40 60 80 100 140 180 220 260 300 350 400 Н2О + 6% 1 15 20 60- 100 Н2О+10% 15 20 60 100 Н2О+15% 15 20 60 100 Н2О +24,26% 15 ! 20 60 100 | НаО+1,'5% 15 20 40 ' 60 70 80, 90' 92 Н2О+3% N ¦15' 1 20. 40 60) '70 ,- 80! 1 90 гмесь* 0,38 0,40 0,41 0,43 0,45 0,49 0,54 0,58 0,63 0,66 0,69 0,72 МаС1 0,954 0,951 0,929 0,907 NaCl 0,922 0,920 0,898 0,872 NaCl 0,842 0,841 0,830 0,793 NaCl 0,783 0,783 • 0,775 0,759 Na2SO4 0,911 0,912 0,921 0,959 1,001 1,07 1,167 1,185 a2SOa, i 0,886 ! 0;886 ' 0,892 ; 0,909 i 0,941 0,998 1,077 i t. °c H2O4 15 20 40 60 70 80 ; 90 92 94 H2O + 15 20 40 60 70 80 90 92 94 96 H2O-1- 15 20 ' 60 100 <* -6% Na2SO4 0,867 0,867 0,869 0,885 0,900 0,929 1,002 1,022 1,06 9% Na2SO4 0,846 0,847 0,852 0,861 0,873 0,901 0,956 0,972 0,990 1,01 -10% KI2 0,846 0,849 0,869 0,897 ' H2O+20% KI2 15 20 60 100 0,757 0,759 0,775 0,797 H2O+30% KI2 15 20 60 100 . H2O+6 23 41 0,644 0,646 0,666 0,686 , ,5% C2H6O 1,030 1,032 . H2O+37% QHeO 23 41 0,858 i 0,874 H2O + .78% C2H6O 23 41 0,660 0,684 Даутерм: J3,5% дифенилового эфира + 26,5% дифенила. 161
10.7. СПЛАВЫ Таблица 10.12 Теплоемкость сталей при давлении 760 мм рт. ст. Продолжение табл. 10.12 Марка стали Ср. кал/(г-град) Углеродистые стали 08 Ст. 15 Ст. 20 Ст. 25 Ст. 10; 30; 35 Ст. 40 Ст. 45 Ст. 50 900 1300 0-М 00 300 500 705 800 1000 100 300 650 0-4-100 04-400 550 900 1100 1300 О-г-100 оч-боо 100 600 1100 1300 0-М 00 о-моо 04-600 900 1100 1300 100 400 600 640 700 800 900 0,156 0,159 0,112 0,132 0,163 0,316 0,161 0,153 0,110 0,125 0,195 0,112 0,125 0,154 0,155 0,156 0,166 0,112 0,136 0,112 0,137 0,152 0,166 0,112 0,125 0,137 0,150 0,152 0,164 0,134 0,153 0,268 0,828 0,160 0,153 0,150 24 24 25 24 24 24 24 24 24 24 24 25 25 24 24 24 24 25 25 [25 25 24 24] 25 25 25 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 Легированные стали 1X13 2X13 3X13 Х17, Х28 Х9С2 12ХС 10ХС2М Х18Н9 2Х18Н9 0Х18Н10 12ХН2 Х23Н13 20 200 200 500 20 20 600 900 04-100 200 20 100 600 900 20 60 20 0,11 0,12 0,117 0,135 0,11 0,111 0,218 0,235 0,115 0.П4 0,12 0,112 0,174 0,24 0,12 0,108 0,121 26 25 25 25 26 27 27 27 25 25 26 26 27 27 26 28 28 Литература Марка стали Х23Н18 Х25Т 12ХМ 15ХМА 20ХМ, 20ХМА ЗОХМ 1Х18Н9Т Х18Н10Т Х18Н25С2 Х20Н14С2 Х20Н20С2 12ХНЗА ЗОХНЗА ЗЗНЗМА 25Х2МФА 1Х14Н14В2М 4Х14Н14В2М и °С 20 20 20 04-100 204-100 204-600 20 20 20 20 20 20 380 425 34 512 20 20 20 20 Ср. калЦгград) 0,12 0,11 0,115 0,116 0,113 0,139 0,11 0,12 0,12 0,123 0,12 0,14 0,157 0,154 0,111 0,154 0,11 0,11 0,128 0,124 Литература 26) 26 25 25 25 25 25 28 26 25 26 26 28 28 28 28 25 25 25 25] Таблица 10.13 Теплоемкость двухкомпонеитных сплавов, не содержащих железа [29] Состав 67% А1; 33% Си 50% А1; 50% Си 33% А1; 67% Си 25% А1; 75% Си 92% А1; 8% Mg 32% Al; 68%V 60% Al; 40% Zn 80% Аи; 20% Си х% Bi; A00—х)% Cd х% Bi; A00 — х)% Pb (х<50%) х% Bi; A00 — х)% Pb E0%<х<Г96%) 99% Bi; 1% Si 97% Bi; 3% Sn 94% Bi; 6% Sn 50% Bi; 50% Sn 25% Bi; 75% Sn 7% Bi; 93% Sn 3% Bi; 97% Sn 32% Cd; 68% Sn t, °c —150 —100 0 —150 —100 0 100 500 —150 —100 0 20 154-100 204-100 —136 —39 12 17- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- -100 -100 -100 -100 rlOO -100 r-100 -100 -100 -100 —774-20 204-100 Cp , джЦг-граО) 0,415 0,499 0,605 0,35 0,42 0,51 0,46 0,53 0,31 0,36 U, 43 1,15 0,655 0,565 0,164 0,180 0,183 0,2294+0,001636л 0,1298+0,0001 13* 0,1471— 0,000217* 0,1266 0,1315 0,1340 0,1818 0,2088 0,2236 0,2266 0,232 0,234 162
Продолжение табл. 10.13 Таблица 10.14 Состав 67% Си; 33% Mg 33% Си; 67% М? 90% Си; 10% Мп 68% Си; 32% Мп 95% Си; 5% Ni * 90о/0 Си; 10% Ni 40% Си; 60% Ni (кон- стантан) х% Си; A00 — х)% Ni (бронзы, 10% <*¦< < 90%) A00 — х)% Си; х% Zn (латунн, 10% <; х <Z < 90%) 10% Ir; 90% Pt 95% Мп; 5% Ni 90% Мп; 10% Ni 55% Мп; 45% Ni х% Pb; A00 — х)% Sb E%<х<96%) 64% Pb; 36% Sn 1 36% Pb; 64% Tl x% Sn; A00 — x)% Zn t, °C —150 0 200 J 400 —150 —100 0 v —136 —39 12 —136 —39 12 —136 —39 12 —136 —39 12 0 100 184-100 184-100 204-100 —136 —39 -I Q \z —136 —39 1 о \Z —136 —39 1 О \2 204-100 -17S4--79 —794-18 124-99 04-25 164-100 Cp , джЦг-град) 0,30 0,40 0,51 0,57 0,44 0,51 0,61 0,323 0,376 0,396 0,346 0,400 0,414 0,306 0,358 0,379 0,307 0,366 0,380 0,410 0,427 0,2273+0,00155* 0,387 0,1352 0,387 . 0,435 0,445 0,386 0,435 0,459 0,386 0,448 0,464 0,1301 + 0,0008* 0,1507 0,1628 0,1705 0,1281 0,2294+0,001636* Теплоемкость многокомпонентных < сплавов Сплав (состав) Алюмель Белл-металл Вуда сплав Инвар Липовнца сплав i Манганин (84% Си; 12% Мп; 4% Ni) Монель Розе сплав Фосфористая бронза Хромель E6% Na; 44% К) ¦ B2% Na; 78% К) D4,5% Pb, 55,5% Bi) D8% Bi; 26% Pb: 13% Sn; 13% Cd) E0% Bi; 31% Pb 19% Sn) B9,9% Bi; 17,5% Sb; 18,7% Zn; 33,9% Sn) 42% Ni; 57% Fe; 1% Mn) /, °c 0 154-98 54-150 1004-150 — 54-50 1004-150 18 100 204-1300 —774-20 204-89 —1884-18 204-100 200 300 400 800 100 600 800 0 100 150 0 0 204-99 :пециальных Ср. • кал/(гх Хград) 0,125 0,0858 0,0352 0,0426 0,12 0,0345 0,0426 0,0973 0,1004 0,127 0,0356 0,0552 0,081 0,0876 0,107 0,269 0,261 0,255 0,250 0,225 0,209 0,213 0,03 0,035 0,035 0,031 0,033 0,0566 0,12 Лите- Литератур [30] [30] [31] [31J [30J [31], [311 [301 [30] [30} [31* [31] [31], [31] [30] [25] [25] [25]. [25J [25]. [25], [25] [251 [251 [25J [251 [251 [301 [30] 163
10.8. ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Таблица 10.15 Теплоемкость технических материалов(неметаллов) Продолжение табл. 10.15 Наименование Топлива и масла Бензин (Б-70) i Бензин, пары Глицерин технический Керосин (Т-1) Керосин, пары Масло техническое АМГ-10 Масло техническое МС-20 Масла растительные Нефть Пластические вещества Акриловые пластмассы Асфальт Внннплаи Капрон Нейлон Оргстекло Парафин Парафин жидкий Полистиреновые пласт- пластмассы Полиэтилен Полиэфирные пластмассы Фторопласт-3 ¦Фторопласт-4 (тефлон) Этролы целлюлозные Каучук, резина Каучук вулканизирован- ныи Резина вулканизирован- вулканизированная Резина невулканнзирован- ная Эбонит Стекла Кварцевое t. "С 20 100 200 150 250 ;¦ 154-50 20 100 250 200 20 i 20 150 20 1204-60 ¦ 20 20 20 ¦ 20 ' 20 —204-3 ' 60 20 -173 ; 20 20 ' 20 —253 :—223 —196 — 173 — 123 > —73 ; 7 — 1 20 i 20 20, ¦ 20 20 200 ' . 400 60С ' 1000 1200 Ср. калЦг-град) 0,492 0,587 0,727 0,558 0,617 0,576 0,478 0,568 0,755 0,591 0,44 0,488 0,584. 0,394-0,47 0,51 0,35 0,40 0,24, 0,55 0,4 0,344-0,37 0,377 0,712 0,32 0,15 0,60 0,264-0,55 0,22 0,0183 0,0491 0,0739 • 0,0931 0,1320 0,1660 0,2480 0,37 0,4 0,51 0,45 0.341 0,213 0,213 0,230 0,240 - 0,260 0,273 Лнте ратура [23 [23 [23 [23 [23 [30 1 [23J [23]' [23] [23] [23) [23] [23] [30] [301 [30] [32] [24] [24] [30] [24] [30] [30] [241 [24] [16] [24] 124] [33] [33] [33 [33 [33] [33] [33] [301 [30| [241 [301 [24| [24] [24] [24] [24] [24] [24] Наименование Крон Натриевое Оконное Пирекс Термометрическое 16'" Флинт Стекла из природных силикатов Анорнт (CaO-Al9O3-2SiO2) Альбит р (Na2O-Al2O3-6Si62) Микроклин (K2O-Al2O3-6SiO2) Волластонит (CaO-SiO2) Диопсид ' (CaO-MgO-2SiO2> Природные вещества. минералы Андалузит Апатит Асбест А у гит Берилл Боракс Базальт • Гнпс Гранит Гнейс ' ' Графит Доломит Каолин Лава вулканическая Малахит Слюда Тальк р Уголь каменный Шпинель Шеелит Строительные материалы Бетон t, "С 104-15 204-100 204-300 204-500 204-700 204-1000 04-100 —1004-0 204-100 04-300 04-500 404-800 404-1000 194-100 104-50 04-100 04-500 04-700 04-100 04-500 04-900 С 4-100 04-500 04-1100 04-100 04-700 04-100 04-700 04-100 154-99 204-98 204-98 50 35 0 400 1200 —200 0 0 400 800 0 200 20- 4 23- 31- 15- 20- 9- -98 0 00 -100 -776 -99 20 59 -1040 -98 50 0 СР. калЦг-град) 0,161 0,1924 0,2351 0,2516 0,2619 0,2690 0,16 0,1445 0,1695 0,2053 0,2270 ' 0,271 0,287 0,1988 0,117 0,1881 0,2306 0,2406 0,1977 0,2410 0,2640 0,1919 0,2321 0,2598 0,1852 0,2355 0,1938 0.2439 0,168 0,190 0,195 0,193 0,201 0.161 0,204 0,273 0,357 0,077 0,246 0,156 0,256 0,311 0,177 0,242 0,2 0,222 0,237 0,323 0,20 0,26 0,176 0,21 0,208 0,3145 0,193 0.096 0,20 Лите- Литература [30] [34] [34] [34] [34] [34] [28] [32] [34] [32] [32] [34] [34] [30] [30] [28] [29 [29 [29 [29 [29 [29 [29 [29] [29] [29] [29] [29| [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] [30] 30] 30] 30] 30] 32] 30] 30 30 30 30 30 28 [30 [30] [30] [30] [32 164
п 1 Наименование Бумага, картон Войлок.» Глина ! 1 • • . Дерево, , Известняк Кирпич красный » силикатный Камень строительный Мел'"' „ ' ' ~ Мрамор ' Песок речной. ' . Пробка Пеностекло Текстолит Фанера Фибролит Шлаки Огнеупоры Алундум , - - - Глинозем ! ! Кнрпнч: i ; динасовый '¦ f 1 i карборундовый : i магнезитовый л хромитовый ' шамотный •' • ' Фарфор технический Уголь электродный * . — 1 Керамика высокотемпе- высокотемпературная ' — — А1А '* | * i / A1N ! В4С Be3N2 f BeO I а-СаСз (•> ню2 LaB6 ' MgO родолженне табл 1 t. °с — 0 400 800 • 20 0-И 00 0-М 00 20 20 ' 20 O-WO0 О-г-100 .— 20 0 — — 100 . 100 •' ,-500 1006 1500 100 1000 1500 100 юоо1 100 1000' 1500 . 1 100 ' 1000 100 • - 1000 1500 95 15-М07 26-h76 ¦ 26-f-538" fe6^-1450 i ' 100 1 Г17Р0- < 1800 | 20 > 20 20 j 20 100 . 400 800 •1000' v i 1200 20 • . 100 20 100 Cp. кал/(г -град) 0,36 ' 0,45 0,179 0,270 0,361" . -0,3 0,22 ' 0,21 0,20 0,22 0,21 ' 0,22 0,19 0,42 —0,18 -0,35 0,60 0,55 -0,18 «-0,186 0,-200' , -0,239 0,261 i 0,275 0,201 0,263 1- 0,297 i 0,201 ., ,0,186 ..'^0,222 0,277 ,0,296 ! ~ '0,Г70 1 ¦•-O;220' 0,199 0,259 0,299 0,26 0,254 0,168 - 0,199» 0,387 ¦ . 0,206 j 0,280 ! 0,299 1 0,189 0,224 : 6,302 0,239 ! 0,299 0,420 0,492 0,498 ¦• 0,530 ' ,.,0,229- 0,178 ' ' «,136 0,233 ¦ 10.15 Лите- Литература [32] .[28] [30] [30] [30] [30] [34] [32] [32] [34] [28] [32] [32] [32] [24] [24] [32] [28] [28] [29] [29] [29] [29] [29] [29] [29] 29] 29] 29] 29] 29] [29] [29] [29] [29] [29] [29] [32] [29] [29] [29] [29] [35] 36] 36] 37] 37] 37] 36] 35] 38] 38] 38] 38] [37] [36] [37] 35] Продолжение табл. 10.15 Наименование MoSi, NbC TaC TaN TiB TiC TiN TiO2 - ' ThO2 uo2 VC VN we ZrO2 ZrC t. °c , 20 20 20 20 20 20 20 20 0-H00 O-f-200 • 20 ' 20 . 2,0 - 20 1000 1400 20 ' CP- *• кал/ (г-град) 0,092 0,085 0,045 0,049 0,179 0,134 " 0,170 . 0,194 0,056 10,056 0,131 0,139 • 0,043 0,120 0,16 0,176 0,142 Лите- Литература [37] [37J [37] [37] [37] [37] [37] [36] [36] [351 37] 37] 37] 37] 32] 36] 37] 10.9. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ При фазовом переходе I рода теплоемкость изме- изменяется скачком, что связано с зародышевым характе- характером процесса образования новой фазы. При этом ска- скачок конечен, но в эксперименте он обычно маскирует- маскируется более или менее! острым пиком, площадь которого равна скрытой теплоте перехода. При фазовом переходе II рода теплоемкость имеет характерный Х-образный вид, .являющиеся аномалией собственно теплоемкости, так как теплота фазового пе- перехода 11 рода равна нулю. Температурный интервал, в котором проявляется '^-особенность1 'теплоемкости, может быть очевь узким (например, при переходе в сверхпроводящее состояние этот интервал равен при- примерно 10~12 град), и экспериментальные зависимости имеют иногда вид, сходный с аналогичными зависимос- зависимостями для фазовых переходов 1 рода. Поведение тепло- теплоемкости—вблизи фазовых переходов , 11 рода показано н'а рис. 10.1 — 10.20. ; '„., Ч I 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2}6 2}В Т°К 1 Рис. 10.1. Температурная зависимость теплоем- теплоемкости 4Не вблизи перехода в сверхтекучее со- состояние [3]. 165
дж i моль-г1 ? ¦эад 1 1 1 ' 200 400 600 t;c Рис. 10.2. Температурная зависимость теплоемкости Р-латуни вблизи точки упорядочения [3]. 40 50 t,C Рис. 10.5. Температурная зависимость теплоемкости СЕ короткозамкнутого кристалла триглицинсульфата (NHaCHaCOOH)s-H2SO4 вблизи сегнетоэлектрического пе- перехода [40]. i 3,5 3,6 3,7 3,8 >Т,°К Рис. 10.3. Температурная за- зависимость теплоемкости Sn вблизи перехода в сверхпро- сверхпроводящее состояние [39]. кал г 950 1000 Рис. 10.6. Температурная зависимость теплоемкости Fe вблизи ферромагнит- ферромагнитного перехода [41]. кал ?* моль-град 30 20 10 60 120 180 240 Т,'К Рнс. 10.4. Температурная зависимость теплоемкости КН2РО4 вблизи сегнетоэлектрического перехода [31]. О Рис. 10.7. Температурная зависимость теп- теплоемкости Fe вблизи ферромагнитного пере- перехода (в логарифмической шкале). 7"к — тем- ' пература перехода (точка Кюрн) [41].
дж 40 30 20 10 1 ) / - О 40 SO' 120 160 200 240 280 Г,°К Рнс. 10.8. Температурная зависимость теплоемкости Но вблизи антиферромагнитного перехода [3]. 40 45 55 60 Т°К Рис. 10.11. Температурная зависимость теп- теплоемкости NiCl2 вблизи антиферромагнитно- антиферромагнитного перехода [3]. , дж ^ноль-град 60 50 АО го 1 { . i *- 65 70 75 80 85 Т,°К Рис. 10.9. Температурная зависимость теплоемкости FeF2 вблизи антиферромагннтного перехода [3]. дж 1 моль-ер 20 15 10 ад / \ А [ -—- 30 40 45 Т'К Рис. 10.12. Температурная зависимость теплоемкости CoF2 вблизи антиферромагнитного перехода [3]. Рнс. 10.10. Температурная зависимость теплоемкости №F2 вблизи антиферромагнитного перехода [3J. Г ОЖ 1 Г MQJIh* 2l 10 8 6 4 2 0 аО ¦ ¦ i i—'¦ i / \ \ ^—, —— 1р 1,4 1,8 2,2 2,6 3fi 3jf Т,'К Рис. 10.13. Температурная зависимость теплоемкости MnClo вблизи аитиферромагнитных переходов II рода [3].
so 100 Рис. 10.14. Температурная зависимость теплоемкости MnF2 вблизи антиферромаг- антиферромагнитного перехода [3]. ВО 60> 40. 20 а 100 200 300 Г,°К Рис. 10.15. Температурная зависимость теплоемкости Сг2О3 вблизи антиферромаг- антиферромагннтного перехода [3]. ¦Ю 15 20 25 SO 35 40 45 Г,°1С Рис. 10.16. Температурная зависимости теплоемкости ' NpO2 вблизи антиферромагннтного перехода [3]. 168 Рнс. 10.17. Температурная зависимость теплоемкости О2 вблизи критической точки парообразования [42]. С дж г о ig(T-tKp) Рис. 10.18. Температурная зависимость теп- теплоемкости О2 вблизи критической точки па- парообразования (в логарифмической шкале) [42].
25 15 10 130 140 i50 TTK Рнс. 10.19. Темпера- Температурная зависимость теплоемкости Аг вбли- вблизи критической точки парообразования вдоль нзохоры р=0,521 г$см3 [43]. Таблица 10.16 Скачок теплоемкости АСР элементов и неорганических соединений при фазовом переходе I рода [3, 4] Обозначения: Д Ср — разность теплоемкостей Ср ве- вещества в конечной и начальной фазах перехода; Т — тем- температура перехода; Щ—плавление; Исп — испарение; Тв—фазовый переход в твердом теле (изменение струк- структуры). Давление 760 мм pm. cm. -1j5 -\0 -0,5 Рис. 10.20. Температурная зависимость теплоемкости Аг вблизи критической точки парообразования (в логариф- логарифмической шкале). Ткс — критическая температура (ТК1) = = 150,5° К) [43] t Вещество Элементы Ag Аг ' Аи Вг2 Са С12 1 Си F2 Fe Ga н2 D2 Кг Na Ne Ni o2 S i Se Те Tl Неорганические соедине- соединения AgBr AgCl AgNO3 Ag2S AgzSe AsF3 AuCd AuSb2 AuSn AuZn BaCO3 C2N2 CO Переход i Пл1 Пл' Исп Пл Исп Пл Тв Пл Исп Пл Пл Исп Тв Тв Пл Пл Пл Пл Пл Исп Пл Пл Исп Тв Пл Тв Тв Пл Исп Тв Пл Тв Тв Пл Пл Тв Пл Пл Пл Тв Пл Тв Тв Пл Пл Тв Пл ! Пл Тв Пл Тв Исп Т. °к 1234,0 83,85 87,89 1336,16 2933 265,9 723 172,16 239,10 1356,2 52,20 85,24 1180 1673 1808 309,94 13,96 18,72 115,95 119,93 371 24,55 27,07 626 1728 23,66 43,77 54,40 90,19 368,6 392 398 423 490,6 723 508,3 576,8 703 728 433 483 452 406 267,21 900 628 691 1033 1083 245,32 61,53 68,10 Л Ср, кал моль-град 0,7 2,16 —5,08 —0,53 —2,0 2,0 -0,5 2,75 —8,76 0,5 1,86 —4,27 1,40 1 —2,8 0,38 1,9 2,2 2,01 —5,67 0,51 2,42 —3,42 —0,71 0,0 0,3 —0,14 1,74 —6,00 0,24 1,6 2,2 0,2 2,7 2,0 0,18 0,43 —3,6 —2,31 —0,06 4,5 1,2 0,2 7,3 —1,8 2,46 —0,2 —2,6 7,93 5,29 —3,2 1,9 169
Продолжение табл. 10.16 Вещество COS СаС2 CaTiOs CUi!S Cu2Se FeCl2 FeS GeH4 HBr HCN HCl HF HI HNO3 HNO3-H2O H2O D2O H2S2 H0SO1 H^-HgO H2Se KC1 KF KNOS K2SO4 LiNQs NF3 NH3 NO N2O N2O4 NaCl NaF NaNO3 NaOH Na2TiOs SF6 SO2 SiH4 SiO2 Snl4 TeCl4 ^ Переход Пл Тв Тв Тв Тв Пл Тв Пл Пл Исп Пл Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Пл Пл Исп Пл Тв Тв Пл Исп Пл Пл Пл Тв Тв Пл Пл Пл Тв Пл Тв Пл Пл Пл Пл Пл Исп Пл Пл Пл Пл Пл Пл Тв Пл Тв Пл Пл Исп Пл Тв Пл Пл Т. °К 134,34 720 1530 376 383 950 411 107,26 186,28 206,43 259,92 98,38 158,94 188,11 190,09 231,1 222,36 237,80 231,56 235,53 273,15 373,15 276,98 103,54 126,24 187,63 212,82 183,4 283,51 281,69 82,3 172,54 207,43 1045 1129 400,9 610 856 1324 527 66,36 195,43 109,1 121,3 182,3 261,96 1081 1268 583 593 5,60 1303 94,26 222,5* 197,68 263,14 88,5 846 417,7 497,3 г ЛСр, кал моль-град 5,6 —1,20 —0,23 0,2 0,5 3,63 —4,89 2,0 1,64 —7,37 1,7 1,15 2,10 -7,14 2,55 — 10,9 1,1 —7,14 10,55 22,51 8,911 —10,021 9,48 1,20 —0,65 1,59 —8,34 12,9 6,218 25,04 1,5 —1,9 1,95 0,61 1,5 2,9 0,7 —4,79 —6,49 0,45 0,647 5,11 6,0 11,8 4,67 6,12 0,8 0,65 0,3 1,2 — 1,31 —1,2 —1,98 —1,7 4,50 —11,84 1,3 —5,6 5,7 21,9 Вещество v2o4 UF6 П родо л жение Переход Тв Пл Пл Т. °К 345 1815 337,2 табл. 10.16 ЛСр t кал моль-град 6,9 10,1 8,81 ' При давлении 1700 мм pm. cm. Таблица 10.17 Скачок теплоемкости ЛСР органических соединений при фазовом переходе I рода [3, 4] Пояснения те же, что и к табл. 10.16. Формула СН3С1 СС14 CFC1S СН4О сн2о2 с2н6 QHgCl C^HgClg С2НБВг Сг^Вга C2H3F2C1 C2F3Cl3 C2F6 СгН6О QHgO СаН4О QH4O QH4O2 C2H6S Название Хлорметан Четыреххлористый Фтортрихлорыетан Метиловый спирт Муравьиная кислота Этан Хлорэтан 1,2-Дихлорэтан Бромэтан 1,2-Днбромэтаи 1,1-Днфтор-1- хлор- этан 1,1,2-Трнфтор-1,2,2- трихлорэтан Этан шестнфтористый Этиловый спирт Днметиловый эфир Ацетальдегид Этилена окись Уксусная кислота Диметнлсульфнд I с Пл Пл Исп Пл Пл Пл Исп Пл Пл Исп Тв Пл Пл Исп Тв Пл Пл Пл Исп Исп Пл Исп Пл Пл Т. °К 175,44 250,3 296,8 175,26 281,46 89,89 184,53 134,83 237,5 311,5 249,65 283,1 142,4 320,4 103,98 173,10 158,6 131,66 248,34 293,3 160,71 283,72 289,77 174,86 1 < § 1,5 1,1 —10,4 4,2 8,8 2,2 —11,5 1,52 5,9 у —ПЛ 7,9 1,3 —13,1 1,2 1,78 5,70 6,8 — 10,6 —9,3 3,45 —9,7 9,4 6,95 СПИЮК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Stull D. R., Sinke G. С. Thermodynamic Properties of the Elements. Ser. 18, 1956. 2. Kelley K.K. Contribution to the Data on Theoretical Metallurgy. V. X, Washington, 1949. 3. Landolt- Bornstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Geophvsik, Astronomie, Technik. Aufl. 6. Bd 2. Teil 4. Springer-Verlag, Berlin, 1961. 4. Selected Values of Chemical Thermodynamic Pro- Properties. Circular of NBS No. 500. Washington, 1952. 170
Б. Kubaschewski О., Evans E. L. Metallurgical Termo- chemistry. London, 1951. 6. Dworkin A. S., Sasmor D. J., van Artsdalen E. R. J. Chem. Phys., 1954, v. 22, p. 837. 7. Ицкевич Е. С, Стрелков П. Г. «Ж- физ. химии», 1959, т. 33, с. 60. 8. King E. О. J. Amer. Chem. Soc, 1957, v. 79, p. 2399. 9. Hu J.-H., Johnston H. L. J. Amer. Chem. Soc, 1953, v. 75, p. 2471. 10. Coughlin J. P., King E. C, Bonnickson К. В. J. Amer. Chem. Soc, 1951, v. 73, p. 3891. 11. Shomate С H., Cohen J. J. Amer. Chem. Soc, 1955, v. 77, p. 285. 12. King E. G. J. Amer. Chem. Soc, 1954, v. 76, p. 3289. 13. Астров Д. Н., Ицкевич Е. С. «Ж. физ. химии», 1955 т. 29 с. 424 14. OrrR. L., Christensen A. U. J. Phys. Chem., 1958, v. 62, p. 124. 15. Evans W. H., Munson Th. R., Wagman D. D. J. Res. Nat. Bur. Stand., 1955, v. 55, p. 147. 16. Справочник по физико-техническим основам глу- глубокого охлаждения. М., Госэнергоиздат, 1963. (Авт.: Малков М. П., Данилов И. Б., Зельдович А. Г., Фрадков А. Б.) 17. Справочник химика. Под ред. Б. П. Никольского. Т. 1, 2. М.— Л., «Химия», 1963. 18. Gelles E., Pitzer К. S. J. Amer. Chem. Soc, 1953, v. 75, p. 5259. 19. Din F. Thermodynamic Functions of Gases. V. 2. London, 1956. 20. Tables of Thermal Properties of Gases. Circular of NBS No. 564. Washington, 1955. 21. Thermodynamic and transport properties of gases, liquids and solids. Purdue Univ., 1959. (Авт.: Evans W. H., Prosen E. J., Wagman D. D. e.a.) 22. Din F. Thermodinamic Functions of Gases. V. 1. London, 1956. 23. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963. 24. Справочник по машиностроительным материалам. Т. 1-4. М., Машгиз, 1959-1960. 25. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материа- материалов. М., Физматгиз, 1959. 26. Щедрое К. П., Гакман Э. Л. Жаропрочные мате- материалы. М., Металлургиздат, 1956. 27. Славин Д. О., Штейман Е. Б. Металлы и сплавы в химическом машиностроении и аппаратостроении. М., Машгиз, 1951. 28. Теплофизические свойства веществ. Под ред. Н. Б. Варгафтика. М., Госэнергоиздат, 1956. 29. Техническая энциклопедия. Справочник. Т. VII. М., ОГИЗ, 1931. 30. Smithsonian Physical Tables. 9th ed. Washington, 1954. 31. Иона Ф., Шираие Д. Сегнетоэлектрические крис- кристаллы. Пер. с англ. М., «Мир», 1965. 32. Теплотехнический справочник. Под ред. С. Г. Ге- Герасимова. Т. 1. М., Госэнергоиздат, 1957. 33. Скотт Р. Б. Техника низких температур. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 34. Чудновский А. Ф. Теплофизические характерис- характеристики дисперсных материалов. М., Физматгиз, 1962. 35. Черепанов А. М., Тресвятский С. Т. Высокоог- Высокоогнеупорные материалы и изделия из окислов. М., Металлургиздат, 1964. 36. Самсонов Г. В., Кислый П. С. Высокотемператур- Высокотемпературные неметаллические термопары и наконечннкн. Киев, «Наукова думка», 1956. 37. Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения. М., Ме- Металлургиздат, 1963. 38. Беляев Р. А. Окись бериллия. М., Госатомиздат, 1962. 39. Шенберт Д. Сверхпроводимость. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1955. 40. Смоленский Г. А., Крайних Н. Н. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М., «Наука», 1968. 41. Крафтмахер Я. А., Ромашкина Т. Ю. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2533. 42. Воронель А. В., Чашкин Ю. Р., Попов В. А., Симкин В. Г. «Ж- эксперим. и теор. физ.», 1963, т. 45, с. 828. 43. Багацкий М. И., Вороиель А. В., Гусак В. Г. «Ж- эксперим. и теор. физ.», 1962, т. 43, с. 728. ГЛАВА 11 ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ, ПЛАВЛЕНИЕ И КИПЕНИЕ 11.1. ТЕМПЕРАТУРА И СКРЫТАЯ ТЕПЛОТА ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ Термодинамическими фазами называются термоди- термодинамические состояния вещества, которые могут равно- равновесно существовать, находясь в контакте друг с другом; переход вещества из одной фазы в другую называется фазовым переходом. В отсутствие внешних полей тер- термодинамические фазы изотропны по всем свойствам, и для соприкасающихся фаз выполняются равенства химических потенциалов компонент, температур и дав- давлений, которые называются температурой и давлением фазового перехода. Различают фазовые переходы I и II рода. Фазовые переходы I рода характеризуются непре- непрерывностью термодинамического потенциала Ф и разры- разрывом его первой производной в точке перехода. При фа- фазовом переходе I рода происходит поглощение или выде- выделение теплоты, измеряемое скачком энтальпии Н и на- называемое скрытой теплотой перехода L = А Н. Теплоту перехода относят к 1 г или 1 молю вещества и называют соответственно удельной или] мольной теплотой перехо- перехода. К фазовым переходам I рода относятся, в частности, все переходы, связанные с изменением агрегатного сос- состояния вещества, и, в зависимости от названия перехо- перехода, теплота перехода называется теплотой плавления Lnn, испарения в точке кипения LHCn или сублимации (возгонки) /.Субл. Давление и температура фазового перехода I рода связаны уравнением Клапейрона— Клаузнуса dP/dT=L/(T ¦ AV), где Р — давление; Т — температура; А V — изменение объема вещества в точке перехода. Фазовые переходы II рода характеризуются непре- непрерывностью в точке перехода термодинамического потен- потенциала Ф и его первых производных и разрывом вторых производных Ф. При этом переходе не происходит тепловыделения и теплота перехода II рода равна нулю. Фазовыми переходами II рода являются переходы вещества в сверхпроводящее, сегнетоэлектрическое, ферромагнитное и т. п. состояния в отсутствие внешних полей (электрических, магнитных). В противном слу- случае те же переходы могут стать переходами I рода: теплота перехода при этом затрачивается на противо- противодействие внешним силам. 171
Таблица 11.1 Температура t и скрытая теплота АН фазояых переходов элементов и неорганических соединений 1 при давлении 760 мм рт. ст. Обозначения фазовых переходов I рода: Тв — фазо- фазовый переход между твердотельными фазами различной структуры; Пл — переход твердое тело — жидкость (плавление); Исп — переход жидкость — пар (испарение); Субл— переход твердое тело — пар (сублимация). Обозначения фазовых переходов II рода: Ст—пере- Ст—переход в сверхтекучее состояние; Свп — переход в сверх- сверхпроводящее состояние; Сэ и Асэ — сегнето- н антнсег- нетоэлектрические переходы; Фм и Афм — ферро- и ан- тнферромагнитные переходы. В скобках приведены рас- расчетные значения. Вещество Ас Ag AgBr AgCl Agl AgNO3 AgsS Ag2SO4 Al AIBr3 A1C1, A1F3 AINi A12O3 AlSb Am Ar As AsF3 AsH3 At Пере- Переход Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Тв Пл Тв Тв Пл Тв Пл' Свп Пл Исп Пл Исп Пл* Тв Пл Тв Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Субл Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп t, °с A197) C327) 960,8 2212 254 430 1502 455,5 1547 150 557 1506 160 210 179 586 842 412 657 —272,01 660,1 2447 97,5 256,2 192 454 1638 975 2045 3530 1080 1200 3153 — 189,30 —185,87 814 615 —5,95 58 —167,50 — 116,92 —62,43 C00) C77) АИ, кдж/моль A4,2) C97) 11,27 254,0 9,16 198 12,73 199 6,15 9,41 143,9 2,55 11,54 4,39 _ 14,05 7,9 17,9 0,00 10,7 293,7 11,3 23,5 34,5 0,63 . 86,2 109 65,1 — 238 1,176 6,519 — 10,40 29,7 0,548 1,195 16,686 B3,8) (90,4) Литера- Литература [1] [1] [1,21 1] 3] 4] 1] И 1] 3] 4] 5] 3] 31 [1] [6] [4] [2] [3] [7] [1. 8] [1] [1] [3] [2] [1] [6] П. 91 9] 1] 9] 10] 11 Ш 1] 11] и 11 9 1 1 1 1 1 : Вещество Аи АиСи AuSb2 В ВВг3 ВС13 ВаСЦ BF3 B2F4 В2Н„ В4Н10 BN ВгОз Ва ВаСО3 ВаС12 BaF2 ВаО BaSO4 BaTiO3 Be ВеВг2 ВеС12 BeF2 BeO Bi BiBr3 BiCl3 BiNa3 Пере- Переход Пл Исп Тв Тв Тв Пл Исп Субл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Тв Пл Исп Тв Тв Тв Пл Исп* Пл Исп Пл Исп Тв Пл Сэ Сэ Сэ Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Пл Продолжение т а б л t, °С 1063 2700 416 355 405 2030 3900 25,0 —47,5 91,2 —107,2 12,4 —92,94 65,5 ' —131,0 —99,9 —92,94 —56,0 —34,0 — 164,8 —92,52 —120,0 16 52 450 2247 370 710 1637 806 9С8 920 960 1189 1290 2260 1923 2700 1150 1350 —80 5 120 1283 2477 488 410 547 545 1159 2550 4120 271,3 1559 155 218 461 244 441 775 АИ, кдж/моль 12,77 324,4 3,14 4,68 0,42 22 2 540 582 . 30,5 12,77 10,7 33,6 4,24 18,9 10,7 — 28,0 4,47 14,28 27,1 26,4 23,0 0,59 7,66 150,9 16,2 " 2,9 22,47 238 12,5 292 57,7 . 40,6 0,00 0,00 0,00 12,5 294 18,8 12,6 105 212,9 71,1 10,9 151,5 75,4 10,9 72,61 69,5 11Л /¦ Литера- Литература v [1. «I . [1J [6J C, 2] [3, 2] [ ] [1, 2] [1. 2] [11 [1. И] П.-21 { [ [' [' [ ] 1 ) 1 [4, "91 - 1] 1] 1] Э] ч Г] Г] ц 11 Ш [1, 61 [< ( | 1 п." г V • При Р = 1625 мм рт. ст. При Р = 6.3 мм рт. ст. 172
Вещество Bi2O3 Bi3Tl2 Вт BrCl BrF BrFs C2N2 CO coa COS CP cs2 Ca CaC2 CaCl2 CaF2 CaO CaSO4 CaSi2 CaSiOs CaTiO3 Cd CdBr2 CdCl2 CdF2 CdSb Ce Пере- Переход Тв Пл Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл* Субл Пл Исп Пл Пл Исп Тв Пл Исп Тв Пл Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Тв Тв Тв Пл (а) Тв Пл (Т) Тв Свп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Тв Тв Тв Пл Исп Продолжение т f. °С 704 817 213 -7,3 58,2 —60,5 40,76 —33 20 8,78 125,75 —27,88 —21,2 —211,6 —205,1 —191,5 —56,6 —78,50 —138,8 —50,28 —ПО —111,6 46,25 , 440 850 1487,1 447 2300 782 2000 1151 1418 2500 2603 3570 1193 1397 1220 675 1190 1243 1512 1983 2130 1257 —272,61 321,03 765 568 844 564 960 1110 1748 456 —133 393 440 777 2900 ДЯ, кдж/молъ 28,5 7,32 10,58 30,0 7,3 30,6 25,1 12,03 47,57 8,11 23,33 0,633 0,836 6,04 7,95 — 4,727 18,51 10,9 4,39 26,77 1.0 8,66 150,0 5,56 29,36 230 4,77 29,7 317 51,2 — 28,0 1,84 — 14,18 2,30 0,00 6,40 99,87 20,9 115 48,58 124,3 22,6 214 32,04 — 12,9 314 а б л. 11.1 Литера- Литература [6J щ [1J [1. 21 [ [ [ [1 [1 [15 [1 [1 J [2j И, 121 [5 1 ' [И [i [4 [1 [1 [1 [1 [4 [1 [1 [1 G [1, 121 [5 [4 [1 1 [4 [1 [1 2 2 2 1 1 J ] * При Р = 5.28 ото». Вещество CeCls Cl2 C1F C1F3 C12O СЮг Co CoCl2 CoO CoSL Cr CrCla CraO3 CrO2 Cs CsBr CsCl CsH2PO4 CsOH Cu CuBr CuCl Cu2O CuS Cu2S h-D2 o-Djs DF DaO DT Пере- Переход Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Фм Пл Исп Афм Пл Исп Афм Пл Свп Афм Тв Пл Исп Пл Исп Афм Пл Фм Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Сэ Тв Пл Пл Исп Тв Тв Пл Исп Пл Исп Пл Свп Тв Тв Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Продолжение табл. 822 1925 -101 —34,01 —154 —100,8 —82,65 —76,31 11,76 : —116 2,0 —59 11,0 1127 1492 2255 248,3 740 1053 1,78 1800 —271,88 200 1840 1903 2642 815 1300 32,8 2440 107 28,64 685 ~ 636 1300 445 642 1300 —113 223 272,3 1083,0 2595 380 465 488 1318 ' 430 1690 1230 —271,55 103 350 1125 —254,50 —249,48 —254,52 —249,56 —83,6 18,36 3,76 101,4 —253,5 —248,9 Д/У. кдж/молъ 38,5 200,9 6,406 ¦ 20,41 24,0 1,508 7,612 , 27,53 — ! 25,9 — ; 30 0,00 15,3 383 0,00 31,0 144,9 0,00 40,2 0,00 0,00 1,46 14,6 349 32,2 197 0,00 — 0,00 2,18 65,9 7,1 150,5 7,5 15,06 149,3 0,00 7,36 6,73 , 13,01 ; 304 5,9 2,9 9,6 140 10,0 165,7 56,0 0,00 5,60 0,837 23,0 0,197 1,226 0,197 1,223 6,280 41,69 — 11.) Литера- Литература [ [ [ [ | [ [ [ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 [1] [1] [7] [4, 10]; [1. Ю]. [7] [1. 4] [П [ [ Г [ 7 1 7 7 1 [1.21 [1J [2] [6] П. П 1 1 1 [ Г 1 7 П, 12) [1] [6] [6J [2,6) [6J [41 [6 4 7 4 6 4 1 [1 1 1 1 1 2 [1) [1 173
II ?7 cT • -.— — — to Ю ,1 1Л СЗ CS 00 О 00 lO 1Л 00 О СО Is- 1Л Ч" to 5 CS — Ol — О> ¦* I О 0000 ^-Ч" ОЮ Ю Ч" CJtO t^ СЧШ —< ЮО ОО Оо I 00 CS CS I О CS — ЛоОСО CSO | |^-F^CSO1N OlCSOlin I I Ч" О .. -. ) —— tOCOt^ OO MOIOOIO — О CSOOO 00 — — IMOO OO О —— — <M — — — CS — — — — iN tO OCSOlt^OptO'i'O in — — ont a> t^ со to t^ cs ( otot- cs cs— I o>oocoi I 1 I I I о ) CS — < to oo со oo to §8; 11 Hi m •r, Ml m и и ж ж к fe s CS О) а Ж ио ьЬ ьл о Ж ЖЖЖ U с с мм— >-| -5J О О * oo to ЭТ i О O00 Ч1 Ю О О Oin — О OtO — to — — •* cs ¦* r^QCCOO Q —O-"U0 OIOIOCO Q O I 00 CS O?l CS О COOO ЯООО*^ПООООО- cs со Ч" odd OOOIS — * «OOOI — SS— - ICS I О — 00 00 OO 1С Ю —OtOOlM SS— -*8tOCT> oo"oo"«*<i"" OtD —in@0)NC4n01*OinNNS*00iniCMNN01 —CS I — CS CS 00— об CN ¦* tOOO 01— -*^- — Q— О» О Г-f~ to CS O> CO CS <S — ^- CS »T(N~(N'4NO)-*iOINC4<OOnn~- I (O t~- to Ю — CO — CS CS TOOOO^ 77 m I» It Q и u. u, о u, о « QJ fl> Ш QJ о од о Д "О QJ QJ cw QJ g oo g g g IГ Ж q н и & к Ж Ж ? a. a. a. Ш * S S
Вещество К КВг КС1 KD2PO4 KF КН2РО4 KNOS KNbO3 ко2 кон K2SO4 КТаО3 K2WO4 Кг La LaCls Li LiBr LiCl LiF LiH LiNOs Li2O Li2WO4 Lu Mg MgCl2 MgF2 MgO MgSO4 Mn Пере- Переход Пл Исп Пл Исп Пл Исп Сэ Пл Исп Сэ Тв Пл Сэ Тв Пл Тв Пл Исп Тв Пл Сэ Тв Пл Пл Исп Свп Тв Тв Тв Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Пл Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Пл Афм Тв Тв Тв Пл Исп Продолжение табл. t. °С 63,4 753,8 732 1303 772 1413 —60 857 1502 —150 127,9 334,3 435 —79,7 380 249 410 1327 583 1069 —260 350 930 -157,2 —153,2 —268,44 -163 548 709 920 3370 872 1945 —196 180,5 1317 546 1310 614 1382 848 1681 688 250 1727 2327 742 1652 3327 649,5 1120 714 1418 1263 2260 2802 1127 —170 727 1101 1137 1244 2095 АН, кдж/моль 2,33 77,5 24,8 155,1 25,5 161,5 0,00 27,2 172,7 0,00 5,10 9,62 0,00 — 6,36 7,5 129 8,11 36,64 0,00 — 18,4 1,636 9,029 0,00 . . 11,3 400 43,1 224 3,01 148,1 12,95 148,1 13,4 150,5 26,4 213,3 29,3 25,5 75,3 28,0 — 8,95 131,8 43,1 136,8 58,1 292 77,4 14,6 0,00 2,24 2,28 1,8 14,6 224,7 11.1 Литера- Литература [1. 21 [ [ [ [ Р [: 1 1 5 2 1 7 i 7 1 \ [1, 10] < [; 1 ) [1. 5] [4] [5] [2, 6] [5] И] [4] И] [1] [1. 6] [И [И [1 [2 [1 [5 [1 [1 [1. 4] 4 7 1 1 1 2 2 Вещество МпС12 MnF2 МпО MnSb Mo МоВ Мо2С MoF6 MoN МоС3 N2 «N2 NFS N2F4 NHS N2H4 NH4C1 (NH4) H2PO4 (NH4)NOS NO N2O N2O4 Na NaCl NaF NaNOs NaNbQ, Na2O NaOH NaPOs Na2SO4 Na2TiOs Пере- Переход Пл Исп Афм Пл Афм Пл Фм Пл Исп Свп Пл Пл Исп Свп Пл Тв Пл Исп Тв Пл Исп Тв Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл* Асэ Тв Тв Тв Тв Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Асэ Пл Тв Пл Исп Тв Тв Тв Пл Тв Пл Продолжение табл. t, °С 650 1231 —206,7 930 —151 1780 314 2625 4800 —268,75 2672 17,5 35 —261,15 795,2 —237,65 —210,01 —195,83 —237,47 —209,96 —195,76 —216,5 —206,8 —129,0 —73 —77,73 —33,41 1,54 113,5 —30,6 520 —125 —16 32,1 84,2 125,2 169,6 —163,60 —151,73 —90,91 —88,56 —11,25 21,10 97,82 890 800 1461 1012 1704 275 306 520 920 292,8 319,1 1390 577 177 241 884 287 1030 ДЯ, кдж/моль 37,6 149 0,00 0,00 54,4 0,00 27,6 594 0,00 9,2 26,2 0,00 52,5 0,23271 0,72074 5,577 0,23686 0,72053 5,592 1,514 0,398 11,58 13,27 5,65 23,35 12,66 41,8 1,1 0,00 0,54 1,59 1,34 4,22 6,40 2,299 13,774 6,540 16,552 14,65 38,12 2,602 89,04 28,8 170 33,60 209 — 14,6 0,00 46,9 6,36 6,36 144,3 3,60 3,10 7,03 28,7 1,7 70,3 11.1 Литера- Литература [1] [1] [1, 7] [6] [1, 7} [1] [7] [1- 10J [1] [7] [1] [1, 2} [1] [7] [1] [1, 121 [ 1 / 1 !] 1 1 7 1 ш [5, 6J [1] [1] [7J [1] [1] [I] [5, 6J [1 * При Р = 34,4 апм. 175
Вещество NaTaOs Na2WO4 Nb NbB NbC NbF6 NbN Nb2O6 Nd Ne Ni NiCl2 NiO NuS NpCls o2 os Os OsO4 P (белый) (красный) PC1S PF6 PHS Pa Pb PbCl2 PbO PbS Пере- Переход Асэ ТВ ТВ Пл Свп Пл Исп Свп Свп Пл Исп Свп Тв Тв Пл Тв Пл Исп Пл Исп Фм Пл Исп Афм Пл Афм Пл Пл Пл Тв Тв Пл Исп Пл Исп Свп Пл Пл Исп Тв Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Тв Тв Пл Исп Пл Исп Свп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл Продол t. °с 475 587,6 588,8 695,5 —263,93 2487 • 4900 —267,15 —262,85 78,9 233,3 —258,3 800 1100 1512 869 1019 3110 —248,60 —246,05 354 1453 2800 —223,6 1030 250 1960 645 802 —249,50 —229,45 —218,81 —183,0 —192,5 —111,5 —272,44 2700 40,1 130 —77 44,2 590 281 —92 74,1 —93,8 —84,6 —242,8 —223,7 —185,0 —133,8 —87,77 1600 4230 —265,93 1 327,3 1751 498 951 489 890 1472 1114 ж е н ие та &Н, кдэн,/моль 0,00 31,0 4,2 23,8 ' 0,00 26,8 696 ' 0,00 0,00 36,0 52,31 0,00 — 102,9 14,6 — 0,335 1,760 0,00 17,8 380,6 0,00 77,28 0,00 50,6 12,5 — 0,0937 0,7431 0,444 6,819 . 10,66 0,00 14,27 39,5 — 2,51 20,29 12,4 4,25 30,5 11,8 17,2 0,0824 0,778 0,485 1,130 14,598 0,00 ' 4,772 179,5 23,6 127 11.7 213 17,4 бл. ил Литера- Литература 17] [1] Ш ' 1 ] • 1 1 \ i t 1 1 1 [1С [1 7 7 ! > • [1, 12] [7] [1. 121 [5 [7 [1 [1 [1 V [5 [1 ) 7 1 [1, 121 ] 1 1 1 7 1 t 1 [1 7 П. 91 ' 1 i [< 7 1 1 ¦ Вещество РЬТЮ. PbZrOg Pd PdClg Pm Po Pr Pf Pu PuCls PuFs PuFe Ra Rb RbCl RbF RbH2PO4 RbOH RbO2 Re ReFe Rh Rn Ru S SF6 so2 SOS Sb Пере- Переход Сэ Асэ Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Сэ Пл Исп Пл Свп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Свп Тв Тв Тв Пл Исп Тв Тв Пл Исп Тв Пл* Пл Исп Пл(тг) Пл([1) Пл(аJ* Тв Тв Пл Исп Продолжение та ¦ *, °с 490 ! 233 1552 3560 678 1035 2730 954 962 919 3127 1769 4310 639,5 3235 760 1767 1169 50,7 62,3 700 1536 38,7 701 717 1381 775 1408 —126 245 301 412 —270,73 3180 5600 18,8 47,6 1960 3960 —71,0 —62 —272,68 1035 1200 1500 2500 4110 95,31 101 115,18 444,60 —178,8 —50,7 —75,51 —10,08 16,8 32,5 62,2 94,6 413 630,5 1637 кдж/моль 0,00 0,00 17,2 — 40,6 — j — 102,9 11,3 — 21,7 447 -— — 63,6 195,6 33 19,7 31,0 — — 2,20 69,20 18,40 154,4 17,3 165,3 0,00 7,11 6,77 . 0,00 38 707 21 28,8 .— . 2,67 16,4 0,00 0,14 0,96 0,401 0,0016 1,718 90,75 1,607 5,02 7,401 24,94 2,0 10,3 25,5 20,41 128,2 бл. 11.1 Литера- Литература [7] [7] [4, 12] [5 [1 [И [11 [1 Ш [U 2] [11 [5 [J [И [И [ [1С [1] [1] [4] [1] [1, 21 с 7 : ' ] 1 [С [1 [1 [1 [1 1 1 ! ! [2, 21 1 1 [5 [1 [1 1 1 [4, 12] [1] * При Р = ы При Р = 1700 мм рт. ст. ¦¦ 1760 мм рт. ст. 176
Вещество SbCls SbF6 SbH3 Sc Se SeF6 Si SiCl4 Si2F6 SiH4 SiF2Cl2 SiO2 (кристалл) (аморфный) Sm Sn SnAu SnCl4 SnH4 SnO2 SnO Sr SrCl2 SrO н-Т2 T2O Та TaC TaCl5 Пере- Переход Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл Исп Пл* Пл Исп Пл Исп Пл2* Исп2* Субл Тв Пл Исп Пл Исп Тв Тв Тв Тв Тв Тв Пл Пл Пл Исп Свп Тв Тв Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Тв Исп Тв Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Свп Пл Исп Свп Пл Пл Исп Продолжение та t, СС 73,3 221 8,3 142,7 —88,5 —17,0 1400 3900 150 217,4 657 —34,6 1423 2355 —69,9 56,7 —18,7 —18,7 —19,1 —209,7 —184,67 —111,4 —139,7 —32,2 117 163 225 225-=-262 867 1470 1610 1713 1350 1600 —269,42 18 202,8 231,9 2687 418 —33,3 113,9 —150 —51,8 410 1456 589 770 1367 872 2460 3200 —252,9 —251,02 4,49 —268,77 2996 5400 —263,75 3877 215,9 232,9 дн, кдж/моль 12,68 45,19 — 9,74 21,3 16,1 305 0,75 5,42 6,69 46,5 394,5 7,72 28,7 14,6 27,7 42,3 0,615 0,667 12,1 21,2 0,29 0,17 0,19 1,3 0,50 0,21 8,52 7,68 — 0,00 2,5 0,008 7,07 290,4 25,60 9,16 34,9 — 19,05 1,9 161 0,84 9,2 138,9 171 69,9 530 — — 0,00 31,4 753 0,00 46,4 54,8 б л. 11.1 Литера- Литература № [2 [1 1 1 1 1 1 2 1 [10 1 1 1 1 1 [1 [1 [5 [1 С 1 1 1 1 1 С А [1С [- [1 [ [1, 121 [И [1 [1 [1 [ i 1 [1, '91 [ [ [ 1 ¦ 1 Г 1 1 Г 1 [1, 2] [1] • При Р = '* При Р = 1500 мм рт. ст. ¦¦ 780 мм рт. ст. Вещество TaF6 Tb Тс Те ТеС14 Th ThCl4 ТЮ2 Ti TiCl2 TiCl4 TiC TiN ТЮ TiO2 Tl Пере- Переход Пл Исп Тв Пл Исп Свп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Свп Тв Тв Пл Исп Пл Исп Пл Исп Свп Тв Пл Исп Афм Исп Пл Исп Пл Пл Тв Пл Исп Тв Пл Исп Свп Тв Пл Исп Продолжение та *, °с 91,5 229,2 —45,48 1356 2800 —261,95 2140 4700 449,5 989,8 224,1 388 —272,83 225 1400 1695 4200 770 921 2950 4400 —272,78 1080 1668 3280 — 170 1500 —24,3 136,5 3170 2947 991 2020 2700 642 1855 2900 —270,77 234 303,5 1457 АН. кдж/моль \ 56,9 — — — 0,00 — — 17,5 114,06 18,9 77,0 0,00 — 2,8 15,65 544 40,2 146,4 — — 0,00 3,40 15,5 430 0,00 232 9,37 36,2 — 84 343 58,5 — 1,3 64,8 — 0,00 0,40 4,201 162,4 бл. 11.1 Литера- Литература [9] [1] [1J [И] ИМ [7] [10] [10] [1] [1] [1] [1] [7] И] [1] [И [1] [9] [2] [2J [11 [7] [1] [1] [1] [7] [1. 6] [1. 4] [И [11 [1. 9] [1] [9] [1] [2] [1. 9] [11 [7] IU [1J [5] 7—748 177
Вещество Т1С1 T1F Tl2Hg5 T1NO3 TINa Tu U UC UC14 UF4 UF6 UHS UO2 V VF6 VN V2O4 w we WCle Пере- Переход Пл Исп Пл Исп Пл Тв Тв Пл Исп Пл Пл Исп Свп Тв Тв Пл Исп Пл Пл Пл Исп Пл* Исп Фм Пл Свп Пл Исп Пл Исп Свп Тв Пл Исп Пл Исп Свп Пл Тв Тв Пл Исп Продолжение тг t, °С 427 807 327 655 14,5 61,0 143,0 207 433 306 1545 1727 —272,35 662 772 1133 3900 2427 v 598 1036 1417 64,06 56,5 —93 2730 —268,05 1730 3380 19,5 48,3 —271 72 1542 2700 3380 5530 —270 2867 169 226,9 284 348 АН, кдж/моль 16,5 102,2 14,0 — 2,03 1,0 3,18 9,58 — 15,1 — — 0,00 2,93 4,78 19,7 412 — 45,0 — — 19,193 28,7 0,00 — 9 0>0° 17,5 458 49,96 44,52 0,00 8,57 113,8 — 35,2 799 0,00 — — 14,2 9,6 52,7 1бл. 11.1 Литера- Литература [3] [5] [1] [1] И] [2] [2] [41 [1] [91 [41 ПЧ [7] [1] Ш HI [1] [2] [1] [61 [6] in m [71 [ii [7] [1. 2] [11 [1] [1] [7] [1] [1] [1] И, 12] [1] [7] [Ч [1] [1] [1] [1J Вещество WF6 WO3 Xe Y Yb Zn ZnCl2 ZnF2 ZnS Zr ZrC ZrCl4 ZrN ZrO2 Пере- Переход Тв Пл Исп Асэ Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Свп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Тв Пл* Исл CFn Тв Пл Исп Свп Пл Пл Свп Пл Тв Пл Исп Пр о д о t, °С -8,2 2,3 17,06 737 1473 1800 —111,9 —108,1 1500 3200 824 1427 —272,36 419,505 907 318 721 872 1500 1020 1830 1665 —272,45 862 1855 4380 —270,85 3530 437 —271,88 2987 1205 2687 4300 л ж ение т абл. 11.1 &Н, кдж/ моль 6,7 2,1 26,13 0,00 62,8 — 2,295 12,64 17,2 393 — — 0,00 7,28 114,7 23,0 126 — 190,1 13,4 — 250,2 0,00 3,8 20 582 0,00 — 38 0,00 — 5,94 87,0 Литера- Литература [6] [6] HI [7] [1, 6] [1] Hi [ii [1] (И [И] [П] [7] [1, 12] [5] [1, 2] [1] [1] [1] [1, 6] [1] Ш [7] [1] [1. 9] [1] [7] [1] [1] П [1] [1] [1, 4] [1] • При /> = 1133 мм рт. ст. * При Р = 10,2 атм. 178
Таблица 11.2 Температура и скрытая теплота фазовых переходов органических соединений при давлении 760 мм рт. ст. Обозначения: Алл — аллотропное превращение; Пл—переход твердое тело — жидкость (плавление); Исп — переход жидкость — пар (испарение). Формула сн4 CH3F СН3С1 СН3Вг СН2С1, CHF, CHF2C1 CHFC12 CF4 CF3C1 CF2C12 CFC13 CF3Br CF2Br2 CF2ClBr CC14 CH4O CH2O CH2O2 CClaO CH5N CHON CH2N2 CC1N C2H6 C2H4 C2H2 Название Метан Фторметаи Хлорметан Бромметан Дихлорметан Трнфторметан (фреон-23) Дифторхлорметан (фреон-22) Фторднхлорметан (фреон-21) Тетрафторметан (фреон-14) (углерод че- тырехфтористый) Трифторхлорметан (фреон-13) Дифтордихлорметан (фреон-12) Фтортрихлорметан (фреон-11) Трифторбромметан (фреон-1ЗВ1) Днфтордибромметан (фреон-12В2) Дифторхлорбромметан Углерод четырсххлористый ,» Метанол (метиловый спирт) Формальдегид Муравьиная кислота Фосген Метиламин Циановая кислота Цианамид Хлорциан Этан Этеи (этилен) Этин (ацетилен) Переход Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Пл" Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп t, "С —252,65 — 182,6 — 161,58 —141,8 — 78,5 — 97,71 — 24,0 — 99,4 — 93,7 3,5 — 96,5 40 —163 — 82,2 — 160 — 40,8 —135 8,92 — 197,1 — 183,7 128,0 —180 — 81,5 — 155 9Q с — ^", о —ш,о 23,77 — 175,5 — 143,2 — 57,8 — 110,1 24,5 — 159,2 Ч о — ¦э.о — 47,8 — 22,9 76,69 — 115,8 — 97,9 64,6 — 118 — 19,3 8,2 100,5 — 127,8 7,5 — 33,5 — 6,3 23,2 42,8 — 6,S0 12,9 — 183,3 — 88,63 —169,2 —103,7 — 81,5* — 83,6 АН. кдж/моль 0,0655 0,938 8,289 — 17,56 6,429 21,63 0,47 5,98 23,90 4,6 28,0 — 18,4 4,12 20,22 — 24,0 1,734 0,700 12,33 — 14,63 4,14 19,61 6,'893 24,9 — — 22,7 — ¦— — 4,56 2,5 30,0 0,645 3,17 35,39 — 24,5 12,68 22,26 5,694 24,40 0,134 25,82 29,0 8,8 11,34 26,31 2,857 14,70 3,351 13,54 3,76 17,27 Литература [1, 2] [1] [13] Ш [1] [1] m - i ] 1 i] И [14] [14] [1, 14] [14] [11 HI HI [Ы4] [1, 14] [14] [14] [21 [14] П. !4] [1. 14] 1] 14] 1] 1J 14] 1] 14] U 1] 1] 1] 1] 1] 1 1,21 [1 1 1 1 2 И [1,13] [131 [1] П] [К S] * При Р = 900 мм рт. ст. 179
Продолжение табл. 11.2 Формула QH6F СгН5С1 QHsF QHsCl QHCl C2H4Q2 C2H4CI2 С2Н4ВГ2 СгН2С12 C2H3F3 C2H3C1S C2H3F2C1 CJF. C2C14 QF,, CgFsCl QjF4Cl2 C^FgGlg Qf2ci4 C2H6O СгН4О C2H4O C2H4O QH2O C2H6O2 C2H4O2 C2H4O2 C2H4OS C2H6C1O C2H,N C2H,N Название Фторэтан Хлорэтан Фторэтен Хлорэтеи Хлорэтнн 1,1-Дихлорэтан 1,2-Дихлорэтан 1,2-Дибромэтан 1,1-Дихлорэтен 1,1,1-Трихлорэтан (фреон-143) 1,1,2-Трихлорэтан 1,1-Дифтор-1-хлорэтан (фреон-142) Тетрафторэтен Тетрахлорэтен Гексафторэтан Пентафторхлорэтан (фреон-115) 1,1.1,2-Тетрафтор-2,2-дихлорэтан (фре- (фреон-114) 1,2,2-Трифтор-1,1,2-трих лорэтаи (фреон-113) 1,2- Дифтор-1,1,2,2-тетрахлорэтан Этанол (этиловый спирт) Диметиловый эфир Ацетальдегид Этилена окись Кетев Этиленгликоль Уксусная кислота Метилформиат Гликолевая кислота Хлорэтанол Этиламин Диметиламин Переход Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл \Лгп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп t, сс —143,2 — 32,0 —138,3 12,2 —160,5 72,2 —159,7 —13,7 — 29,6 — 97,0 57,4 — 35,9 82,4 — 23,6 9,9 131,5 — 122,56 31,7 —111,3 - 47,6 — 36,1 113,9 —130,8 — 9,8 —131,1 — 75,6 — 22 121,0 —169,2 —100,0 — 78,8 —192,9 —106,0 — 38,0 — 93,9 3,6 — 36,5 47,6 24,6 QO ft — 114,7 78,4 —141,5 — 24,8 —188 20,1 —112,5 10,5 —151 — 41 — 12,4 197,4 - 16,6 118,5 — 99 32,0 63 78 — 67,5 128,6 — 81,0 16,6 — 92,2 7.4 АИ, кдж/моль 21,07 4,45 24,65 17,1 4,74 20,8 22,5 7,870 28,71 8,837 31,45 1,94 10,94 36,2 6,51 26,4 6,19 19,8 11,38 36,8 2,69 22,4 7,714 16,82 10,5 34,7 3,74 2,69 16,15 2,626 1,878 19,41 28,51 . 27,47 5,02 38,74 4,94 21,51 3,22 27,1 5,173 25,53 7,53 20,25 11,6 57,03 11,73 23,70 6,7 27,89 8,4 8,8 41,4 27,30 5,939 26,10 Литература [1] [и [ f 1 1 2 2 1 1 1] ш [1] [1] [151 ] ] 5] ] >1 [14] [1, 14] [1] [2] [14] [14] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [14] [14] 114] [14] [14] [14] 114] t I 41 [14] 14 [15] (И [И [2 [2] [1] [Ч [1] [11 1 1 [1) [1] [М [1] [П [151 [5 1 1 1 1 1 ; 1 180
Формула QH3N QH6ON C2H5O3N QH8 СзН6 с3н6 с3н4 C3H7C1 C3H7Br C3H5Br CjH8O C3H8O C3H8O C3H6O СзНсО2 СзН6О2 C3H6O2 C3H4O2 С3Н8О3 C3H8N C3H5N CjH7O2N C3H7O3N C4H10 C4Hl0 C4H8 QH8 C4H8 C4H8 QH8 C4H8 QH6 QH6 Название Этаннитрил Ацетамид Этилнитрат w-Пропан Пропен (пропилен) Циклопропан Пропин (метилацетилен) 1-Хлорпропан 1-Бромпропан З-Бромпропен 1-Пропанол (пропиловый спирт) 2-Пропанол (изопропиловыи спирт) Метилэтиловый эфир Ацетон Пропионовая кислота Этилформиат Метилацетат Акриловая кислота Глицерин Пропиламин Этилцианид ,, V Уретан Пропилнитрат н- Бутан 2-Метилпропан (изобутан) 1-Бутен (бутилен) tjuc-2-Бутен mpawc-2-Бутен 2-Метилпропен (изобутилен) Циклобутан Метилциклоп ропан 1,2-Бутадиеи 1,3-Бутадиен (дивинил) Переход Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Исп Пл Пл Исп Пл Исп Продолжение t. *>С — 44,9 81,5 71 221,2 — 94,6 87,7 —187,7 — 42,06 —186,3 — 47,75 — 136,1 — 34,42 —102,7 — 23,23 —122,3 45,7 —108,1 68,8 —119,3 70,2 —126,2 97,8 — 88,'б 82 5 7,'5 — 96,5 56,1 — 20,8 139,3 — 79,2 54,3 — 98,0 57,8 12,3 141 fi 18,2 290,5 48,5 — 91,8 97,10 48,7 ПО —165,60 —138,35 — 0,50 —159,60 — 11,7 — 185,3 — 6,25 — 138,91 3,72 —105,55 0,88 —140,35 — 7,01 —126,79 — 90,7 12,6 — 7,5 — 177,32 —136,19 10,84 — 108,92 — 4,6 АН, кдж/моль * 8,91 32,75 14,2 — 8,527 33,9 2,524 18,77 3,002 18,42 4,389 20,92 — 22,03 5,544 27,6 6,53 29,9 — 5,20 41 81 5,37 4П 48 чи, но 24,73 5,72 29,09 7,53 30,63 9,2 30,31 __ 31,20 11,1 18,47 29,05 6,07 31,0 15,2 37,1 3,667 4,660 22,39 5,541 21,30 3,848 21,92 7,308 23,35 9,757 22,76 5,933 22,12 5,894 1,008 24,9 . 2,801 6,961 7,985 ' 22,59 табл. 11.2 Литература [2] [2] [2] [1] (П [1] 11, 13] [13] [1] [13] [1, 13] [131 1] 13] 1] 1] 1] 1] 1] 1] 1] '1 [1] fitl [its] [15] [11 1 1 [1 И [15] [1] [15] И] Г 1 I1 [11 1 1 1 1] 11 [13] [16] [131 [16] [131 1] 131 16 13 [16 [13 [16 [13 J [13] [1] [13] [1] [13] [13] [13] [161 [13 ] 181
Формула 1 С4НС с4н6 QH4 с4н2 C4H9F C4H9Br QF8 QH10O QHl0O C4Hl0O QH10O QHl0O C4H8O C4H6O QH4O C,HBO, 4* D^-^2 C4H8O2 QH8O2 QH8O2 QH8O2 QH6O C4H4S С4НцЫ C4HnN C5H12 c6h,2 CsHl2 C5H10 с5н10 Название i-Еутин (этилацетилен) ?-Бутин Циклобутен Бутении (винилацетилен/ 1,3-Бутадиен 2-Фторбутан 1 -Б ромбу тан Октафторциклобутан 1-Бутанол (н-бутиловый спирт) 2-Бутанол (бутиловый спирт вторич- вторичный) 2-Метилпропанол (бутиловый спирт, третичный) 2-Метилпропанол (изобутиловый спирт) Диэтиловый эфир 2-Бутанон Дивиниловый эфир Фуран Масляная кислота Изомасляная кислота Пропилформиат Этнлацетат Метилпропионат Метнлакрилат Тиофен " Бутиламин Диэтиламин н-Пеитан 2-Метилбутан (изолент ан) 2-2-Диметилпропан (неопентан) 1-Пентен tjuc-2-Пеитен транс- 2- Пенте н 2-Метил-1 -бутен 3-Метил- 1-бутен Переход Пл Исп Пл Исп Исп Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл П тт 11Л Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Продолжение ' t, °С —125,72 8,07 —32,2 27,0 2,4 5,1 —36,4 10,3 —121,4 25,1 — 112,8 99,4 —40,2* — 89,3 117,6 —114,7 99,5 25,5 82,9 — 108 107,2 — 116,2 34,6 — 87,1 79,6 —100 28,3 — 85,6 31,4 — 5,8 164,0 — 46,0 154,7 — 92,9 81,3 — 83,8 77,1 79,8 99,5 — 38,3 84,2 — 50,5 70 — 48,0 55,5 —129,7 36,1 —159,9 27,8 —133,1 ifi fi — 1 и, v 9,50 —165,2 30,0 —151,4 37,0 —140,2 36,4 —137,5 31,2 —168,5 20,06 ДЯ, кдж/моль 6,031 24,52 9,235 26,54 23,54 24,54 23,32 26,05 9,241 32,53 2,768 8,98 43,97 43,56 6,79 39,97 43,47 6,90 26,60 8,48 32,8 7,95 26,2 3,802 27,09 11,07 42,01 5,0 41,1 31,9 10,48 ' 32,26 32,64 40,29 5,09 31,47 — 27,2 — 28,83 8,414 25,77 5,156 24,59 2,575 0, zou 22,75 5,807 25,2 7,113 26,95 8,368 26,15 7,912 25,50 5,36 24,04 га б л . 11.2 Литература [13 [13 1 17 13 13 13 [] 13] 1] 1 1 1 1 1 1 1] 15] 1] 15] 1 ] ] II 1] 1] 15] 1] 1 1 1 1 1 1 [18] [1. 13] 1 [ 1 18] 13] 13] 19] 20[ [19,20] [1, 13] [20,21] [13] [20,21] [13] [20,21] [13] 120,21] [13] При Р = 591 мм рт. ст. 182
Формула QHj,, С5Н10 с5н8 с5н8 QH8 QH8 с5н8 с5н8 QH "* 8 с5н8 QH8 с5н6 С,НцВг С6Н12О С5Н12О QHl2O С5Н12О С5Н12О QH10o С5Н10О C5Hi0O2 с5н10о2 QHl0o2 CgHioOg С5НЮО2 C5Hi0O2 СбНщОо с5н10о2 CgHjoS QHnN C5H6N CeH14 C>glii4 Название 2-Метил-2-бутен Циклопентан 1,2-Пентадиен ' цис-1,3-Пентадиен ((^с-пипирилен) транс-1,3-Пентадиен (mpawc-пипирилен) 1,4-Пентадиен 2,3-Пентадиен 2-Метил-1,3-бутадиен (изопрен) Циклопентен Спиропентан 1-Пентин Циклопентадиен 1-Бромпентан 1-Пентанол 2-Пентанол 2-Метил-2-бутанол Этилпропиловый эфир Метилтретбутиловыи эфир 2-Пентанон Циклопентанол Валериановая кислота Изовалериановая кислота Бутилформиат Изобутилформиат Пропилацетат Этилпропионат 1-Метилбутират 2- Мети лбу тират Тиациклогексан Пиперидин Пиридин ч-Гексаи 2-Метилпептан Переход Пл Исп Алл Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Исп Исп Пл Исп Пл Исп Исп Алл Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Исп Исп Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Продолжение t, °С —133,8 38,7 —150,76 —135,06 — 93,8 49,3 — 137,3 44,9 — 137,3 42,0 — 87,5 42,0 —148,3 / 26,1 ( —125,6 48,3 —146,7 34,1 —186,08 —135,1 44,24 — 107,0 39,0 40,25 40,5 — 89,3 128,6 — 79,8 138,2 119,15 —127,2 — 9,1 102,3 61,4 — 108,6 55,1 — 77,7 101,9 — 70,4 — 16,3 140,2 — 34,5 184,7 — 30,0 176,7 —91,9 105,1 — 95,8 92,8 101,8 — 73,9 91,8 102,3 176,5 19,10 141,7 103,5 — 4,7 115,2 — 95,3 68,7 —153,6 60,3 А//, кдж/моль 7,598 26,30 4,884 0,344 0,609 27,2 — 27,17 27,08 6,345 26,84 6,142 26,0 — 27,78 4,83 25,82 0,4795 3,363 27,33 6,435 3,39 27,78 26,79 14,27 30,5 9,795 _ .—. 1,96 4,49 28,9 28,3 10,6 -— 3,71 1,54 7,74 44,0 7,32 43,1 — 31,7 — 33,85 34,71 12,6 34,42 34,42 — 2,448 36,14 32,3 8,278 35,11 13,03 28,85 6,266 27,79 табл. 11.2 Литература [20, 21] 13] 1] 1, 13] 131 15 2S 15 25 [15 > S SI I J 22] 13] 22] 1, 13J 22] 13] 1, 22] 131 j 1, 21] 13] 13 1] 13] 13] 13] 1] 1] 1] 1] 1] 1] 1] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1] 1] Г 1 1 1 Г г [15] [15] [1 [1 1] 1 i; 1] 18] 23] 13] 23] 183
Продолжение табл. 11.2 Формула QH12 C.H, QH6F C6H5C1 CH6Br C6H14O CeH14O QH14O C6H12O QH6O QHl2o2 QH,N CeH3O,N3 C-,Hl6 QHl4 QHl4 QH5F3 QH16O C,H8O C7H8O CH5OeN3 с8н18 QH8 C8HleO *JP*42 Название 2,2-Диметилбутан (неогексан) 1 Тексен Циклогексан 1-Гексин Бензол Фторбензол Хлорбензол Бромбензол 1-Гексанол (гексиловый спирт) 2-Гексанол Диизопропиловый эфир Циклогексанол Фенол Капроновая кислота Анилин Пикриновая кислота н-Гептан 1-Гептен Циклогептан , V Фенилтрифторметан 1-Гептанол (гептиловый спирт) Бензиловый спирт о-Креозол 2, 4,6-Тринитротолуол w-Октан Этеиилбензол (стирол) 1-Октанол н-Нонан Изопропилбензол (кумол) Переход Алл Алл Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Алл Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп t, °с —123,36 — 146,34 — 99,7 49,7 —139,8 63,5 — 87,С6 6,6 80,7 —132,09 71,4 5,62 80,10 — 42,2 84,7 — 45,3 132,2 — 30,7 156,2 — 47,4 157,0 139,9 — 86,8 — 9,7 23,5 160,5 41 181,8 — 3,6 205,3 — б[4 184,4 122 320 — 90,6 98,4 —119,03 93,6 —138,4 — 75 — 60,8 — 8,03 114,4 — 29,01 102,03 — 32,8 175,9 — 15,6 204,2 191,0 80,5 345 — 56,8 125,3 — 30,6 145,1 — 15,0 195,3 — 55,96 — 53,5 150,8 — 96,03 159,22 '\Н» кдж/моль 0,285 5,409 0,579 26,3 9,347 28,03 6,65 2,665 30,08 — 29,26 9,837 30,76 11,30 31,20 9,556 35,66 10,63 36,40 15,38 50,63 49,75 11,24 8,2 1,70 42,4 11,6 47,30 15,1 10,54 45,15 19,5 87,9 14,022 31,69 12,40 30,92 4,966 0,290 0,450 1,882 31,80 13,78 32,64 18,17 . 8,970 50,46 46,94 22,6 73,22 20,74 34,57 10,95 37,54 53,1 6,28 15,47 37,78 9,6 38,40 Литература 1] ill 23] 19] 1] 1, 18] 1] 23] 13] 13] 13] 13] 1] И ш [15] [1] [15] [1] [1] 1 [1) [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [15] [1] [1] ' [13] [23] [19] [13] 1] [1] [1] [11 13] 1] 1 1 1 1 1 1] 1] 1] 19] 13] 16] 13] 1] 1] 13] 17] 23] 18 13] 184
Продолжение табл. 11.2 Формула ^^xu 22 CioH8 СцН24 12*^26 Q2H10 Q3H28 О^Нзо Q5H32 Название н-Декан Нафталин w-Ундекан н-Додекан Дифенил н-Тридекан н-Тетрадекан н-Пентадекан Переход Пл Исп Пл Исп Алл Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп Пл Исп t, сс —26,67 174,12 80,28 217,96 —36,6 —25,6 195,9 —9,6 216,3 68,3 255 —5,4 235 —5,9 253,6 10,0 270,6 А//» кдж/моль 28,71 38,6 18,98 42,8 6,858 22,18 .— 36,84 18,6 47,95 28,5 45,07 34,59 Литература [17] [13] [13] [11 [13] [13] [1 [1 [1 [1 [1] [11 П1 [11 [11 [11 П] 11.2. ПЛАВЛЕНИЕ Плавление — переход вещества из твердого (кристал- (кристаллического) состояния в жидкое; обратный переход на- называется кристаллизацией. Зависимость температуры плавления от давления (кривая плавления) начинает- начинается в тройной точке и, предположительно, нигде не окан- оканчивается, т. е. не имеет критической точки. В общем случае температура плавления Тпл возрастает с ростом давления. Теплоту плавления можно оценить (с погреш- погрешностью около 10%) по следующим формулам [24]: для углеводородов и кислородсодержащих орга- органических соединений „0,00324т Lnn = 4,95 • Тпл ¦ 10 кал/моль; для неорганических соединений [25] Lan = tiTaJ(Tan) кал/г, где т — молекулярная масса; п — число атомов в моле- молекуле вещества; / (Тпл) — эмпирическая функция: ческой формуле Джонсона [24]: Гпл, °К НТпл),шл1(г-град) 300 1,9 600 2,5 1000 3,0 1300 3,2 Для более грубых оценок можно использовать эмпи- эмпирическую формулу [25] Lnn = аТПД кал /моль, где а = 2,5 для элементов; а — 6 для неорганических соединений и а = 13,5 для органических соединений. Изменение температуры плавления Д Тпл, вызван- вызванное изменением давления Д Р, можно оценить по эмпири- эмпириград, где LnlI — теплота плавления, кал/г; р — плотность твердой фазы, г/сж3; Р — давление, ашм. Соответствую- Соответствующее изменение теплоты плавления Д^ где Д Ср — скачок теплоемкости при плавлении, кал!(г-град). Плавление сплавов и твердых растворов характери- характеризуется температурным интервалом плавления. Темпе- Температура начала плавления называется солидус, темпе- температура конца плавления — ликвидус. Различие между этими температурами определяется составом сплава (ра- (раствора). В случае эвтектических сплавов солидус и ликвидус' совпадают; при плавлении эвтектических сплавов состав фаз не изменяется. Плавление неиндивидуальных соединений (поли- (полимеров, керамик, стекол и т. п.) имеет сложный харак- характер и происходит в температурной области, зависящей от многих факторов (состава, структуры, предыстории нагревания и т. д.). Температурой плавления называют при этом нижнюю границу температурного интервала плавления. Многие из веществ такого типа (например, стекла, смолы, пластмассы) являются переохлажден- переохлажденными жидкостями, т. е. находятся в термодинамически метастабильном состоянии. При повышении темпера- температуры они постепенно размягчаются. Температурой плавления при этом считают верхнюю температурную границу процесса размягчения. Обратный процесс (затвердевание) для переохлажденных жидкостей ха- характеризуется аналогично температурой затвердева- затвердевания. Важными характеристиками процессов размягчения и затвердевания являются соответственно теплостой- теплостойкость и морозостойкость. Теплостойкость (по Мартен- су) измеряется наименьшей температурой, при которой изгибающее усилие 50 кГ/см2 вызывает заметную де- деформацию. Морозостойкость определяется аналогично. 185
ТаблицаП.3 Температура плавления элементов и соединений при различных давлениях Продолжение табл. 11.3 Р, атм Р, атм t, °С Аг, аргон 400 750 1000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 8 000 [10] Bi, висмут 1000 2 000 4 000 8 000 10 000 Cs, цезий 1 000 2 000 3 000 4 000 Ga, галлий 4 000 8 000 12 000 Н2, водоро; 1,7 33,2 67,3 103,6 142,2 183,1 227,6 272,4 318,6 366,1 414,5 464,2 745 1422 2260 3249 Не, гелий 37,08 800 1740 3280 5140 7270 —179,58 —173,2 —166,75 —146,69 —128,3 — 111,2 — 93,2 — 80,3 — 53,2 [10] 267,5 263,5 256,5 238,0 228,8 [Ю] 51,9 70,2 85,7 98,5 [Ю] 21,5 12,6 2,5 ([26] —259,15 —258,15 —257,15 —256,15 —255,15 —254,15 —253,15 —252,15 —251,15 —250,15 —249,15 —248,15 —243,15 —233,15 —223,15 —213,15 [27] —271,16 —261,04 —253,15 —243,15 —233,15 —223,15 3Не, 38,20 248 664 1210 1850 3410 3 554,8 Hg, 2000 4 002 8018 10 034 12 064 гелий-3 [27] —272,15 —267,15 —263,15 —257,15 —253,15 —243,15 —242,97 ртуть [10] —28,66 —18,48 1,87 12,06 22,24 К, калий [10] 1000 2000 4000 8 000 10 000 12 000 Кг, i 184 702 1275 2040 2 981 t N2) 1000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 Na, 1000 2 000 4 000 8 000 10 000 12 000 Ne 19,5 102,7 78,7 92,4 115,8 152,5 167,0 179,6 <риптон [27] —152,9 —137,9 —122,5 — 103,2 —80,6 азот [26] —190,7 — 175,7 —162,2 —149,7 —138,2 — 126,7 — 115,7 —104,2 — 94,7 натрий [10] 105,9 114,2 128,8 155,1 166,7 177,5 , неон [27] —248,28 —247,04 Р, атм 380 1300 2 250 3 420 4 850 —243,15 —233,15 —223,15 —213,15 —203,15 О2, кислород [26] 14,5 56,8 100,2 144,9 190,8 —218,65 —218,15 —217,65 —217,15 —216,65 Р, фосфор [10] 1000 2 000 3 000 4 000 6 000 72,7 99,3 124,4 151,3 191,9 Rb, рубидий [10] 1000 57,9 2 000 74,5 3 000 89,1 S, сера [10] 400 I 126 1 000 | 140 Xe, ксенон [27] 240 520 805 10S0 1 380 1665 1960 2 250 2 605 2 905 —103,15 —93,15 —83,15 —73,15 —63,15 —53,15 —43,15 —33,15 —23,15 —13,15 СО2, углекислый газ [10] 3 000 4 0С0 5 000 6 000 8 000 10 000 12 000 - 5,5 8,5 21,4 33,1 55,2 75,4 93,5 CS2, сероуглерод [8, 10] 5000 10 000 15 000 20 000 25 000 —51 О 46 89 130 t, °С 30 000 35 000 170 209 Н2О, вода [8,10] 610 1000 1590 2 000 2 115* 2 510 3 000 3 530* 3140 3800 4510 5 440 6 380* 4 790 5 280 5810 6 380* 7000 7640 8 000 9 000 10 590 12319 15 000 18 000 20000 25 000 30 000 35 000 40 000 NaCl-2H2O, хлористый 3 690 5 290 7 360 — 5,0 —88 —15 —20,15 —22,0* —20 — 18,40 —17,0* —20 —15 —10 — 5 0,16* —15 —10 — 5 0,16* 5 10 12,8 20 30 40 52,5 66 73,6 102,8 137,0 166,6 192,3 натрий [10] 17,5 21,2 24,3 SiCl4, кремний четырех- хлористый [10] 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 —10,0 42,6 92,5 139,4 183,8 СС14, углерод четырех- хлористый A0] 1000 2 000 4 000 6 000 8 000 14,2 45,9 102,7 149,5 192,1 * Тройная точка. 186
•Продолжение табл. 11.3 Продолжение табл. 11.3 Р. атм СНС13, хлороформ [8, 10] 3 000 4 000 5 000 6 0С0 8 000 10 000 12С00 15С00 20СО0 25 000 — 12,1 3,4 10,0 32,4 58,6 83,7 107,9 137,0 192 243 СНВг3, бромоформ [10] 1000 ! 31,5 2 000 4 000 6000 8 000 10 000 53,8 94,7 130,8 163,2 194,0 СН2С12, дихлорметаи [8, 10] 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 —46 0 42 82 120 157 зОгСЛ, хлоруксусная кислота [10] 7 540 9 321 151,7 164,8 уксусная кислота 1000 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 37,7 54,3 83 108,2 129,6 148,3 С2Н4Вг2, 1,2-дибромметан [10] 500 1000 27,45 34,0 C2H5ON, ацетамид [10] 1 000 93,1 2 000 103,1 4000 119,0 6 000 133,1 8 000 151,1 10 000 166,55 С2Н5Вг, бромэтан [8, 10] 5 000 10 000 —70 —29 Р, атм 15 000 20 000 25 000 30 000 t, °С 5 34 58 80 С2Н6О, этанол [8, 10] 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 —76 —39 —5 25 54 82 109 QHjBr, 1-бромпропан [8, 10] 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 40 000 1000 2 000 4 000 6 000 10 000 с-няо4 —56 О 34 71 105 138 197 уретан [10] 57,3 64,2 75,8 98 138,4 диметилоксалат [10] 1000 2 000 4 000 8 000 75,8 95,8 132,6 196,8 С4Н8О, этилацетат [10] 12 100 23 800 25 75 бутанол [8, 10] 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 1000 —33 12 49 80 108 132 155 , нитробензол [10] I 27,9 Р, атм 2 000 4 000 6 000 8 0СО 10 000 л °С 48,1 87,6 122,3 153,8 184,5 QHjCl, хлорбензол [8, 10] 2 000 4 000 5 000 6 000 8 000 10 000 15 000 20 000 25 000 СеН5Вг, 1000 2 000 4 000 6 000 10 000 QH5O3N, 500 1 000 2 000 4 000 QH6 1С00 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 8 000 10 С00 —12 16,7 25 41,9 64,8 84,5 130 166 222 Зромбензол [10] —12,1 5,3 35,9 62,0 107,6 нитрофенол [10] 125,5 137,7 159,8 198,8 бензол [10] 32,5 56,5 77,7 96,6 114,6 131,2 162,2 190,5 Р, атм СН.С 1000 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 QH, 1000 2 000 4 000 6 000 8 000 12 000 С7Н8О, 1000 4 000 8 000 0:0^8. 285 580 Q2HUN, 1 000 4 000 8 000 Ci3Hl0O, 1000 4 000 8 000 t, "С ), фенол [10] 53,4 63,3 99,8 131,9 158,8 184,6 209,2 N, анилин [10] 13,1 31,6 64,5 93,2 119,1 165,3 о-креозол [10] 47,4 81,8 118,1 нафталин [10] 1 90 100 дифениламин [10] 79,1 144,9 212,9 бензофенон [10J 74.6 142 213,7 187
Изменение объема ЛК= Кжидк — при плавлении [8] Таблица 11.4 Ктв вещества Продолжение табл. 11.4 Формула Элементы А1 Аг Bi Br Cd Cs Ga H2 He Hg I К Kr Li N2 Na Ne o2 P Pb Rb v S Sb Se Sn Те Tl Xe Zn Неорга- Неорганические соедине- соединения A12O3 B2OS CO2 COS csf H3PO4 NaCl Na2SQ, PH3 Название Алюминий Аргон Висмут Бром Кадмий Цезий Галлий Водород Гелий Ртуть Иод Калий Криптон Литий Азот Натрий Неон Кислород Фосфор Свинец Рубидий Сера моноклинная » ромбическая Сурьма Селен Олово Теллур Таллий Ксенон Цинк Окись алюминия Окись бора Двуокись углерода Сероокись углерода Сероуглерод Фосфорная кислота Хлористый натрий Сернокислый натрий Фосфористый водород Р, атм 1 1 1000 1 1000 10 000 1 1 1 1000 1 4 000 17 000 0,073 102 1 1 1 1000 10 000 1 1 1 1000 1 1000 10 000 1 1 1 1000 1 1 1000 1 400 1000 1 1 1 3000 10 000 1 1 10 000 1 3690 7360 1 AV, см?/моль 1,51 3,16 2,22 —0,72 —0,74 —0,87 4,08 0,73 1,8 1,43 —0,37 —0,407 —0,516 4,85 1,10 0,519 5,43 1,05 0,926 0,328 4,49 0,184 1,01 0,81 0,641 0,584 0,358 2,19 0,82 0,597 0,555 0,705 1,58 1,24 0,92 1,28 0,45 0,27 1,41 0,46 1,57 0,55 5,59 0,69 15,3 —0,81 4,7 2,65 4,88 3,27 2,17 7,8 1,26 0,41 1,18 2,25 Формула PC13 Sbl3 SF6 SiCl4 Органи- Органические соедине- соединения CF4 CC14 CHC13 CHBr3 CH2O2 CH4NO2 C2F4 C2F6 C2F2Br4 C2HSO2C1 C2H4O2 C2H4Br2 C2H5ON C2H5 Br C2H6O C3H6O2 C3H7Br C4H8O C4H8O2 C4Hl0O CeHsOjjN C6H5C1 C6H6Br C6H(j QH.,N C6H12 C6Hi2O2 C,H8O C,H8O C7H14 Q^Hg ClnHonO C12HnN Ci3HieO C13H12 Cl4Hl4 CiflH,f Название Треххлористый фосфор Трехиодистая сурьма Шестифтористая сера Четыреххлористый крем- кремний Четырехфтористый угле- Четыреххлористый угле- углерод Хлороформ Бромоформ Муравьиная кислота Карбамид Тетрафторэтилен Гексафторэтан Дифтортетрабромэтан Хлоруксусная кислота Уксусная кислота Дибромэтан Ацетамид Бромэтаи Этиловый спирт Пропионовая кислота 1-Бромпропан Этилацетат Масляная кислота Бутиловый спирт Валериановая кислота Нитробензол Хлорбензол Бромбензол Бензол Анилин Циклогексан Капроновая кислота о-Креозол Л1-Креозол Метил циклогексан п-Ксилол Нафталин Ментол Дифениламин Бензофенон Дифенилметан Дифенилэтан Трифенилметан Р, атм 1 816 1 2000 10 000 1 1 10 000 3000 10 000 1 1000 10 000 1 1 1 1 1 1 1 1000 10 000 1000 1 1000 10 000 1 2000 1 2000 12 100 1 10 000 1 1 1000 10 000 1 1 1 1000 10 000 1 1000 10 000 1 1 1 1 13 800 1 1 1 1 1 1 1 1 W. см31моль 4,22 12,0 20,8 8,87 5,2 1,6 3,97 3,09 6,33 4,18 9,87 8,97 4,20 5,29 0,6 13,5 6,8 6,1 10,11 9,37 6,89 3,21 7,14 6,486 5,033 2,434 4,53 2,00 9,13 2,82 2,14 4,19 3,54 10,9 10,1 9,019 4,959 8,0 8,86 10,29 3,01 3,30 7,95 7,30 4,20 5,64 13,66 8,95 6,95 3,47 2,08 18,74 10,2 16,21 16,47 15,05 20,59 18,15 188
Таблица 11.5 Температуры плавления (солидус tc и ликвидус tn) сталей и технических сплавов [28. 29, 30] Продолжение табл. 11.5 Марка Марка Стали жаростойкие Х13-^-Х28, Х25Т Х18Н9, Х23Н18 Х23Н13 0Х18Н1О Х18Н9Т Х18Н10Т Х20Н14С2, Х25Н20С2 4Х10С2М Латуни Л 62 Л 70 Л 80 Л 90 Л 96 ЛО 59-1 ~ ЛО 62-1 ЛО 70-1 ЛО 90-1 ЛО 64-2 ~ ЛО 74-3 ЛК 80-3; ЛС 59-1 Л С 74-3 ЛА 77-2 ЛА 85-0,5 ЛАН 59-3-2 ЛАЖ 60-1-1 ЛМц 58-2 ЛЖМц 59-1-1 ЛН 65-5 Бронза Бр А5 Бр А7 Бр А10 Бр АЖ9-4 Бр АЖНЮ-4-4 Бр АЖМцЮ-3-1,5 Бр СЗО Бр Мц5 Бр Б2 (бериллиевая) Бр СФ6,5-0,4 Бр ОФ4-0.25 Бр ОЦШ-1 Бр ОЦ10-2 Бр ОЦС6-6-3 Бр ОЦС5-5-5 Бр ОЦС4-4-2.5 Бр ОЦСН 3-7-5-1 Бр О10 Алюминиевые сплавы АЛ1 АЛ 10В Д1 Д16 АВ (авиаль) Д18П АК-2, АК-8 В-95 АМц АМг АМгЗ, АМг5, АМг5П tc, °с , — 898 915 965 1020 1050 885 900 995 885 935 892 865 885 — — — — .— — — — — — —. — — — — 535 488 513 502 543 510 509 477 643 627 568 1500 1410 1440 1410 1425 1400 1400 1480 905 955 1000 1045 1070 906 935 1015 910 900 965 975 1020 956 904 880 900 960 1075 1050 1040 1040 1084 1045 970 1047 1000 995 1060 935 1015 ' 967 1000 1020 1022 1020 629 604 641 638 652 648 638 638 654 652 638 Л АМг7 АСМ АН-2,5 Магниевые сплавы МЛ 1, МЛ 7 2 3 4 5 МЛ МЛ МЛ мл МЛ 6 МЛ 11 МЛ 12 МА 1 МА 2 МА 3 МА 5 МА 8 ВМ 65-1 Медноникелевые сплавы МО Ml, МЗ, М4 МН 19 МНА 13-3 МНЖ 5-1 МНЦ 15-20 МНЦС 17-18-1,8 МНЖМц 30-0,8-1 Никелевые сплавы Никелевая бронза (НМ-8) » » (НМ 56,6) ТБ (НМ 89) ТП (НМ 99,4) НМц 2,5 НМц 5 НММц 3-12 Манганин (НММц 85-12) Константан (НММц 58,5-1,5) Алюмель (НМцАК 2-2-1) Хромель (Нх 9,5) Ферронихром (НХМц16-15-1,5) Монель (НМЖМц 28-2,5-1,5) Монель К Припои и баббиты ПОС 90 ПОС 40 ПОС 18 ПОС 4-6 Б 90 Б 16, БС Б 6 Б 83 Б Н Б К Сплавы серебра, золота, платины Ср М 500 Ср М 960 Зл М 980 ПСр 25 Зл Ср 600 Зл Пл 10 550 657 640 505 645 561 455 492 440 593 560 645 565 510 482 645 516 ИЗО 1080 965 1170 1120 960 183 183 183 245 241 240 232 240 240 320 850 927 1060 755 963 1200
Температура плавления (солидус) двухкомпонентиых сплавов при давлении Таблица атм [8] 11.6 Компоненты сплава А РЬ РЬ РЬ РЬ РЬ РЬ А1 А1 At AI АГ AI А1 Sb Sb Sb Sb Ni Na Na Cd Cd Cd Au Au Au К Cu Cu Cu Cu Ag Ag в Sn Tl Ag Na Cu Sb Sb Cu Au Ag Zn Fe Sn Bi Ag Sn Zn Sn Bi Cd Ag Tl Zn Cu Ag Pt Tl Ni Ag Sn Zn Zn Sn 10 295 710 460 360 870 250 750 630 675 625 640 860 645 610 595 600 555 1380 425 125 420 300 280 910 1062 1125 133 1180 1035 1055 1040 850 870 20 276 790 545 420 920 275 840 600 740 615 620 1015 635 590 570 570 510 1290 520 185 520 285 270 890 1061 1190 165 1240 990 890 955 755 750 Гемпература 30 262 880 590 400 925 330 925 560 800 600 600 1110 625 575 545 525 540 1200 590 245 610 270 295 895 1058 1250 188 1290 945 755 930 705 630 плавления. 40 240 917 620 370 945 395 945 540 855 590 580 1145 620 555 520 480 570 1235 645 285 700 262 313 905 1054 1320 205 1320 910 725 900 690 550 'С. при содержании компонента В, 50 220 760 650 330 950 440 950 580 915 580 560 1145 605 540 500 430 565 1290 690 325 760 258 327 925 1049 1380 215 1335 870 680 880 660 495 60 190 600 705 290 955 490 970 610 970 575 530 1220 590 520 505 395 540 1305 720 330 805 245 340 975 1039 1455 220 1380 830 630 820 630 450 70 ¦ 185 480 775 250 985 525 1000 755 1025 570 510 1315 570 470 545 350 525 1230 730 340 850 230 355 1000 1025 1530 240 1410 788 580 780 610 420 80 200 410 840 200 1005 560 1040 930 1055 650 475 1425 560 405 680 310 510 1060 715 360 895 210 370 1025 1006 1610 280 1430 814 530 700 570 375 90 216 425 905 130 1020 600 1010 1055 675 750 425 1500 540 330 850 255 470 800 570 390 940 235 390 1060 982 1685 305 1440 875 440 580 505 300 Таблица 11.7 Температура плавления легкоплавких сплавов Эвт — эвтектические сплавы или близкие к иим; для неэвтектических сплавов приводятся значения солидуса. П ро до л ж ен ие та б л. 11.7 Сплав (97,2% Hg; 2,8% Na), эвт (94,5% Cs; 5,5% Na), эвт (93% Cs; 7% Na), эвт G8% К; 22% Na), эвт (80% К; 20% Na), (91,8% Rb; 8,2% Na), эвт G0% К; 30% Na) F0% К; 40% Na) E0% К; 50% Na) (90% К; 10%Na) E6% Na; 44% К), эвт (85,2% Na; 14,8% Hg), эвт F0% Na; 40% К) G0% Na; 30% К) E0% Na; 5C% Hg) D4,7% Bi; 19,1% In; 8,3% Sn; 5,3% Cd; 22,6% Pb), эвт G0% Hg; 30% Na) D9,4% Bi; 21% In; 11,6% Sn; 18% Pb), эвт 4 —48 —30 —28 — 11 —10 —4,5 —3,5 5 11 17,5 19 21, 26 41 45 47 55 57 4 Литерату- Литература [31] [31] [31] [31] [8 [31 [8 [8 [8! [8! [31 [31] [8] [8] [8] [32] [8] [32] Сплав (80% Na; 20% K) F0% Na; 40% Hg) E3,5% Bi; 19% Sn; 17% Pb; 10,5% Hg) (92,9% Na; 7,1% Tl), эвт Сплавы By да: E0,1% Bi; 24,9% Pb; 14,6% Sn; 10,8% Cd) E0,4% Bi; 25,1% Pb; 14,3% Sn; 10,2% Cd) E0% Bi; 25% Pb; 12,5% Sn; 12,5% Cd) G0% Na; 30% Hg) D9,5% Bi; 10,1% Cd; 27,27% Pb; 13,13% Sn), эвт C3,7% Bi; 65,3% In), эвт E0% Bi; 34,4% Pb; 9,4% Sn; 6,2% Cd) (90% Na; 10% K) E8% Bi; 17% In; 25% Sn), эвт (80% Na; 20% Hg) 58 60 60 64 65,5 67,5 70 70 72 76,5 77 79 80 Литера- Литература [8] [8] [8] [31] [8] [8] [81 [8] [8] [32] [8] [8] [32] [8] 190
Продолжение табл. 11.7 Продолжение табл. 11.8 Сплав (96,7% Na; 3,3% Аи), эвт (90% Na; 10% Hg) E0% Na; 50% Hg) E5,2% Bi; 33,3% Pb; 11,5% Tl), эвт D9,1% Bi; 9,2% Tl; 23,4% Sn, 18,2% Cd), эвт E2,5% Bi; 15,5% Sn; 32% Pb), эвт Сплав Роуза E0% Bi; 28% Pb; 22% Sn) E4,4% Bi; 25,8% Pb; 19,8% Sn), эвт F7% Bi; 33% Li), эвт D0% Bi; 40% Pb; 20% Sn) E0% Bi; 35,7% Sn; 14,3% Tl), эвт E6,5% Bi; 43,5% Sb), эвт D3% Bi; 43% Pb; 14% Sn) E6% Bi; 40% Sn; 4% Zn), эвт (90% К; 10% Tl) G0% Hg; 30% K) E7% Bi; 43% Sn), эвт E7% Bi; 43% Tl), эвт F0% Bi; 40% Cd), эвт E0% Bi; 50% Pb) F6,2% Bi; 23,1% Sn; 10,7% Pb) D4,8% Pb; 41,5% Sn; 13,7% Bi), эвт (80% K; 20% Tl) F8% Sn; 32% Cd), эвт G0% Na; 30% Hg) F2% Sn; 38% Pb), эвт D4,2% Bi; 9,8% Pb; 48?/0 Tl), эвт D7,5% Bi; 52,5% Tl), эвт G6,5% Bi; 23,5% Tl), эвт (97% Bi; 3% Pb), эвт F2,7% Tl; 37,3% Na), эвт (82% Bi; 18% Аи) (99% Bi; 1% Mg) (97,3% Bi; 2,7% Zn) (97,5% Bi; 2,5% Ag) 80 90 90 91 94,6 96 100 101 109 113 124 125 128 130 133 135 138 139 144 145 148 160 165 177 181 183 186 188 198 218 238 240 243 254 262 Литера- Литература [31] [8] [8] [32] [32] [32] [32] [8] [32] [8] [32] [32] [8] [32] [32] [8] [8] [32] [8] [8] [8] [8] [8] [8] [8] [8] 32] 32] 32] 32] 32] 32] 32] [32] [32] Таблица 11.8 Температура плавления высокотемпературных керамик [1.33] Вещество HfC ТаС ZrC NbC HfBa TiN TiC TaB2 TaN NbBa HfN ZrN TiB2 ThO2 <пл- °C 3890 + 150 3880+150 3530 3480 3250+100 3205 3147 3100 3087 + 50 3000 2982 2982 2980 2950 Вещество NbB4 vc HfO2 W2B w2c uo2 we MoC ZrO2 ZrB12 YN ThQj ScN UN 2900 2810 2790 2770+80 2730 ±15 2730 2720 2700 2700 2680 2670 2656+75 2650 2650+100 Вещество ThN СоО NdBe SmB6 LaBe Ta4Si MgO Ta5Si3 UB4 SrO CeS BeO CraO2 Nb5Si3 TaB ThS TaS Nb2N Y2O3 A1N u2c VB2 WB(a) UB2 VN MoB UC La2O3 YC2 W2B6 BeB6 YBe Th2S2 Th4S7 NbB 2630 + 50 2603 2540 2540 2530 2510 2500 2500 2495 2460 2450 2440 2440 2440 2430 2425 2425 2420 2410 2400 2400 2400 + 50 2400+100 2385 2360 2350 2315 2310 2300 + 50 2300^50 2300 2300 2300 2300 2300 2280 Вещество ScB2 Mo3B2 VB Zr5Si3 uc2 SrBe UB12 CaBe BaB6 Ba3N2 ThB4 Be3N5 BaS Be3N2 Ti2B CrB2 TaSi2 Nd2S3 GeBe WSia ThB6 ZrSi Mo2B NdS Ti6Si3 GdB6 ThsN4 MoB2 La2S3 V3B2 A12O3 CrB Ce3S4 MoSi2 TiO Al2O3BaO (ш, CC 2250 2250 2250 2250 2250 2235 2235 2230 2230 2220 2210 2205 2205 2200 2200 2200 + 50 2200 2200 2190 2165 2150 2150 2140 2140 2120 2100 2100 2100 2100 2070 2050 2050 2050 ±75 2030 2020 2000 Таблица 11.9 Температурная стойкость различных веществ [10,34] Обозначения: t0T — температура отвердевания; tH — нагревостойкость; tp — температура плавления. Вещество Смолы Анилинформальдегидные Карбамидные Кремнийорганические Полиакрилаты Полиамидные Полистирольные Политетрафторэтиленовые Полихлорв ини ловые Полиэтиленовые Полиэфирные Фенолформальдегияные Эпоксидные Температура, °С tH = 85 tK = 75 tH = 200 tH = 65 tH = 100 fH = 80 tH = 190 tH = 60 tH = 100 tH = 115 *„ = 115 tH = 135 191
Продолжение табл. 11.9 Продолжение табл. 11.6 Вещество Полимеры и целлюлозные материалы Винипласт Капрон Лавсан Нейлон Органическое стекло Пенопласт Поливниилхлорид Полипропилен Полиэтилен (высокого давления) Полиэтилен (низкого давления) Совенит Терилен Триацетатцеллюлоза Фторопласт-3 Фторопласт-4 (тефлон) Целлофан Целлулоид Энант Прессованные и строительные материалы Амннопласты Амннопласты теплостойкие ВЭИ Волокнит Гетинакс Глины обыкновенные » огнеупорные Дельта-древесина Стекловолокнит Стеклотекстолит СТК Текстолит Туф лавовый Фенопласты Фибра Шамот Стекла, слюда Стекло оконное № 23 № 846 нейтральное белое № 59'" кварцевое титановое Пирекс Слюда природная » синтетическая (фторофлогопит) Температура, °С 'пл f *пл 'от *пл /"л tor t-пп tH 'пл tH 'от с tu if от tu h tH tor 'пл tu tH tu '- tu - tp tp I tu ¦¦ tu = tu - tu tH tnn ttt tp tp {p tp tl к H = 65 = 60 = 215 = 175 = 230 = 265 = 49 = 60 = 225 = 55 = 120 = 130 = —18 = 100 = 170 = 110 — US 11J = 135 = 110 = 67 = 264 = 110 = 90 = —113 = 250 = 400 = 60 = 40 = 190 = 225 = 110 = 170 = 115 = 150 > 1100 > 1580 = 140 = 170 = 170 = 130 = 1200 = 120 = 100 > 1500 = 400 = 550 = 600 = 600 = 560 = 600 = 1500 = 1750 = 1000 = 660 = 600 = 800 Вещество Масла, природные смолы, лаки Вазелин Воск Канифоль Мазут Масло: авиационное вазелиновое веретенное конопляное машинное солярное трансформаторное Нефть Олеин Парафин Стеарин Шеллак Янтарь Различные материалы Бакелит Битум Каолин Эбонит i Температура, °С *пл = 52 t0T = 60 *пл = 64 tm = 68 fp = 40 tor < -14 tor < -20 *от < —15 4>т < -20 'от < —Ю U < -20 *от < —45 tnn = -20-И0 <пл < —6 *пл = 45 tp = 33 tnn = ПО *пл = 360 tp = 100 *р = 70 <пл = 1700 *„ = 70 11.3 КИПЕНИЕ Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется испарением. Испарение, при котором давление паровой фазы равно внешнему давлению, называется кипением; давление при этом называется давлением насыщенного пара. Зависимость температуры кипения ГЕИП от внешнего давления назы- называется ортобулической кривой, а обратная зависимость давления насыщенных паров от температуры — кри- кривой упругости пара. Кипение возможно в интервале от температуры тройной точки до критической темпе- температуры Гкр; с увеличением давления ГЕИП увеличивает- увеличивается. Для многих веществ выполняется эмпирическое правило Гульберга—Гюн где Г^п — температура кипения при Р = 1 ата. Теплота испарения при кипении называется теплотой испарения в точке кипения LKm. С увеличением давле- давления и температуры кипения ?КИП уменьшается до LKKn— = 0 прн Т = Ткр. Для оценки LKim можно использовать формулу dlnP , = /?¦ d(\IT) Т «Г, кр. где R — газовая постоянная. Эта формула является частным случаем уравнения Клапейрона—Клаузиуса. Для неполярных веществ найдена эмпирическая зависимость [24] ?кип = 1 • 987 Т^ In 82,06 Г?>п кал/моль, которая выполняется с погрешностью 2—3%. 192
Таблица 11.10 Теплота испарения при разных температурах кипения Продолжение табл. 11.10 t, °С КИП' ккал/ моль Элементы Аг, аргон —183 —173 —163 —153 —143 —138 —133 —128 С12, хлор —90 —56,67 —34,04 —12,22 10,0 43,33 65,56 87,78 110,00 132,22 137,78 143,33 Н2, водород —251 —249 —247 —245 —243 —241 —240,4 —240 —240,05 Не, гелий —271,65 —271,45 —271,15 —270,95 —270,75 —270,55 —270,35 —270,15 —269,95 —269,75 —269,55 —269,35 —269,15 [27] 1,524 1,437 1,337 1,212 1,050 0,940 0,795 0,635 [35] 5,332 5,017 4,809 4,599 4,366 3,958 3,623 3,202 2,632 1,711 1,321 0,546 [26] 0,211 0,201 0,189 0,172 0,147 0,101 0,065 0,040 0,030 [27] 0,02152 0,02108 0,02232 0,02180 0,02108 0,02232 0,02248 0,02256 0,02252 0,02236 0,0220 0,02152 0,0208 :1Не, гелий-3 [271 —272,69 —272,45 —272,15 —271,75 —271,35 0,00736 0,00841 0,00910 0,01032 0,01102 t. °с —270,95 —270,55 —270,15 —269,95 —268,95 —268,65 —268,40 —268,15 кип' ккал1 таолъ 0,01105 0,01071 0,00788 0,00591 0,00495 0,00437 0,00363 0,00190 Hg, ртуть [35] 118,5 161,5 207,6 241,0 328,0 451,0 627,1 677,0 14,552 14,396 14,336 14,292 14,176 13,998 13,660 13,534 К, калий [35] 327 527 727 927 1027 1127 1227 1327 1427 1527 20,057 19,273 18,357 17,417 16,945 16,469 15,982 15,475 14,944 14,387 Кг, криптон [26, 27] —153 —133 —113 —93 —88 —83 —73 2,158 1,996 1,767 1,475 1,379 1,266 0,838 Li, литий [35] 527 727 927 1127 1327 1527 1727 N2, —208 —193 —183 —173 —168 —163 —158 —153 36,883 36,008 34,860 33,649 32,473 31,409 30,485 азот [34] 1,421 1,314 1,213 1,102 1,028 0,933 0,806 0,622 и °с кип' ккал/молъ кнп' ккал/ моль Na, натрий, [35] 400 800 1100 1300 1400 1500 23,603 21,079 19,563 18,657 18,199 17,735 Ne, неон [27] -248 -243 -241 -238 -235,65 -233 -230,65 0,4325 0,3915 0,3585 0,3415 0,3060 0,2555 0,1815 О2, кислород [26] —203 1,760 —183 1,6032 —163 1,440 —153 1,280 —143 1,152 —133 0,960 —123 0,640 S, сера [34] 200 300 400 500 600 620 640 646 2,408 2,208 2,158 2,296 2,595 2,666 2,741 2,764 Неорганические соединения В2Н„, диборан [35] —143 —123 —95 —53 —13 7 9 11 13 15 3,941 3,737 3,428 2,899 2,088 1,336 1,216 1,074 0,897 0,651 СО окись углерода [36] -188 -183 -178 -173 -168 -163 -158 -153 -148 -143 ,396 ,328 ,260 ,192 ,125 1,058 0,985 0,884 0,718 0,465 СО2, двуокись углерода [36] 50 30 20 10 0 10 20 25 27,5 30 Н2О, 3,544 3,184 2,982 2,750 2,469 2,027 1,632 1,255 0,992 0,662 вода [35] о 40 100 180 260 340 370 372 374 10,751 10,345 9,702 8,663 7, 142 4,415 1,885 1,445 0,602 NH3, аммиак [36] —50 —30 0 30 60 80 100 120 130 SnCl4, 100 140 180 200 220 240 260 280 5,756 5,525 5,129 4,653 4,055 3,536 2,873 1,921 0,952 четыреххлористое олово [34] 8,226 7,537 6,812 6,371 5,905 5,413 4,792 4,040 Органические соединення СН4, метан [35] — 180 —160 —150 —140 —130 —120 —ПО —100 —90 2,070 1 950 880 820 1,740 ,630 ,500 1,300 0,970 :Н4О, метиловый спирт [37] 0 I 9,248 50 I 8,768 193
Продолжение табл. 11.10 Продолжение табл. 11.10 /, °с 100 130 160 200 210 220 230 СН3С1, хлори (фреон-4 —60 —40 —20 0 20 40 50 60 ''кип' ккал/моль 7,872 7,184 6,336 4,864 4,320 3,616 2,688 стый метил 0) [38] 5,500 5,300 5,060 4,840 4,568 •4,268 4,107 3,938 CHFC12, фтордихлорметан (фреон-21) [38] —40 —20 0 10 20 30 35 40 CHF2C), дифт (фреон- 2 —100 —80 —50 —20 0 20 40 50 CFC13> 6,508 6,253 6,008 5,885 5,758 5,625 5,559 5,488 ¦орхлорметан 2) [38] 5,487 5,259 4,919 4,541 4,z4o 3,870 3,388 О 1ЛС 3,105 фтортрихлорметан (фреон-11) [38] —40 —20 0 20 30 40 46 Е0 CFSC1, ТКЛ — 140 —90 —50 —20 0 15 20 25 6,610 6,399 6,188 5,957 5,848 5,712 5,644 5,576 трифторхлорме- фреон-13) [38] 3,834 3,289 2,721 2,234 1,708 1,439 1,205 t. °С ''кип' ккал/моль CF2C12, дкфтордихлорметан (фреон-12) [38] —70 —40 0 40 80 100 105 ПО с2нв, —100 —80 —40 —20 0 20 30 31 32 5,050 4,897 4,439 3,784 2,800 1,938 1,606 0,905 этан [13] 3,568 3,395 2,918 2,599 2,181 1,530 0,869 0,880 0,425 С2Н4, этен (этилен) [35] —120 —80 —40 0 5 7 8 9 9,5 с2н2, —30 —60 —40 —20 —10 0 10 20 30 ai 3,356 2,940 2,385 1,282 0,954 0,754 0,616 0,320 0,274 ктнлен [13] 4,070 3,730 3,350 2,910 2,680 2,440 2,170 1,800 1,190 С2Нб0, этиловый спирт [Щ 0 50 100 140 170 200 220 230 240 20 50 80 120 160 200 240 260 280 11,Ы» 10,994 10,184 9,163 8,110 6,573 5,147 4,255 3,082 уксусная кислота [37] 5.046 5,304 5,496 5,592 5,394 5,112 4,692 4,350 3.810 t, °с CaF3Cl3, 1 ''кип- ккал/моль грифтортрихлор- этан (фреон-113) [38]" —30 —10 0 10 30 50 70 80 C2F4C12 тетра этан (фреон —40 —20 0 20 30 40 50 60 с3н8 —180 — 140 — 100 —60 —20 20 60 80 90 с3н„, — 180 —120 —СО 0 20 50 70 80 90 С3Н —130 —100 —50 —20 20 60 100 НО 120 7,421 7,180 7,049 6,918 6,659 6,380 6,101 5,952 фтордихлор- -114) [38] 5,950 5,797 5,610 5,321 5,185 5,015 4,828 4,641 пропан [13] проп 5,690 5,400 5,080 4,690 4,220 3,640 2,720 1,970 1,370 и лен [13] 5,600 5,120 4,550 3,800 3,470 2,780 2,120 1,660 0,700 ,, ал лен [13] С3Н4, метилам —100 —60 —30 0 30 60 100 ПО 120 5,610 5,440 5,150 4,370 4,150 3,380 2,220 1,650 0,450 датилен [13] 6,090 5,700 5,350 4,960 4,490 3,890 2,710 2,250 1,630 t, "С С3Н8О, i 70 120 150 180 200 220 ''КИП' ккал/моль тропиловый спирт [37] 240 250 260 С4Н]0, J30 —90 —50 0 50 90 130 140 150 С4Н8, —180 —150 —100 —50 0 50 100 130 12,39 10,78 9,52 8,12 7,14 5,95 4,41 3,5 2,31 бутан [13] 6 ^70 и, и / \j 6,250 5,880 5,320 4,650 3,820 2,500 1,960 0,980 бутен-1 [13] 6 R1O 140 С4Н8, 2- (изобут —100 —50 0 50 100 120 130 140 С4? 6,630 6,260 5,780 5,190 4,440 3,290 2,160 1,500 метилпропен 1лен) [13] 6,210 5,790 5,240 4,470 3,310 2,600 2,100 1.350 [„. 6VTHH-1 (этилацетилен) [13] —120 — 100 0 100 150 170 180 190 С4Н10О, 30 60 90 120 150 160 170 180 190 РУ 7,100 6,95.0 5,КО 4,510 3,270 2,500 1,890 0,470 этиловый эфир 37] 5,408 5,024 4,524 4,00 3,296 2,944 2,538 2,048 1,248 194
Продолжение табл. 11.10 Продолжение табл. 11.10 t, "С С4Н8О2, 80 110 140 160 180 200 220 230 240 QH12 —120 —80 —60 —40 —20 0 20 30 40 С6Н12, —150 —130 —ПО —90 —50 —30 10 30 40 CsHiq —160 —80 0 50 100 150 180 190 200 с5н1о, —90 —50 0 50 100 150 210 220 230 ''кип' ккал/моль этилацетат [37] 7,568 7,04 6,38 5,85 5,28 4,58 3,74 3,17 2,38 , пентан [13] 7,730 7,410 7,240 7,060 6,850 6,630 6,380 6,250 6,120 изопентан [13] 7,560 7,450 7,310 7,160 6,790 6,580 6,130 5,870 5,720 , пентен-1 [13] 7,710 7,170 6,390 5,770 4,990 3,890 2,640 2,000 0,800 циклопентан [13] 7,870 7,550 7,100 6,550 5,870 4,960 3,140 2,640 1,930 С5Н1о, циспентен-2 [13] —150 —100 —50 0 50 100 150 180 190 8,240 7,860 7,400 6,880 6,200 5,320 4,030 2,740 2,000 t, "С КИП* ккал/мояь С5Н8, циклопентен [13] —120 —60 0 50 100 150 200 210 220 8,080 7,580 7,020 6,470 5,740 4,750 3,170 2,670 1,970 QH8, 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен) [13] —140 —100 0 100 150 170 180 190 свн14, —90 —30 20 80 140 190 210 220 230 7,820 7,560 6,580 5,070 3,810 3,070 2,560 1,840 гексан [13] 9.460 8,110 7,580 6,770 5,510 4,060 3,200 2,600 1,700 С„Н14, метилпентан [13] —150 —90 —30 30 90 150 200 210 220 8,630 8,230 7,720 7,420 6,170 4,920 3,160 2,560 1,630 С„Н12, гексен-1 [13] —100 —50 0 50 100 150 200 210 220 8,550 8,100 7,590 6,970 6,190 5,130 3,420 2,990 2,130 С6Н12, циклогексан [13] 10 50 100 150 200 250 260 270 280 8,020 7,590 6,970 6,110 4,960 3,440 3,000 2,300 0,850 t, °c ceHl0, —100 0 50 100 150 200 250 260 270 с6нв in i\j 50 100 150 200 250 260 270 280 C7He —90 —60 0 60 90 180 240 250 260 ''КИП' кшл/моль циклогексен [13] 9,120 8,240 7,720 7,110 6,310 5,210 3,440 2,880 2,070 , бензол [35] ft ОСЛ 7! 750 7^070 6,300 5,350 3 880 злзо 2,900 2,150 , гептан [13] 9,760 9,560 8,990 8,200 7,740 5,950 3,810 3,080 2,160 C7H14, гептен [13] —180 —50 0 50 100 150 200 250 260 C7H14, —120 —100 0 100 150 200 250 280 290 C7H14, 1 9,480 9,200 8,710 8,110 7,390 6,480 5,180 2,860 1,830 метилциклогексан [13] 9,670 9,530 8,660 7,580 6,860 5,890 4,450 3,040 2,260 , 1 - диметилцикло- пентаи [13] —60 0 50 100 150 200 250 260 8,890 8,360 7,800 7,140 6,290 5,100 3,070 2,320 t, °с с7н —90 0 100 150 200 250 300 310 320 QH —30 30 90 150 180 210 240 260 290 С8Н —100 0 50 100 150 200 250 280 290 С8Н16, эт —100 —50 0 100 200 250 300 310 320 C8Hi0, —40 30 100 150 200 250 300 330 340 с8н1с, —90 0 100 150 200 250 300 330 340 ''кип' ккал!моль 8, толуол [13] 9.950 9,310 8,160 7,450 6,560 5,330 3,240 2,470 0.670 №, сктан [13] 10, 480 9,850 8,920 7,770 7,120 6,340 5,710 4,490 2,200 и, октен-1 [13] ил 10,720 9,770 9,190 8,150 7,700 6,560 4,880 3,180 2,140 даклогексан [13] 10,730 10,370 9,930 8,760 7,110 5.840 3,750 3,050 1,950 ж-ксилол [351 10,700 10,140 9,310 8,570 7,690 6,610 4,900 3,180 2,100 этилбензол ПЗ] 10,070 11,350 9,080 8,390 7,580 6,500 4,860 3,100 2,030 195
Продолжение табл. 11.10 t, °С кип' ккал/моль винилбензол (стирол) [13] —30 30 100 200 250 300 340 350 с9н12, 10,820 10,290 9,510 8,020 6,980 5,440 3,390 2,440 изопропилбензол (кумол) [13] —90 0 100 200 250 300 350 360 Q2H10 260 280 310 340 350 С15Н] в, 11,780 10,950 9,780 8,300 7,260 5,760 3,020 1,600 , дифенил [35] 11,55 10,78 10,01 9,394 9,163 моноизопропил- дифенил [35] 100 140 180 220 260 300 320 340 360 380 400 15,092 14,70 14,31 14,11 13,52 12,94 12,54 11,96 11,37 10,78 10,0 t, °с Силикон кип' ккал/моль (диэтилполиси- лооксан) [35] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 290 300 3U4 31,2 31,1 31,0 30,9 30,7 30,6 30,5 30,4 30,2 30,1 30,0 29,8 29,6 29,3 29,2 29,1 Даутерм (дифенильная смесь*) [351 20 60 90 120 150 180 210 240 260 280 200 320 340 360 380 390 400 90 86 83,5 80,5 78,5 76,5 74 71 68,5 65,5 63 60,5 58 55 52,5 51 49,5 * Эвтектическая, состав: 73,5% дифенилового эфира + 26,5% ди- фенила. ными растворителя. Криоскопическая постоянная рас- растворителя определяется разностью температур затвер- затвердевания Д Т — Ткр — Гкр.р, которая наблюдается при растворении в 1000 г растворителя 1 моля любого неле- нелетучего вещества. Эбуллиоскопическая постоянная оп- определяется аналогично разностью Д Г = ГЕИП — Гкип.р. При этом Ккр = - R1% I A000 LKp); Кэ = RT2KHn /A000 LKKn), где R — газовая постоянная; LKp — удельная теплота отвердевания; Z-KHn — удельная теплота испарения при температуре кипения. В табл. 11.11 и 11.12 приведены криоскопические и эбуллиоскопические постоянные некоторых раство- растворителей. При кипении и затвердевании происходит в общем случае изменение состава фаз. Не изменяют своего со- состава при кипении азеотропные растворы (табл. 11.13). Таблица 11.11 Криоскопические А"Кр и эбуллиоскопические Кэ постоянные неорганических растворителей, мол.%1град [10] Растворитель А1Вг, AsBr3 ВаС12 Вг2 СаС12 СаС12-6Н2О НВг на тлт 111 н2о н2о2 H2S H2SO4 HgBr2 HgCla I2 к2со3 Kci KNO3 NH3 NH4NO3 N2O4 Na2CO3 Ккр 26,8 18,2 108 8,31 38 4,73 9,41 4,98 ZyjyZO 1,853 2,0 3,83 6,17 36,7 34,0 20,4 41 25 14,0 0,97 22,1 4,1 30,0 Растворитель NaCl NaOH Na2SO4 POC13 P2O3 SrCl3 Растворитель AsCl3 Br2 Cl2 HBr HC1 HF HI H2O H2SO4 Hg I2 NH3 PCI3 SO2 SnCl4 18,0 20,8 44 7,57 11,45 107 «э 7,1 5,2 1,73 1,50 0,64 1,9 2,83 0,513 5,33 11,4 10,5 0,34 5,0 1,45 10,2 Формула 11.4. КИПЕНИЕ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ РАСТВОРОВ Температура затвердевания (кристаллизации) Гкр.р раствора меньше температуры затвердевания Гкр чис- чистого растворителя; температура кипения Гкип.р раствора C12H1CN2 больше температуры кипения Гкип растворителя. Это С5Н12О явление наблюдается при любых растворителях для нелетучих растворяемых веществ и описывается крио- C6HjN скопической Ккр и эбуллиоскопической Кэ постоян- C2H6ON Таблица 11.12 Криоскопические А"кр н эбуллиоскопические Кэ постоянные органических растворителей, мол.%1град [10] Название Азобензол Амиловый спирт, третич- третичный Анилин Ацетамид 8,35 5,87 363 2,26 3,69 196
Продолжение табл. 11.12 Формула С3НеО С[4Н10О2 с,нво2 с6н6 Q4Hi0O С2Н5Вг СНВгз С,Н7Вг С6Н5ОВг С4Н7О свн14 С7Н16 С6Н4Вг2 C12HUN ^13^) 2 C2H4CI2 C5HUO QH10O C<>H8 CH3I C2H51 С1СН1вО CjH8O с7н8о QH8O2 ClnH20O с,н6о2 CH4O СН2О2 Cif|Hg C6H5NO2 C10H7NO2 CjH7NO2 QHjNO2 CjH7NO2 C6H7NO2 QH5N C3H8O QHA cs2 CC14 C2H4O2 C4H6O3 C6H6O C6H6C1 Ci»H7Cl CeH4NO2CI C6H4NO2C1 QHiNOaC! CHCI3 CjHjCl C2H2O2C1 C6H5OC1 CeH12 C6H12O C2H6O QHeO C2HeO Название Ацетон Бензил Бензойная кислота Бензол Бензофенон Бромистый этил Бромоформ н-Бромтолуол н-Бромфенол Бутиловый спирт, третич- третичный Гексан Гептан н-Дибромбензол Дифенил Дифениламин Дифенилметан 1,1-Дихлорэтан 1,2-Дихлорэтан Изоамиловый спирт Изобутиловый спирт Инден Йодистый метил Йодистый этил Камфара о-Креозол п- Креозол Масляная кислота Ментол Метилацетат Метиловый спирт Муравьиная кислота Нафталин Нитробензол а- Нитронафталин о-Нитротолуол jw-Нитротолуол п-Нитротолуол о-Нитрофенол Пиридин Пропиловый спирт Пропионовая кислота Сероуглерод Углерод четыреххлорис- тый Уксусная кислота Уксусный ангидрид Фенол Фосген $- Хлсрнафталин о- X лорнитробензол м - X лорнитробензол п-Хлорнитробензол Хлороформ п-Хлортолуол Хлоруксусная кислота о-Хлорфенол Циклогексан Циклогексанол Этиловый спирт Этилформиат Этилацетат *кр 10,5 8,788 5,069 9,8 — 14,4 8,21 11,2 8,30 — _ 12,4 8,0 8,6 6,72 — — — — 7,28 — 39,8 5,62 7,7 .— 12,4 —. — 2,77 6,899 8,1 9,1 7,18 6,78 7,8 7,44 4,97 — ¦— — 29.8 3,9 — 7,27 — 9,76 7,50 6,07 10,2 4,9 5,6 5,12 7,72 20,2 38,28 — — «в 1,48 10,3 — — — 2,53 — —. — 1,77 2,78 4,225 — 7,06 — — 3,20 3,12 2,58 1,94 — 4,19 5,01 6,09 — — 3,94 6,15 2,06 0,84 2,4 5,80 5,27 — •— — •— — 2,686 1,73 3,51 2,29 5,3 3,07 3,53 3,60 2,9 — — — — 3,802 — — — 2,72 — 1,04 2,18 2,83 Таблица 11.13 Температура кипения азеотропных двухкомпонентных смесей [10] Первая компонента Вода » Этанол Вода Метанол » Вода » Этанол Этанол Вода Метанол Этанол Вода Этанол Вода » » » Этанол » Вода » Этанол Вода » Вторая компонента Наименование Хлористый водород Этиловый эфир Пентан Сероуглерод Дихлорметан Сероуглерод Этилформиат Хлороформ Метилацетат Четыреххлористый углерод Метилацетат Хлороформ Метанол Хлороформ Гексан Этилацетат Четыреххлористый углерод » Бензол » Этилацетат Циклогексан Изопропилформиат Этилацетат 1,2-Дихлорэтан Анилин Ацетонитрил Толуол Этанол Гептан ЕС Us 61,3 1,3 1,4 1,4 1,5 9 5 12,5 19 20,6 5,0 2.6 39,6 7 5,6 44 15,9 4,1 32,4 8,83 8,47 10 23 30,8 19,5 81,8 16,3 68 4,43 12,9 о С К ¦*« 20,7 34,15 34,6 37,7 38,1 42,4 52,6 53,5 54 55,7 56,1 56,2 58,3 59.3 61,6 65 65 66 68,2 69,25 70,38 70,8 71,6 71,8 72 75 76,5 76,7 78,17 79,2 197
Продолжение табл. 11.13 Первая компонента Вода » • » » » » » » » » * Вторая компонента Наименование Третичный бутанол 1,2-Диметилпропан Изопропанол Вторичный бутанол Пропанол Аллиловый спирт Изобутанол Хлорбензол Бутанол Пиридин л-Ксилол Хлораль Изоамиловый спирт Амиловый спирт Изомасляная кислота Масляная кислота Фенол Бензиловый спирт Трифторуксусная кислота Муравьиная кислота § . Р* О ю в 11,76 11 12,1 26,8 28,31 27,7 33,2 28,4 42,5 41,3 40 7 49,6 54,4 71,8 81,5 90,79 91* 21 25,5 о "с ¦3 79,9 80 80,38 87 87,72 88,89 89,92 90,2 92,7 93,6 94,5 95 95,15 95,8 98,8 99,4 99,52 99,9 105 107,65 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Landolt- Bornstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Qeophysik, Astronomie, Technik. 4 Teil. Berlin, Springer-Verlag, 1961. 2. Selected Values of Chemical Thermodinamic Proper- Properties, Circular NBS No. 500. Washington, 1952. 3. Kelley К. К. Contributions to the Data on Theoreti- Theoretical Metallurgy. V. X. Washington, 1949. 4. Kelley К. К. Contributions to the Data on Theoretical Metallurgy. V. V. Bulletin 393. Washington, 1936. 5. Kelley К. К. Contributions to the Data on Theoretical Metallurgy V. III. Bulletin 383. Washington, 1935. 6. Kubaschewski O.. Evans E. L. Metallurgical Thermo- Thermochemistry. Berlin, 1959. 7. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. Изд. 2-е. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1963. 8. Smithsonian Physical Tables. 9th ed. Washington, 9. Kubaschewski O., Evans E. L. Metallurgical Thermo- Thermochemistry. London, 1951. 10. Справочник химика. Под pen. Б. П. Никольского. Т. 1, М.— Л., «Химия», 1963. И. Редкие металлы. Справочник. Пер. с англ. Под ред. В. Е. Плющева. М., «Мир», 1965. 12. Методы измерения температур. Т. 1—2. Сб. ста- статей. Под ред. В. А. Соколова. М., Изд-во иностр. лит., 1954. F 13. Физико-химические свойства индивидуальных угле- углеводородов. Под ред. В. М. Татевского. М., Гостоп- техиздат, 1960. 14. Яковкин Г. А. Фреоны. Свойства и применения. Л Изд. ГИПХ, 1959. 15. О'Нага J. В., Fahien R. W.— Ind. Engl Chem., 1951, v. 43, p. 2924. 16. Glasgow A. R.— Analyt. Chem., 1948, v. 20., p. 410. 17. Streiff A. J.— J. Res. Nat. Bur. Stand., 1947, v 38 p. 53. 18. Glasgow A. R.—J. Res. Nat. Bur. Stand., 1946, v. 37, p. 141. 19. Streiff A. J.—J. Res. Nat. Bur. Stand., 1948 v 41, p. 323. 20. Todd S. S., Oliver G. D., Huffman H. M.—J. Amer Chem. Soc, 1947, v. 69, p. 1519. 21. Streiff A. J.—J. Res. Nat. Bur. Stand., 1946 v 37 p. 331. 22. Streiff A. J.—J. Res. Nat. Bur. Stand., 1950, v. 45 p. 173. 23. Selected Values of Chemical Thermodynarnic Proper- Properties. Circular of the NBS. Washington, 1947. 24. Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей. М. «Химия», 1966. 25. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. К. П. Мищенко и А. А. Равделя. Изд. 3-е. Л., Госхимиздат, 1959. 26. Справочник по физико-техническим основам глубо- глубокого охлаждения. М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. авт.: Малков М. П., Данилов И. Б., Зельдович А. Г., Фрадков А. Б.). 27. Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петров- Петровский Ю. В. Инертные газы. М., Атомиздат, 1964. 28. Справочник по машиностроительным материалам- Т. 1, 2. М., Машгиз, 1959. 29. Головин В. А., Ульянова Э. X. Свойства благород- благородных металлов и сплавов. М., «Металлургия», 1964. 30. Славян Д. О., Штейман Е. Б. Металлы и сплавы в химическом машиностроении и аппаратостроении М., Машгиз, 1951. 31. Натрий и калий. Л., Госхимиздат. 1959. (Авт.: Алабышев А. Ф., Грачев К. Я., Зарецкий С. А., Лантратов М. Ф.) 32. Чечеткин А. В. Высокотемпературные теплоноси- теплоносители. М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 33. Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения. М., Ме- таллургиздат, 1963. 34. Теплофизические свойства веществ. Под. ред. Н. Б. Варгафтика. М., Госэнергоиздат, 1956. 35. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизнческим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963. 36. Tables of Thermal Properties of Gases. Circular of the NBS. Washington, 1955. 37. Воляк Л. Д.— «Теплоэнергетика», 1958, № 7, с. 33. 38. Бадылькес И. С. Холодильная техника. Энцикло- Энциклопедический словарь. Т. 1. М., Госторгиздат, 1960. 198
ГЛАВА 12 ДАВЛЕНИЕ ПАРА РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 12.1. ВОДА И РТУТЬ Давление пара воды. кГ/см2 [1] Таблица 12.1 t, °С 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 0 0,006228 0,012513 0,02383 0,04325 0,07520 0,12578 0,2031 0,3178 0,4829 0,7148 1,0332 1,4609 2,0245 2,7544 3,685 4,854 6,302 8,076 10,225 12,800 15,857 19,456 23,659 28,531 34,140 40,56 47,87 56,14 65,46 75,92 87,61 100,64 115,12 131,18 148,96 168,63 190,42 214,68 1 0,006695 0,013376 0,02535 0,04580 0,07931 0,13216 0,2127 0,3318 0,5028 0,7424 1,0707 1,5106 2,0895 2,8378 3.79С 4,985 6,464 8,274 10,462 13,083 16,192 19,848 24,115 29,057 34,745 41,25 48,65 57,02 66,45 77,03 88,85 102,02 116,66 132,88 150,84 170,71 192,72 217,26 2 0,007193 0,014292 0,02695 0,04847 0,08360 0,13880 0,2227 0,3463 0,5234 0,7710 1,1092 1,5618 2,1561 2,9233 3,898 5,119 6,630 8,475 10,703 13,371 16,532 20,246 24,577 29,591 35,357 41,95 49,44 57,91 67,46 78,15 90,11 103,42 118,21 134,59 152,73 172,81 195,06 219,88 8 0,007724 0,015262 0,02863 0,05128 0,08809 0,14574 0,2330 0,3613 0,5447 0,8004 1,1489 1,6144 2,2245 3,011 4,009 5,257 6,798 8,679 10,950 13,664 16,877 20,651 25,047 30,133 35,978 42,66 50,24 58,82 68,47 79,29 91,38 104,83 119,77 136,33 154,65 174,93 197,41 222,53 4 0,008289 0,016289 0,03041 0,05423 0,09279 0,15297 0,2438 0,3769 0,5667 0,8307 1,1898 1,6684 2,2947 3,101 4,121 5,397 6,970 8,888 11,201 13,962 17,228 21,061 25,523 30,682 36,607 43,37 51,05 59,73 69,50 80,44 92,66 106,25 121,35 138,08 156,59 177,07 199,80 225,22 о 0,008891 0,017377 0,03229 0,05733 0,09771 0,16050 0,2550 0,3931 0,5894 0,8619 1,2318 1,7239 2,3666 3,192 4,237 5,540 7,146 9,101 11,456 14,265 17,585 21,477 26,007 31,239 37,244 44,10 51,87 60,66 70,54 81,60 93,95 107,69 122,95 130,85 158,54 179,24 202,21 б 0,009532 0,018528 0,03426 0,06057 0,10284 0,16835 0,2666 0,4098 0,6129 0,8942 1,2751 1,7809 2,4404 3,286 4,355 5,686 7,325 9,317 11,715 14,573 17,948 21,901 26,497 31,803 37,890 44,83 52,71 61,60 71,59 82,78 95,26 109,15 124,56 141,63 160,52 181,43 204,64 7 0,010210 0,019746 0,03634 0,06398 0,10821 0,17653 0,2787 0,4272 0,6372 0,9274 1,3196 1,8394 2,5160 3.382 4,476 5,836 7,507 9,538 11,979 14,886 18,316 22,531 26,995 32,376 38,545 45,58 53,55 62,55 72,65 83,97 96,59 110,62 126,19 143,44 162,52 183,64 207,11 0,010932 0,02103 0,03853 0,06755 0.11382 0,18504 0,2912 0,4451 0,6623 0,9616 1,3654 1,8995 2,5935 3,481 4,599 5,988 7,693 9,763 12,248 15,204 18,690 22,767 27,499 32,855 39,208 46,33 54,40 63,51 73,73 85,17 97,92 112,11 127,84 145,26 164,53 185,66 209,60 9 0,011699 0,02239 0,04083 0,07129 0.И967 0,19390 0,3043 0,4637 0,6882 0,9971 1,4125 1,9612 2,6730 3,582 4,725 6,144 7,883 9,992 12,522 15,528 19,070 23,209 28,011 33,544 39,880 47,09 55,26 64,48 74,82 86,38 99,28 113,61 129,50 147,10 166,57 188,13 212,12 Таблица 12Л t, °С —89 —79 —68 -55 Р, мм рт. ст. 10-9 ю-8 ю-7 (. °С —42 —25 —6 17 Давление пара ртути При низких температурах [2] Р. мм рт. ст. ю-6 ID"» ю-4 10~s 46 82 125 202 1 Р. мм рт. ст. 10-2 ю-1 1,0 10 t, °С 254 357 ! Р, мм рт. ст. 100 760 199
При высоких температурах t, °с 400 450 500 р. 2,1 2 атм гз И 4,25 [3 4 8 7 [41 [3 14] t, °с 550 600 650 р, 13,8 12 22,3 22 34 34 атм [3] [4] [3] [4] [31 [4] t, "С 700 750 800 р. 50 46 72 63 102 86 атм 31 41 31 41 [31 [4] (, °С 850 880 900 950 р. 137, 115 162 145 195 атм 5 [3] [4] [3] [41 [4] t, °с 1С00 1050 1100 1150 1200 р. 260 330 425 535 665 атм [4] 141 [4] Г41 И1 1250 1300 1350 1400 1435 Р, атм 825 [4] 1025 [4] 1265 [4] 1625 [4] 2020 [4] 12.2. ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЕЙШИЕ СОЕДИНЕНИЯ Таблица 12.3 Температуры, °К. при которых устанавливается указанное данление паров элементов н некоторых простейших соединений (ниже 1 мм рт. ст.) Вещество Азот Алюминий Алюминий фтористый Алюминий четырех- фтористый Аммиак Аргон Барий Бериллий Бериллий фтористый Бериллия окись Бор Бора окись Бром Ванадий Висмут Вода Водород Водород бромистый » фтористый » хлористый Вольфрам Гадолиний Галлий Гафний Гелий Германий Германий сернистый » двухсернистый Европий Железо Золото Индий Иод Иридий Иттербий Иттрий Кадмий Кадмий мышьяковис- тыи Кадмий селенистый » теллуристый » хлористый Калий Калий Формула N2 А1 A1F A1F4 NH3 Ar Ва Be BeF2 BeO В B2O3 Br2 V Bi H2O H2 HBr HF HC1 w Gd Ga Hf He Ge GeS GeS2 Eu Fe Au In h Ir Yb Y Cd CdAs2 CdSe CdTe CdCl2 К K2 ,0-ю 824 — .— — 497 871 — — 1468 — — 1292 484 — — — — — 2154 578 749 1690 — 985 — — 503 1019 973 663 161 1568 470 993 310 — . — — 262,6 349 Ю-» 868 .— .— .— .— 526 9)8 — — 1543 — — 1358 501 — — — — — 2263 609 792 1780 — 1036 .— — 532 1072 1026 700 169 1648 496 1046 327 — — — 278,1 369 10-8 23,7 917 — — 90,6 26,8 558 971 — — 1626 — 128,5 1431 521 144,5 3,71 67,6 — 64,1 2383 644 840 1880 — 1092 — — 566 1131 1085 745 178 1737 526 1105 346 — — — 295,6 392 Давление I0-' 25,2 974 — — 95,9 28,6 595 1030 — — 1718 — 135,5 1513 543 153,0 4,03 72,1 — 68,1 2517 684 893 1990 .— 1157 — .— 599 1197 1151 794 188 1835 561 1171 368 — — — 315,1 418 io-« 27,0 1039 —¦ — 102,0 30,6 638 1097 — — 1821 — 143,5 1604 569 162,0 4,40 77,1 —. 72,5 2667 728 954 2117 — 1230 — — 640 1271 1226 850 199 1944 599 1246 393 — — 339 338,5 448 пара, мм рт. ст. I0-* 29,0 1114 — — 108,5 33,1 687 1173 — 2070 1939 — 152,5 1708 600 173,0 4,84 82,9 — 77,6 2837 779 1024 2260 — 1319 — — 687 1356 1311 914 212 2071 644 1392 421 514 — 366 365,6 483 Ю-4 31,4 1200 805 — 116,5 35,9 744 1261 — 2207 2072 1250 163,0 1826 638 185,0 5,38 89,6 — 83,4 3029 838 1106 2430 .— 1422 586 — 741 1453 1413 989 226 2214 695 1430 454 548 798 719 398 397,7 524 34,1 1301 962 973 125,5 39,2 812 1364 831 2365 2226 1351 174,5 1963 688 198,5 6,05 97,5 90,1 3249 906 1201 2627 1543 625 707 805 1566 1533 1078 242 2379 757 1544 492 587 861 778 436 438,0 573 Ю-2 37,5 1421 1028 1032 136,0 43,2 895 1485 893 2546 2409 1468 188,5 2123 760 215,0 6,90 107,0 98,1 3502 986 1315 2860 1687 668 759 881 1698 1676 1185 262 2570 830 1678 538 631 934 847 483 482,9 633 icr1 41,7 1566 1103 1099 148,0 48,2 997 1634 963 — 2631 1609 204,0 2317 887 223,0 8,03 118,5 108,5 3798 1082 1453 3143 0,980 1861 803 975 1859 1847 1315 285 2798 920 1842 594 683 1021 930 542 542 707 1,0 47,0 1745 — 1175 163,0 54,4 1134 1821 — — 2898 — 224,0 2555 1040 256,0 9,55 132,5 179 121,0 4147 1199 1625 3478 1,268 2075 885 1093 2063 2059 1478 312 3082 1032 2048 667 . 617 617 804 Литера- TViia lyya [5] [2] [6] [7] [51 [5] [2] [2] [8] [9] [2] [9] [5] [21 [21 [5] [5] [5] [51 [5] [2] [2] [2] [2] [5] [21 101 111 2] 2] J 2] 2] J 2] 2] 2] J 2] 21 [iV, 13] 12.13J [14] [5] [21 [2] 200
'—' см ом о7с^ ом ю см'ом ом рТсч ом со CM'io'Sj'cTST'cs ом рГоТом ом'уГом'уГом'ом'Уом'оТрТцг'ю'ом'ом ом ом'сТсясч^Г^^Гсмсм cs см. I ¦* со cog>|f~-c~-i I icQincsoc^lcor^^cSLOOcn - О CS I — О ! I , CS C^ CM ОЭ CO I ОЭСЧ "Ч*— lOCM-g^LO — * OCS l4^ 00 LO 00 COOOCOt^OOCOO — — CN 1—(CO — COCNCN I—* CO CN CO Ф СП СП Ю « — — — CO—COCSCM csc~-co^ro [ ojcscm oo — о с «Щ^ЮО LO 00 C~- O> — C~- С — ~ ¦ - СЛ = 00 -CM О — CS О CM CO CO CS CO CO O) CO — CO CM —' Ю O)C — csooocmcocscm — cscocog — м-оэ^спОфс^с — " — is — cs — см > 00 05 С чмюч CO ¦* 00 11ЛГ1Л CTtO lOMCOOO —^05t^^-« JOlOOOlCOCOC —¦ ^* ^H —< OM ^^ i 00 I CO *CDON C7) 3 —< I CO — ОТ LO 00 — э со ¦* — cs t~- — - ;%i CNiOCN'—iCOifl lON l> "^ ~"C0i—"i—«СОГ— ©GO __ _j ^ GO ^~" © LO ^* t** GOCNCO^r— С0^*ОООГ— — СО Г— Is- CNCOCO (COUCGON s ^H СЧСОООО О ^* 00 Г— О СО CO i« GO О СО CN i—i —< CN i—" -Cn©CnLO©GOCncOOOCnt^.GOLO© |©OCN ,_._. . COCT>CN©t— Г— С01ЛГ— GOCO^^^CO^ 0000O ¦^•¦^•LO CN '—"¦^•'—<CO^*QO'^*'^*Ot?)OQCNcO*S< — —CN —CN —— CN — Э-нСМОЧ'ОХ-^ЮСОСО ¦н.0S0000CSCOCO О ^С0О51^ 1Я ^и if3 ^« ICNCOiOCOCnCN I CNcoa^p I ^* i« со io r— © I CD © ^4 ^* GO lO t** 9 . -— O(D*< ¦4-00 CO 1 CO^0COCOQlO — O00 I^hCOOO I I —< С CO*^LOCTiOOcOCO —^O IlOCOO I I O5 ¦ OO^OCStCOOOSOf — ООЭОЭОООЭОЭ^ЭОО-нООГ^--* ¦«• СО СО Г~- СО ОМ OS О) -Н1Я00С- jojcoco is 1 CO з cs со со I со Л ^ c5 ¦* l О — CO 00 1O С CO ^J4 O^ ^^ ^f* O^ ^0 GO C— C*^ SCO CD ^O CO CD ^J" f* O^ t*" ^ GO © СПСОЮСОсО -^ -^CN — CN — — I GO О C^i Г— CN < Scot-, c-. ^*c со со со г— с 00 СОЮ ЮСО О GO © ЮСОСО CN GO GO tiOOOOM0SlflttC ninCTOniO-H^N^ СП'Ч-ООО 00 00 Ю CO CO ¦ I CO CD О GO CD CD © О CN Г— C^i t1*- _ i—iCDcDiOOT^PCDcD CDCOCOCOCDCOCNCN 88 О) О fl I * ОЭ tf3 ОЭ C~ —< f I <O f¦-ЦЭ CS О Л CO CO ¦Ч* 3 ОЭ C CO O^ LO t"- ^* CO Is- li—"©CO _-_.__. . . -.GOOOCDCbLOCO l^fi—"GO GOC^C^GO'—"^COCO^*©^* — CNCO Г— CD Ю со-и coo l^. 1Л ^ ^ 1Л CO CO CO cs coot ^^ 00 со с O) ^Г-ООГ- I NNCNCNCOOi | * © CO O^ I Г*- ^* O^ ^* © f* I >^J"f— GO CD Г— ^* CO CO CO COcCi-" I itj '551 зг~- со en 3 LO O>C- З'Ч- CO lO aa^^ <л w л t^^w < 3?л й ся л 33 CJ I 'h>SC о. 3S 3S ЙЙ g.g. о о S 3 S л S л со й ss X 5E5EEOOCCC и x s- S a. Э <u zt x ^|>|И 03 03 И Щ QJ aauuuuu О №
Продолжение табл. 12.3 Вещество Та.плий Тантал Теллур Титан Торий Тулий Углекислый газ Углерод Углерода окись Уран Урана двуокись У рай пятифтористый » четырехфторис- тый Фосфор красный » белый Франций Фтор Хлор Хром Хрома окись Цезий Цезий хлористый Цинк Цинк мышьяковистый » селенистый » сернистый » теллуристый Цирконий ч Формула Sb4 SSb* Tl Та Те, Ti Th Tu CO2 С, c« Q со и ио2 a-UFb UF4 Р, Р2 Р« Р4 Fr F2 Cl2 Сг Сг.гО3 Cs CsCl Zn Zn3As2 ZnSe ZnS ZnTe Zr Давление пара, мм рт. ст. 486 486 493 2C15 403 1207 - 661 — 1781 1920 1716 — 1265 — — — 942 427 299 156 206 — — 986 — 227 — 358 — — — — 1578 io-» 516 516 523 2120 423 1270 — 696 — 1870 2010 1791 — 1337 — — — 990 448 312 166 21 — — 1037 — 241 — 377 — — — — 1662 I О"8 547 547 555 2237 445 1340 1706 734 76, 1968 2109 1873 26,7 1409 1592 — — 1045 470 327 178 232 — 64,4 094 — 257 — 399 — — — — 1754 I0-' 580 580 591 2366 469 1419 1813 778 80,6 2077 2218 1962 28,4 1498 1682 — — 106 496 343 191 248 — 89,4 158 — 274 — 424 — — — — 1858 io-e 617 617 675 2511 497 1508 1935 827 85,7 2200 2339 2061 30,3 1600 1780 — — 174 524 361 205 267 — 95,1 229 — 295 — 453 575 — — — 1975 10-» 656 656 681 2675 527 1609 2075 885 91,5 2336 2475 2171 32,5 1717 1894 — — 250 556 380 220 289 — 101,5 311 — 319 — 485 616 — — — 2109 10-* 700 700 736 2862 562 1726 — 953 98, 2491 2628 2293 35,0 1854 2023 — — 337 592 403 238 315 — 109,5 403 73C 348 715 523 663 919 — 785 265 I0-» 749 749 801 3077 602 1861 — 1025 106,0 2669 2802 2430 38,0 2014 — — 435 633 428 259 346 — 117,5 511 858 382 770 566 718 982 — 848 447 ю-г 808 808 881 3329 649 2021 — 1121 114,5 2874 3001 2586 41,5 2206 — — 080 547 680 457 282 385 — 127,5 637 005 424 835 618 784 055 141 921 662 Ш-' 880 880 979 3625 705 2219 — 1237 125,0 3114 3232 2763 45,8 2439 — 340** 157 675 735 491 311 434 — 140,0 786 177 476 911 681 — 140 270 008 918 1.0 1024 1024 1101 3978 790 2264 — — 137,5 азд7 3502 2968 511 2729 — 385** 250 822 800 530 348 497 50,5 155,0 968 382 545 003 763 — — 430 — 227 Литера- Литература [2] [2] [2] [2] [2] [2] [27] B] [5] [2] [2] [2] [5] [2] [28] [29] [30] B} [2] [2] [2] B] [5] [5] [2] [31] [2] B4] [2] [13] [32] [33] 114] [2] * При суммарном давлении. *• При давлении диспропорциоиирования. 202
12.3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Г Температуры, °С, при которых устанавливается указанное давление паров неорганических веществ (ниже 1 атм)* Та блица 12.4 Вещество Азот Азота закись » ОКИСЬ » фторокись » четырехокись Азотный ангидрид Азот трехфтористый Алюминий Алюминий- боргидрид Алюминий бромистый » йодистый » фтористый » хлористый Алюминия окись Аммиак Аммоний бромистый » йодистый » кислый сернистый » хлористый » цианистый Аммония азид » карбамат Аргон Астат Барий Бериллий Бериллий-боргидрид Бериллий бромистый » йодистый » хлористый Бор Бор трехфтористый » треххлористый Бром Бромдихлорфторси- лэн Бром пятифтористый Бромсилан Ванадий Ванадилтрихлорид Формула N2 N2O NO NO2F N2O4 N2O6 NFS Al A1B3H12 AlBr3 AUg A1F3 A1C1S A12O3 NH3 NH,Br NH41 NH4HS NHjCl NHjCN NH4N3 NH4CO2NH2 Ar At Ba Be BeB2H8 BeBr2 Bel2 BeCl2 В BF3 BC13 Br2 SiBrCl2F BrF5 SiH3Br V VOC13 Давление пара, мм /ял. ст. 1 —226,1 —143,4 —184,5 — 143,7 —55,6 —36,8 —183,8 1472 — 81,3 178,0 1238 100,0 2148 —109,1 198,3 210,9 —51,1 160,4 —50,6 29,2 —26,1 —218,2 160 — 1548 1,0 289 283 291 2625 —154,6 —91,5 —48,7 —86,5 —69,3 — 2282 —23,2 5 г —221,3 —133,4 — 180,6 —132,1 —42,7 —23,0 —175,5 —52,2 103,8 207,7 1298 116,4 2306 —97,5 234,5 247,0 —36,0 193,8 —35,7 49,4 —10,4 —213,9 984 — 19,8 325 322 328 — — 145,4 —75,2 —32,8 —68,4 —51,0 —85,7 — +0,2 10 —219,1 —128,7 —178,2 —126,2 —36,7 —16,7 —170,7 1699 —42,9 118,0 225,8 1324 123,8 2385 —91,9 252,0 263,5 —28,7 209,8 —28,6 59,2 —2,9 —210,9 206 1049 1785 28,1 342 341 346 2957 — 141,3 —66,9 —25,0 —59,0 —41,9 —77,3 2578 12,2 20 —216,8 — 124,0 —175,3 —119,8 —30,4 —10,0 —165,7 . —32,5 134,0 244,2 1350 131,8 2465 —85,8 270,6 282,8 —20,8 226,1 —20,9 69,4 +5,3 —207,9 1120 — 36,8 361 361 365 — —136,4 —57,9 —16,8 —48,8 —32,0 —68,3 — 26,6 40 —214,0 —118,3 —171,7 —112,8 —23,9 —2,9 —160,2 20,9 150^6 265,0 1378 139,9 2549 —79,2 290,0 302,8 —12,3 245,0 —12,6 80.1 14,0 —204,9 1195 46,2 379 382 384 .— —131,0 —47,8 —8,0 —37,0 —21,0 —57,8 — 40,0 60 —212,3 — 114,9 —168,9 —108,4 —19,9 + 1,8 —156,5 — 13,4 161,7 277,8 1398 145,4 2599 —74,3 303,8 316,0 —7,0 256,2 —7,4 86,7 19,6 —202,9 1240 — 51,7 390 394 395 —127,6 —41,2 —0,6 —29,0 — 14,0 —51,1 — 49,8 100 —209,7 —110,3 —166,0 —102,3 —14,7 7,4 — 152,3 1996 —3,9 176,1 294,5 1422 152,0 2665 —68,4 320,0 331,8 0,0 271,5 —0,5 95,2 26,7 —200,5 269 1301 2097 58,6 405 411 411 3381 —123,0 —32,4 +9,3 —19,5 —4,5 —42,3 2953 62,5 200 —205,6 —103,6 — 162,3 —93,5 —5.0 15,6 —145,2 + 11,2 199,8 322,0 1457 161,8 2766 —57,0 345,3 355,8 + 10,5 293,2 +9,6 !07,7 37,2 —195,6 1403 69,0 427 435 435 —115,9 —18,9 24,3 —3,2 +Я.9 —28,6 82,0 «00 —200,9 —96,2 —156,8 —83,2 +8,0 24,4 —137,4 28,1 227,0 354,0 1496 171,6 2874 —45,4 /370,9 381,0 21,8 316,5 20,5 120,4 48,0 —190,6 — 1518 — 79,7 451 461 461 — —108,3 —3,6 41,0 + 15,4 25,7 —13,3 — 103,5 760 —195,8 —88,5 —151,7 —72,0 21,0 32,4 —129,0 2348 45,9 256,3 385,5 1537 180, 2 2977 —33,6 396,0 404,9 33,3 337,8 31,7 133,8 58,3 —185,6 334 1638 2471 90,0 474 487 487 3860 —100,7 + 12,7 58,2 35,4 40 0 +2,4 3392 127,2 Темпера- Температура плав- плавления, СС —210,0 —90,9 — 161,0 —139,0 -9,3 30,0 —183,7 659 —64,5 97,5 — 1040 192,4 2050 —77,7 — — — 520 36 — — —189,2 302 710 1283 123 490 488 405 2027 —126,8 —107 —7,26 —112,3 —61,4 —93,9 1919 Лите- Литература 34 34 34 34 34 34 [35] [2] [34] [34] [34] [36] [34] 34] 34] 34] 34] 34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [37] [34] [34] [34] [21 [34] ГО о * Буквой Р отмечена температура разложения.
ГС о Вещество Висмут Висмут пятифтористый » трехбромистый » трехиодистый » треххлористый Вода Водород Водорода перекись Водород бромистый » двухсернистый » йодистый » мышьяковистый » селенистый » теллуристый » фтористый » хлористый Вольфрам Вольфрам шестифтори- стый Гадолиний Галлий Галлий треххлористый Гафний Гафний четыреххлори- стый Гексафторидсилан Гексахлордисилан Гексахлордисилоксан Гелий Германий Германий бромистый » хлористый Германия гидрид Гидроксиламин Дейтероаммиак Дейтероводород Диборан Дибромдифторсилан Дибромсилан Дибромхлорфторсилан Дигерман Ди гидродекаборан Дигидропентаборан Дииодсилан Дифторсилан Дисилазан Дисилаи Формула Bi BiF5 BiBr3 Bils BiC!s H2O H2 H2O2 HBr HI AsHs H2Se HzTe HF HC1 W WFe Gd Ga GaCl3 Hf HfCl4 Si2Fe Si2Cl6 (SiCl3JO He Ge GeBr4 GeCl4 GeH4 NH2OH NDS ND В2Нб SiBr2F2 SiH2Br2 SiBr2ClF Ge2He B10H14 в5не SiH2I2 SiH2F2 (SiH3KH Si2He 767 74,8 •— 254,3 — — 17,3 —263,3 15,3 —138,8 —43,2 —123,3 —142,6 —115,3 —96,4 —94,6 —150,8 3874 —71,4 926 1352 48,0 3205 170,5 —81,0 4,0 5,0 —271,7 1802 — —45,0 —163,0 — — —159,7 — —60,9 —65,2 —88,7 60,0 — — — 146,7 —68,7 — 114,8 5 _ 102,9 261 303,7 242 + 1,2 —261,9 38,8 —127,4 —24,4 —109,6 —130,8 — 103,4 —82,4 —75,9 — 140,7 — —56,5 67,8 — 198,7 —68,8 27,4 17,8 —271,5 — 43,3 —24,9 — 151,0 39,0 — —149,5 — —40,0 —45,5 —69,8 80,8 —40,4 3,8 — 136,0 —49,9 —99,3 10 947 116,5 282 327,9 264 11,3 —261,3 50,4 -121,8 — 15,2 —102,3 —124,7 —97,9 —75,4 —66,8 —135,8 4294 —49,2 1074 1573 76,5 3702 216,8 —63,1 38,8 29,4 —271,3 2074 56,8 —15,0 —145,3 47,2 — —259,8 —144,3 —66,8 —29,4 —35,6 —60,1 90,2 —30,7 18,0 — 130,4 —40,4 —91,4 20 _ 131,1 305 354,3 287 22,2 —260,4 63,3 — 115,4 —5,1 —94,5 —117,7 —91,8 —67,8 —58,1 —130,0 — —41,5 — 91,3 — 230,6 —57,0 51,5 41,5 —271,1 — 71,8 —4,1 — 139,2 55,8 — —259,1 —138,5 —57,7 —18,0 —24,5 —49,9 100,0 —20,0 34,1 —124,3 —30,0 —82,7 Давление пара, мм рт. ст. 40 _ 146,8 327 383,0 311 34,1 —259,6 77,0 — 108,3 +6,0 —85,6 —110,2 —84,7 —59,1 —45,1 —123,8 — —33,0 — 107,5 — 245,2 —50,6 65,3 55,2 —270,7 — 88,1 +8,0 —131,6 64,6 — —258,2 — 131,6 —47,4 —5,2 —12,0 —38,2 117,4 —8,0 52,6 —117,6 — 18,5 —72,8 60 156,6 340 401,0 324 41,6 —258,9 85,8 — 103,8 12,8 —79,8 —104,8 —80,2 —53,7 —38,0 — 119,8 — —27,5 — — 118,0 — 254,0 —46,7 73,9 63,8 —270,6 — 98,8 16,2 —126,7 70,0 —74,0 —257,6 —127,2 —41,0 +3,2 —4,7 —30,7 127,8 —0,4 64,0 — 113,3 — 11,0 —66,4 100 1134 169,6 360 425,3 343 51,6 —257,9 97,9 —97,7 22,0 —72,1 —98,0 —74,2 —45,7 —28,3 —114,0 4810 —20,3 1264 1871 132,0 3837 265,8 —41,7 85,4 75,4 —270,3 2430 113,2 27,5 —120,3 77,5 —67,4 —256,6 — 120,9 —31,9 14,1 +6,3 —20,3 142,8 + 9,6 79,4 —107,3 —1,1 —57,5 200 _ 188,5 392 461,2 372 66,5 —256,3 116,5 —88,1 35,3 —60,3 —87,2 —65,2 —32,4 —13,8 —105,2 — —10,0 152,8 282,5 —34,2 102,2 92,5 —269,8 135,4 44,4 — 111,2 87,9 —57,0 —255,0 — 111,2 —18,2 31,6 23,0 —4,7 163,8 24,6 101,8 —98,3 + 14,0 —44,6 Продолжение табл 400 _ 209,1 425 500,9 405 83,0 —254,5 137,4Р —78,0 49,6 —48,3 —75,2 —53,6 —17,2 +2,5 —95,3 + 1,2 176,3 300,2 —26,4 120,6 113,6 —269,3 161,6 63,8 —100,2 99,2 —45,4 —253,0 —99,6 —2,6 50,7 43,0 + 13,3 Р 40,8 125,5 —87,6 31,0 —29,0 760 1427 230,0 461 541,7 441 100,0 —252,5 158,0Р —66,5 64,0 —35,1 —62,1 —41,1 —2,0 19,43 -84,8 5372 17,3 1497 2244 200,0 5687 317,9 —18,9 139,0 135,6 —268,6 2852 189,0 84,0 —88,9 110,0 —33,4 —251,0 —86,5 + 13,7 70,5 59,5 31,5 — 58,1 149,5 —77,8 48,7 — 14,3 Темпера- Температура плавления, °С 271 151,4 218 . 230 0,0 —259,1 —0,9 —87,0 —89,7 —50,9 — 116,3 —64,0 —49,0 —83 —114,3 3387 —0,5 1327 30 77,0 2222 434 —18,6 — 12 —33,2 —272,0 937 26,1 —49,5 — 165 34,0 —74,0 —169 —66,9 —70,2 —99,3 — 109 99,6 —47,0 — 132,5 —1,0 —105,7 —132,6 12 .4 Лите- Литература [2] [38] [34] [39] [34] [34] [34] [34] [34 [34 [34 [34 [34] [34] [40] [34] [21 [34] [2] [2] [34] [2] [41, 42] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34]
Продолжение табл. 12.4 to о Ol Вещество ДисилОКСЭн Дихлордифторсилан Европий Железа карбонил Железо Железо хлористое » хлорное Золото Иидий Иод Иод пятифтористый » семифюристый Иодсилан Иттрий Кадмий Кадмий йодистый » фтористый » хлористый Кадмия окись Калий Калий бромистый » едкий » йодистый » фтористый » хлористый Кальций Карбонилборин Карбонил хлорид (фосген) Кислород Кобальт Кобальта нитрозилтри- карбонил Кобальт хлористый Кремний Кремний четырехфто- ристый Кремний четыреххло- ристый Кремния окись Криптон Ксенон Лантан Литий Литий бромистый » йодистый » фтористый » хлористый Формула (SiH3JO S1CUF2 Ей Fe(COM Fe FeCl2 FeCls Аи In I2 IF5 1F7 SiH-,1 Y Cd Cdl2 CdF2 CdCl2 CdO К KBr кон KI KF KC1 Ca BH3CO COC12 o2 Co Co(CO):)NO CoCl2 Si SiF4 SiCI4 SiO2 Kr Xe La Li LiBr Lil LiF LiCl 1 —112,5 —124,7 820 1787 194, j 1786 1205 38,7 —23,9 —87,0 . , 1775 394 416 1385 .—. 1000 378 795 719 745 885 821 808 —139,2 —92,9 —219,1 1471 — — 1665 —144,0 —63,4 —199,3 —168,5 2156 723 748 723 1047 783 5 —95,8 — 110,5 —6,5 1957 221,8 — 62,2 —2,0 —70,7 —53,0 . 455 481 1504 618 1100 446 882 814 840 988 919 926 —127,3 -77,0 —213,4 — — — — —134,8 —44,1 —191,3 —158,2 828 840 802 1156 880 10 —88,2 —102,9 980 +4,6 2039 700 235,5 2055 1414 73,2 +8,7 —63,0 —43,7 2037 484 512 1559 656 1149 480 940 863 887 1039 968 983 —121,1 —69,3 —210,6 1677 — — 1910 —130,4 —34,4 1732 — 187,2 —152,8 2474 881 888 841 1211 932 i 20 —79,8 —94,5 16,7 2128 737 246,0 — — 84,7 20,2 —54,5 —33,4 — 516 546 1617 695 1200 518 994 918 938 1096 1020 1046 —114,1 —60,3 —207,5 — — 1,3 — ¦— —125,9 —24,0 1798 —182,9 — 147,1 — 940 939 883 1270 987 Давление пара, мм рт. с 40 —70,4 —85,0 30,3 2224 779 256.8 — — 97,5 32,7 —45,3 —21,8 — 553 584 1673 736 1257 559 1050 976 995 1156 1078 1111 —106,6 —50,3 —204,1 —. + 11,0 770 — —120,8 —12,1 1867 —178,4 —141,2 — 1003 994 927 1333 1045 60 —64,2 —78,6 39,1 2283 805 263,7 — ¦— 105,4 40,6 —39,4 —14,3 — 578 608 1709 762 1295 600 1087 1013 1030 1193 1115 1152 — 101,9 —44,0 —201,9 — 18,5 801 — —117,5 —4,8 1911 — 175,7 — 137,7 — 1042 1028 955 1372 1081 т. 100 —55,9 —70,3 1195 50,3 2360 842 272,5 2412 1658 116,5 51,0 —31,9 —4,4 3379 611 640 1759 797 1341 620 1137 1064 1080 1245 1164 1207 —95,3 —35,6 —198,8 1940 29,0 843 2239 — 113,3 +5,4 1969 —171,8 —132,8 2887 1097 1076 993 1425 1129 200 —43,5 —58,0 68,0 2475 897 285,0 — — 137,3 66,4 —20,7 + 10,7 — 658 688 1834 847 1409 668 1212 1142 1152 1323 1239 1288 —85,5 —22,3 — 194,0 — 44,4 904 — —107,2 21,0 2053 —165,6 —125,4 — 1178 1147 1049 1503 1203 400 —29,3 —45,0 86,1 2605 961 298,0 — — 159,8 83,2 -8,3 27,9 — 711 742 1924 908 1484 723 1297 1233 1238 1411 1322 1388 —74,8 —7,6 —188,8 — 62,0 974 — — 100,7 38,4 2141 — 159,0 — 117,1 — 1273 1226 1110 1591 1290 760 — 15,4 —31,8 1469 105,0 2735 1026 319,0 2847 2050 183,0 100,0 +4,0 45,4 2772 765 796 2024 967 1559 798 1383 1327 1324 1502 1407 1487 —64,0 + 8,3 — 183,1 2255 80,0 1050 2617 —94,8 56,8 2227 —152,0 —108,0 3370 1372 1310 1171 1681 1382 Темпера- Температура плавления, "С — 144,2 —139,7 1200 —21,0 1535 304 1063 156 112,9 9,4 5,5 —57,0 1490 320,9 385 520 568 ¦— 62,3 730 380 723 880 790 851 —137,0 —104 —218,7 1490 —11 735 1415 —90 —68,8 1710 —156, 7 — 111,6 920 186 547 446 848,1 614 Лнте- ратур; [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [2] [2] [34] [43] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34 [44 [34 [34 [34 [45 [34] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34
to о Вещество Лютеций Магний Магний хлористый Марганец Марганец хлористый Медь Медь бромистая (I) » йодистая (I) » хлористая (I) Молибден Молибдена трехокись Молибден шестифто- ристый Монобромдиборан Мышьяк Мышьяка трехокись Мышьяк пятифторис- пятифтористый » трехбромистый » трехфтористый » треххлористый Натрий Натрий бромистый » йодистый » фтористый » хлористый » цианистый Натрия гидроокись Неодим Неон Никель Никель хлористый Никеля карбонил Ниобий Ниобий пятифтористый Нитрозил фтористый Ннтрозил хлористый Озон Окт ах лортрисилан Олова гидрид Олово Олово бромное » йодное » хлористое » хлорное Осмий Формула Lu Mg MgCl2 Мп МпСЦ Си Си2Вг2 Си212 Си2СЦ Мо MoOs MoFe B2BrH5 As As2Os AsF5 AsBrs AsF3 AsCls Na NaBr Nal NaF NaCl NaCN NaOH Nd Ne Ni NiCl2 Ni(COL Nb NbF5 NOF NOC1 o3 Si3CI8 SnH4 Sn SnBr4 Snl4 SnCl2 SnCl. Os l 1453 621 778 1292 — 1613 572 — 546 3102 734 —65,5 —93,3 372 212,5 —117,9 41,8 — -11,4 433,8 806 767 1077 865 817 739 1776 —257,3 1418 671 —. 3293 — —132,0 — — 180,4 46,3 — 140,0 1613 316 —22,7 3239 5 702 877 1434 736 — 666 610 645 3393 785 —49,0 —75,3 416 242,6 —108,0 70,6 — + 11,4 511,6 903 857 1186 967 928 843 — —255,5 731 — — — —120,3 — — 168,6 74,7 —125,8 58,3 156,0 366 —1,0 r 10 1659 743 930 1505 778 1910 718 656 702 3535 814 —40,8 —66,3 437 259,7 —103,1 85,2 •— 23,5 552,8 952 903 1240 1017 983 897 2091 —254,6 1602 759 — 3727 86,3 —114,3 —. —163,2 89,3 —118,5 1882 72,7 175,8 391 + 10,0 3627 20 _ 789 988 1583 825 — 777 716 766 3690 851 —32,0 —56,4 459 279,2 —98,0 101,3 — 36,0 587,5 1005 952 1300 1072 1046 953 — —253,7 789 — — 103,0 —107,8 — —157,2 104,2 —111,2 88,1 196,2 420 22,0 Давление па -10 838 1050 1666 879 — 844 786 838 3859 892 —22,1 —45,4 483 299,2 —92,4 118,7 —2,5 50,0 631,1 1063 1005 1363 1131 1115 1017 — —252,6 — 821 —23,0 — 121,5 -v-100,3 —60,2 —150,7 121,5 —102,3 — 105,5 218,8 450 35,2 pa, мм pm. 60 _ 868 1088 1720 913 — 887 836 886 3964 917 —16,2 —38,2 498 310,3 —88,5 130,0 +4,2 58,7 659,5 1099 1039 1403 1169 1156 1057 — —251,9 — 840 —15,9 — 133,2 —95,7 —54,2 —146,7 132,0 —96,6 — 116,2 234,2 467 43,5 cm 100 1938 909 1142 1792 960 2312 951 907 960 4109 935 —8,0 —29,0 518 332,5 —84,3 145,2 13,2 70,9 696,8 1148 1083 1455 1220 1214 1111 2530 —251,0 2352 866 —6,0 4237 148,5 —88,8 —46,3 —141,0 146,0 —89,2 2245 131,0 254,2 493 54,7 4108 200 967 1223 1900 1028 — 1052 1018 1077 4322 1014 + 4,1 —15,4 548 370,0 —75,5 167,7 26,7 89,2 753,2 1220 1150 1531 1296 1302 1192 — —249,7 —. 601 +8,8 — 172,2 —79,2 —34,0 —132,6 166,2 —78,0 — 152,8 283,5 533 72,0 П p одо л ж( 400 1034 1316 2029 1108 — 1189 1158 1249 4553 1082 17,2 0,0 579 412,2 —64,0 193,6 41,4 109,7 816,5 1304 1225 1617 1379 1401 1285 —- —248, 1 — 945 25,8 — 198,0 —68,2 —20,3 — 122,5 189,5 —65,2 177,7 315,5 577 92,1 760 2262 1107 1418 2151 1190 2877 1355 1336 1490 4804 1151 36,0 + 16,3 610 457,2 —52,8 220 56,3 130,4 882,9 1392 1304 1704 1465 1497 1378 3111 —246,0 2142 987 42,5 4842 225,0 —56,0 —6,4 —111,1 211,4 —52,3 2722 204,7 348,0 623 113,0 4607 : ни е та Темпера- Температура плав- лення, "С 1727 651 712 1260 650 1083 504 605 422 2622 795 17 —104,2 814 312,8 —79,8 —5,9 —18 97,83 755 651 992 800 564 319,1 1024 —248,7 1455 1001 —25 2497 75,5 —134 —64,5 —251 — —149,4 231,9 31,0 144,5 246,8 —30,2 2700 б л. 12.4 ¦Лите- ¦Литературе [2] [34] [34] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [47, 48] [34] [34] [45] [34] [34] [34, 46] [2] [34] [2] [34] [34 [2 [34 [34 [34 [34 [34 [34 [2] [34 [34 [34 [34 [2
Вещество Осмия четырехокись: белая желтая Палладий Платина Плутоний шестифто- р истый Радий Радон Рений Реиия семиокись Родий Ртуть Ртуть бромистая (II) » йодистая (II) » хлористая A1) Рубидий Рубидий бромистый » йодистый » фтористый » хлористый Самарий Свинец Свинец бромистый » йодистый » сернистый » фтористый » хлористый Свинца окись Селей Селена двуокись » оксихлорид Селен четыреххлори- стый » шестифтористый Сера Сера хлористая » шестифтористая Серебро Серебро йодистое » хлористое Серная кислота Сернистый ангидрид Серный ангидрид (а) » » A3) » » (-у) ^ Сероводород Формула OsO4 OsO4 Pd Pt PuFe Ra Rn Re Re.2O7 Rh Hg HgBr2 Hgl2 HgCl2 Rb RbBr Rbl RbF RbCl Sm Pb PbBr2 Pbl2 PbS PbF2 PbCl2 РЮ Se SeO2 SeOCl2 SeCI4 SeF6 S S2C1O SF6" Ag Agl AgCl so2 SO3 SO3 SO3 i l —5,6 3,2 1973 2531 — 785 —144,2 3763 212,5 2521 125 136,5 157,5 136,2 295 781 748 921 792 956 973 513 479 852 —. 547 943 350 157,0 34,8 74,0 —118,6 183,8 —7,4 — 132,7 1330 820 912 145,8 -95,5 —39,0 —34,0 —15,3 —134,3 5 + 15,6 22,0 . . — —132,4 — 237,5 — 165,3 189,2 166,0 876 839 982 887 1099 578 540 928 861 615 1039 . 187,7 59,8 96,3 —105,2 223,0 + 15,7 —120,6 927 1019 178,0 -83,0 —23,7 —19,2 —2,0 —122,4 10 26,0 31,3 2271 2857 — 961 —126,3 4249 248,0 2843 202 179,8 204,5 180,2 360 923 884 1016 937 1117 1162 610 571 975 904 648 1085 428 202,5 71,9 107,4 —98,9 243,8 27,5 —114,7 1543 983 1074 194,2 —76,8 —16,5 — 12,3 +4,3 — 116,3 Давление пара 20 37,4 41,0 . 1,3 —119,2 261,0 — 194,3 220,0 195,8 . 975 935 1052 990 . 1234 646 605 1005 950 684 1134 217,5 84,2 118,1 —92,3 264,7 40,0 —108,4 1045 1134 211,5 —69,7 —9,1 —4,9 11,1 — 109,7 40 50,5 51,7 11,1 . —111,3 .— 272,0 — 211,5 238,2 212,5 . 1031 991 1096 1047 1309 686 644 1048 1003 725 1189 234,1 98,0 130,1 -84,7 288,3 54,1 —101,5 1111 1200 229,7 —60,5 — 1,0 +3,2 17,9 —102,3 мм pm. cm. 60 59,4 59,4 16,8 —106,2 — 280,0 — . 221,0 249.0 222,5 — 1066 1026 1123 1084 — 1358 711 668 1074 1036 750 1222 244,6 106,5 137,8 —80,0 305,5 63,2 —96,8 1152 1242 241,5 —54,6 +4,0 8,0 21,4 —97,9 100 71,5 71,5 2658 3266 24,2 1206 —99,0 4882 289,0 3270 254 237,8 261,8 237,0 526 1114 1072 1168 1133 1338 1421 745 701 1108 < 1080 784 1 1265 534 258,0 118,0 147,5 —73,9 327,2 75,3 —90,9 1825 1210 1297 257,0 —46,9 10,5 14,3 28,0 —91,6 200 89,5 89,5 35,0 —87,7 — 307,0 — — 262,7 291,0 256,5 1186 1141 1239 1207 . 1519 796 750 1160 1144 833 i 1330 277,0 134,6 161,0 —64,8 359,7 93,5 —82,3 . 1297 1379 279,8 —35,4 20,5 23,7 35,8 —82,3 П р о до л же 400 109,3 109,3 46,8 —75,0 336,0 290,0 324,2 275,5 1267 1223 1322 1294 1630 856 807 1221 1219 893 1402 297,7 151,7 176,4 —55,2 399,6 115,4 —72,6 1400 1467 305,0 —23,0 32,6 32,6 44,0 —71,8 760 130,0 130,0 3112 3707 62,16 1536 —61,8 5642 362,4 3667 357,0 319,0 354,0 304,0 705 1352 1304 1408 1381 1601 1744 914 872 1281 1293 954 1472 657 317,0 168,0 191,5P —45,8 444,6 138,0 —63,5 2163 1506 1564 330,OP — 10,0 44,8 44,8 51,6 —60,4 и и е табл. Темпера- Температура плавле- лия, СС 42 56 1550 1773 51,59 700 —71 3180 296 1966 —38,9 237 259 277 38,5 682 642 760 715 1052 327,5 373 402 1114 855 501 890 217 3<i0 8,5 — —34,7 115,2 —80 —50,2 960,5 552 455 10,5 —73,2 16,9 32,3 62,1 —85,5 12.4 Литера- Литература [34] [34] [2] [2] [49] [2] [34] [2 [34 [2 [2 [34 [34 [34 [2 [34 [34 [45 [34 [2 34 34 34 34 [50 [34 [34 [2 [34 [34] [34] [34] [34, 51] [34] [34] [2] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34;
to о 00 Вещество Силан Синильная кислота Скандий Стронций Стронция окись Сульфурил хлористый Сурьма Сурьма пятифтористая » пятихлористая » трехбромистая » трехйодистая » трех хлористая Сурьмы трехокись Таллий Таллий бромистый » йодистый » пятифтористый » хлористый Таитал Тантал пятифтористый Теллур Теллур четыреххло- ристый шестифтористый Тетраборан Тетрагидропентаборан Тетраметилгерманий Тетрасилан Тионилбромид Тионилхлорид Титан Титан четыреххлори- стый Трибромсилан Трибромфторсилан Тригерман Трисилан Трифторсилан Трихлоргерман Трихлорсилан Углерода двуокись » окись Уран Уран шестифтористый Фосфин Фосфоний бромистый » йодистый Формула SiH4 HCN Sc Sr SrO SO2C12 Sb SbFr; SbCl5 SbBr3 Shi OUlg SbCl Sb2O3 Tl 1 1 TIBr Til 111 T1F6 T1C1 1 l\_jl T, 1 d TnF idrg Те TeCl4 TeF6 R H r4tt10 Ge(CH3L Si H c)I4rl10 SDRr SOCI2 Ti Tia4 S;HRr onioi3 SiBr3F Si H8 SiHF Oil 11 g GpHCI Ч-lCl lVjIg CO2 CO и nu Ftts PRiBr PH4I — 179,3 —71,0 1547 737 2068 731 2,7 22,7 93,9 163,6 49,2 574 825 440 59,3 3705 517 —111,3 —90,9 —50,2 —73,2 —27,7 6,7 —52,9 2191 —13,9 30,5 46', 1 36,9 68^9 152^0 41^3 «07 —ou, 1 134,3 222,0 2456 30,3 —43,7 —25,2 5 — 168,6 —55,3 2198 —35,1 27,3 48,6 126,0 203,8 71,4 626 931 490 502 89,0 487 . . — —98,8 —73,1 —29,9 —54,6 —6,2 + 18,4 I "-'» » —32,4 +9,4 —8,0 —25,4 —12,8 —49,7 —142,7 —22,3 —62,6 —124,4 —217,2 —14,3 —28,5 —9,0 r 10 —163,0 —47,7 1777 877 2262 —24,8 960 39,2 61,8 142,7 223,5 85,2 666 983 522 531 103,5 517 4135 632 233 —92,4 —64,3 — 19,9 —45,2 +4,3 31,0 —21,9 2490 21,3 +3,4 —15,1 —0,9 —40,0 —138,2 —13,0 —53,4 —119,5 —215,0 2824 —7,6 —21,2 —1,1 20 — 156,9 —39,7 — 2333 —13,4 — 52,2 75,8 158,3 244,8 100,6 729 1040 559 567 119,2 550 253 —86,0 —54,8 —9,2 —35,0 15,8 44,1 — 10,5 34,2 16,0 —3,7 + 11,8 —29,0 —132,9 —3,0 —43,8 —114,4 —212,8 + 1,7 — 13,3 +7,3 Давление пара, мм pm. ст. 40 — 150,3 —30,9 — 2410 — 1,0 — 66,2 91,0 177,4 267,8 117,8 812 1103 598 607 136,2 589 273 —78,4 —44,3 +2,7 —23,4 28,4 58,8 +2,2 48,4 30,0 +9,2 26,3 — 16,9 —127,3 +8,8 —32,9 —108,6 —210,0 10,6 —129,4 —5,0 16,1 60 — 146,3 —25,1 — — +7,2 75,0 101,0 188,1 282,5 128,3 873 1143 621 631 146,9 612 110,3 287 —73,8 —37,4 10,2 —16,2 36,6 68,3 10,4 58,0 39,2 17,4 35,5 —9,0 — 123,7 16,2 —25,8 —104,8 —208,1 16,0 —125,0 +0,3 21,9 100 — 140,5 —17,8 2097 1097 — 17,8 1289 86,8 114,1 203,5 303,5 143,3 957 1196 653 663 161,2 645 4677 130,0 792 304 —67,9 —28,1 20,1 —6,3 47,4 80,6 21,4 2833 71,0 51,6 28,6 47,9 +1,6 — 118,7 26,5 —16,4 —100,2 —205,7 3306 23,4 —118,8 7,4 29,3 200 — 131,6 —5,3 — — 33,7 — 104,1 — 225,7 333,8 165,9 1085 1274 703 712 182,2 694 159,9 330 —57,3 —14,0 34,8 +8,8 63,6 99,0 37,9 90,5 70,2 45,7 67,0 17,8 — 111,3 41,6 —1,8 —93,0 —201,3 34,0 — 109,4 17,6 39,9 Продолже 400 —122,0 + 10,2 . —. — 51,3 — 123,1 — 250,2 368,5 192,2 1242 1364 759 763 205,4 748 194,0 360 —48,2 +0,8 51,2 26,0 81,7 119,2 56,5 112,7 90,2 64,6 88,6 35,5 —102,8 58,3 + 14,5 —85,7 —196,3 45,3 —98,3 28,0 51,6 760 —111,5 25,9 2427 1357 — 69,2 1625 142,5 — 275,0 401,0 219,0 1425 1457 819 823 229,0 807 5292 230,0 1012 392 —38,6 16,1 67,0 44,0 100,0 139,5 75,4 3169 136,0 111,8 83,8 110,8 53,1 —95,0 — 31,8 —78,2 —191,3 3862 54,6 —87,5 38,ЗР 62,3 ние табл. ¦ тура плавления °С —185 —13,2 1400 770 2430 -54,1 630,5 8,3 2,8 96,6 167 73,4 656 303,5 460 440 — 430 2997 96,8 450 224 —37,8 —119,9 — —88 —93,6 —52,2 — 104,5 1707 —30 —73,5 —82,5 —105,6 —117,2 —131,4 —71,1 —126,6 —57,5 —205,0 1133 64,02 — 132,5 12.4 Лите- Литература [34] [341 [2 [2 [34 [34 [2 [52 [34] 34] 34] 34] 34 34 34 [34 [53 [34 [2 [34 [2 [34] [34] 34] 34 34 34 34 [34 [2 [34] 34 34 34 34 [34 [34 [34 [34 [34 [2] [17, 29] [341 [34 [34 1
t 00 Продолжение табл. 12.4 to о со Вещатво Фосфоиий хлористый Фосфор желтый » фиолетовый » черный Фосфора оксихлорид » пятиокись (метастабильиая « форма) Фосфора пятиокись (стабильная форма) » тиобромид » тиохлорид » трехокись Фосфор пятихлори- стый » трехбромиегый » трех хлористый Франиий Фтор Фтора окись Фторсилан Фтортрихлорсилан Хлор Хлора двуокись » окись » шестиокись Хлорный ангидрид Хлорсилан Хлорсульфоновая ки- кислота Хлортрифторсилан Хлор трехфтористый » фтористый Хром Хрома карбонил Хромил хлористый Цезий Цезий бромистый » йодистый » фтористый » хлористый Цинк Цинк фтористый » хлористый Цирконий четырех- бромистый » четырехиодистый » четыреххлористый Формула РН4С1 р р р Р0С13 Р2О5 РА, PSBr, PSCI3 Р2О3 РС15 РВг3 РС13 Fr F2 F?0 SiH3F SiCl3F Cl2 C1O2 C12O C12O6 C12O7 SiH3Cl HSO3C1 SiClF3 C1F3 C1F Cr Cr(CO)e CrO2Cl, Cs CsBr Csl CsF CsCl Zn ZnF2 ZnCl2 ZrBr4 Zrl4 ZrCl4 J 1 —91,0 76,6 237 290 .— 189 384 50,0 — 18,3 55,5 7,8 —51,6 224 —223,0 — 196,1 —153,0 —92,6 — 118,0 — —98,5 7,5 —45,3 — 117,8 32,0 —144,0 — .— 1695 36,0 — 18,4 279 748 738 712 744 487 1243 428 207 264 185,7 5 —79,6 111,2 271 323 220 424 72,4 +4,6 39,7 74,0 34,4 —31,5 — —216,9 — 186,6 -145,5 —76,4 —106,7 — —81,6 30,5 —23,8 — 104,3 53,5 —133,0 —80,4 — 143,4 58,0 +3,2 341 838 828 798 837 558 1328 481 237 297 214,7 10 —74,0 128,0 287 338 2,0 236 442 83,6 16,1 53,0 83,2 47,8 —21,3 310 —214,1 -182,3 —141,2 —68,3 —101,6 —59,0 -73,1 42,0 —13,2 -97,7 64,0 —127,0 —71,8 -139 1922 68,3 13,8 375 887 873 844 884 593 1359 508 250 311 228,4 20 —68,0 146,2 306 354 13,6 253 462 95,5 29,0 67,8 92,5 62,4 — 10,2 —211,0 -177,8 —136,3 —59,0 —93,3 —51,2 —64,3 54,3 —2,1 —90,1 75,3 — 120,5 —62,3 —134,3 79,5 25,7 409 938 923 893 934 632 1402 536 266 329 242,8 Давление пара, мм pm. 40 —61,5 166,7 323 371 27,3 270 481 108,0 42,7 84,0 102,5 79,0 +2,3 — -207,7 — 173,0 -130,8 —48,8 -84,5 -42,8 —54,3 68,0 +10,3 —81,8 87,6 —112,8 -51,3 — 128,8 — 91,2 33,5 449 993 976 947 989 673 1448 566 281 344 258,1 60 —57,3 179,8 334 381 35,8 280 493 116,0 51,8 94,2 108,3 89,8 10,2 — -205,6 -170,0 — 127,2 —42,2 -79,0 —37,2 —48,0 76,3 18,2 —76,0 95,2 —108,2 —44,1 -125,3 — 98,3 46,7 474 1026 1009 980 1023 7C0 1480 584 289 355 267,5 ст. 100 —52,0 197,3 349 393 47,4 294 510 126,3 63,8 108,3 117,0 103,6 21,0 435 -202,7 — 165,8 — 122,4 —33,2 —71,7 —29,4 —39,4 87,7 29,1 —68,5 105,3 — 101,7 —34,7 —120,8 2221 108,0 58,0 509 1072 1055 1025 1069 736 1527 610 301 369 279,7 200 —44,0 222,7 370 413 65,0 314 532 141,8 82,0 129,0 131,3 125,2 37,6 — —198,3 — 159,0 —115,2 — 19,3 —60,2 -17,8 —26,5 104,7 44,6 —57,0 120,0 -91,7 -20,7 — 114,4 — 121,8 75,2 561 1140 1124 1092 1139 788 1602 648 318 389 297,3 400 —35,4 251,0 391 432 84,3 336 556 157,8 102,3 150,3 147,2 149,7 56,9 — — 193,2 — 151,9 —106,8 —4,0 —47,3 —4,0 —12,5 123,8 62,2 —44,5 136,1 —81,0 -4,9 — 107,0 — 137,2 95,2 624 1221 1200 1170 1217 844 1690 689 337 409 316,1 760 —27,0 280,0 417 453 105,1 358 591 175,OP 124,0 173,1 162,0 175,3 74,2 606 —188,2 —145,3 —98,0 + 12,2 —33,8 + 11,1 +2,2 142,0 78,8 —30,4 151,OP —70,0 + 11,5 —100,5 2567 151,0 117,1 690 1300 1280 1251 1300 907 1770 732 357 431 334,6 Хемперату - pa плав- плавления, °C —28,5 44,1 590 — 2 — 569 38 —36,2 22,5 — —40 —111,8 27 —219,7 —223,9 — —120,8 —100,7 —59 —116 3,5 —91 — -80 —142 —83 —145 1903 — — 28,5 636 621 683 646 419,4 872 365 450 499 437 Лите- Литература [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [34] [2] [55] [56, 57] [34] [34 [34 [34 [34 [34 [34 [34 [34 [34] [34 [34 [2 [34 [34 [34 [34 [34 [34] [34 [34 [36 [34 [34] [34] [41]
Таблица 12.5 Температуры, °С, при которых устанавливается указанное давление паров неорганических веществ (выше 1 атм) Вещество Азот Азота закись » окись » четырехокись Азот трехфтористый Аммиак Аргон Бор трехфтористый » треххлористый Бром Вода Водород Водород бромистый » йодистый » селенистый » фтористый » хлористый Вольфрам шестифто- 1JHL-1ЫИ Гелий Дихлордифторсилан Кислород Кремний четырехфто- ристый Криптон Молибден шестифто- ристый Неон Олово хлорное Перхлорилфторид Плутонии шестифто- р истый Сера шестифтористая Сернистый ангидрид Серный ангидрид Сероводород Синильная кислота Углерода двуокись » окись Уран шестифтористый Фтортрихлорсилан Хлор Хлортрифторсилан Формула N2 NO2 NO N2O4 NFS NH3 Ar BF3 BC1S Br2 H,O h' HBr HI H2Se HF HC1 WFe He SiCl2F2 o2 SiF4 Kr MoFe Ne SnCI2 FC1OS PuFe SFe so2 SO3 H2S HCN co2 CO UFe SiClsF Cl2 SiClFs 1 —195,8 —88,5 —151,7 21,0 — 129,0 —33,6 —185,6 —100,7 12,7 58,2 99,09* —252,5 —66,5 —35,1 —41,1 19,43 —84,8 17,0 —268,6 —31,8 —183,1 —94,8 —152,0 35,0 —246,0 113,0 —46,4 62,16 —68,2 —10,0 44,8 —60,4 25,9 —78,2 — 191,3 56,5 12,2 —33,8 —70,0 2 —189,2 —76,8 —145,1 37,3 — —18,7 —179,0 —89,4 33,2 78,8 119,62* —250,2 —51,5 —18,9 —25,2 37,1 -71,4 36,4 —268,0 —15,1 —176,0 —84,4 — 143,5 54,9 —243,5 141,3 —30,4 (85,1) —53,1 +6,3 60,0 —45,9 45,9 —69,1 —183,5 — 32,4 —16,9 —57,3 5 —179,1 —58,0 —135,7 59,8 — +4,7 — 166,7 —72,6 96,7 110,3 151,11* —246,0 —29,1 +7,3 0,0 70,4 —50,5 67,7 + 11,6 —164,5 —67,9 —130,0 88,0 —239,9 184,3 —4,7 — —29,4 32,1 82,5 —22,3 75,8 —56,7 —170,7 112,7 64,6 + 10,3 —37,2 Давление пара. 10 —169,8 —40,7 —127,3 79,4 — 25,7 —154,9 —57,7 135,4 139,8 179,04* —241,6 —8,4 32,0 +23,4 97,9 -31,7 97,0 36,6 —153,2 —52,6 — 118,0 118,3 —236,0 223,0 + 18,3 — —7,8 55,5 104,0 —0,4 102,7 —39,5 —161,0 139,3 94,2 35,6 —18,6 20 —157,6 —18,8 —116,8 100,3 — 50,1 — 141,3 —40,0 161,5 174,0 211,38* — + 16,8 62,2 50,8 130,9 —8,8 131,5 . 66,2 —140,0 —33,4 —101,7 154,4 —230,8 270,0 46,0 — + 18,1 83,8 138,0 +25,5 135,0 —18,9 — 149,7 177,3 131,8 65,0 + 4,1 атм 30 —148,3 -4,3 — 109,0 112,3 — 66,1 — 132 —28,4 — 197,0 232,76* — 33,9 83,2 69,7 — +5,9 155,6 , 86,0 —130,7 —21,2 —88,8 178,9 299,8 64,9 — 35,7 102,6 157,8 41,9 153,8 —5,3 —141,9 202,9 156,0 84,8 19,4 40 _ +8,0 —103,2 121,4 — 78,9 — 124,9 —19,0 -— 216,0 249,18* 48,1 100,7 84,6 — 17,8 172,0 , — — 124,1 — —78,4 197,5 79,7 — 118,0 175,0 55,8 169,9 +5,9 222,4 —. 101,6 50 _ 18,0 —99,0 127,0 — 89,3 — — 230,0 262,70* — 60,0 116,2 97,2 — 27,9 — — — — —66,5 — 92,3 — 130,2 187,8 66,7 183,5 14,9 — — — 115,2 60 27,4 —94,8 132,2 — 98,3 — — — 243,5 274,29* — 70,6 127,5 108,7 — 36,2 — — — — — — 141,7 198,0 76,3 — 22,4 — 127,1 Критичес- Критическая темпе- температура, °С —147,2 36,5 —92,9 158 —39,3 + 0,1 132,4 —122,0 —12,2 178,8 302,2 374,15 —240,0 - 90,0 151,0 137 — 51,4 179,5 —267,9 95,8 — 118,9 —14,2 —63 211,4 —228,3 318,7 95,17 — 45,5 157,2 218,3 100,3 183,5 31,1 —138,7 230,1 165,3 144,0 34,8 Критичес- Критическое дав- давление, атм 33,5 71,7 64,6 99 44,7 + 0,2 111,5 48,0 49,2 38,2 121 225,65 12,8 84,4 82,0 91,0 — 81,6 45,0 2,26 34,5 49,7 36,7 54 48,7 26,9 37,9 53,0 — 37,1 77,7 83,6 88,9 50,0 73,0 34,6 45,3 35,3 76,1 34,2 h la 341 34] 341 34 35 34 34 34 [34 134 [1 34 34 34 34] 40] 34] 15] [34] [34] [34] [34] [34] [16] [34] [34] [58] [49] [59] [34] [34] [341 34 34 34 17 34 [34 34 * При давлении в кГ/см2.
12.4. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Температуры, °С, при которых устанавливается указанное давление паров органических веществ (ниже 1 атм)* [34] Таблица 12.6 Вещество Адипиновая кислота Азелаиновая кислота Азелаиновын альдегид Азобензол Акридин Акриловая кислота Акрилонитрил Акролеин Алантолактон Аллен 4-Аллилвератрол 5-Аллилгваякол Аллилдихлорэтилсилан Аллилизопропиловый эфир Аллилизотиоцианат Аллиловый спирт Аллилпропиловый эфир Аллилтрихлорсилан [60] втор- Ами л бензол Амилизопропионат Амиллевулинат Амиловый спирт трет- Амиловый спирт Амилтриметилсилан Амилтриэтилсилан п-трет- Ами лфенол Анетол Анизол Анилин 2-Анилинэтанол Анисовый альдегид Антрахинон Антрацен Апиол Аценафтен Ацетальдегид Ацетальдоксим Ацетамид Ацетанилид Ацетилен Ацетон 1-Ацетонафтон 2-Ацетонафтон Формула С6Н10О4 С9Н16О4 С9Н18О Q2H10N2 C13H9N С3Н4О2 CHN2 С3Н4О QH420 2 QoH"o2 C5H10Cl2Si QH12O C4H5NS QH6O C9H12O C3H5Cl3Si C8H16O2 C10H18O3 C6H12O QH12O C8H?0Si CnH26Si QiH16O C7H8O QH7N C8HUNO C8H8O2 C14H10 C12H14O4 Q2H10 C2H4O QH5NO C2H5NO C8H9NO C9H2 C3H6O C12H10O Q2H10O • 159,5 178,3 33,3 103,5 129,4 3,5 —51,0 —64,5 157,7 —120,6 85,0 83,6 —3,0 —43,7 —2,0 —20,0 —39,0 —20,7 27,8 8,5 81,3 13,6 —12,9 -9,2 41,8 — 62,6 5,4 34,8 104,0 73,2 190,0 145,0 116,0 — —81,5 —5,8 65,0 114,0 —142,9 —59,4 115,6 120,2 5 191,0 210,4 58,4 135,7 165,8 27,3 —30,7 —46,0 181,3 —108,0 113,9 113,3 +22,0 —23,1 +25,3 +0,2 —18,2 +2,0 53,0 33,7 110,0 34,7 +7,2 + 14,7 69,9 109,8 91,6 30,0 57,9 134,3 102,6 219,4 173,5 145,9 114,8 —65,1 +15,2 92,0 146,6 —133,0 —40,5 146,3 152,3 10 205,5 225,5 71,6 151,5 184,0 39,0 —20,3 —36,7 192,1 — 101,0 127,0 127,0 34,2 —12,9 38,3 10,5 —7,9 16,1 65,8 46,3 124,0 44,9 17,2 26,7 83,8 125,5 106,0 42,2 69,4 149,6 117,8 234,2 187,2 160,2 131,2 —56,8 25,8 105,0 162,0 —128,2 —31,1 161,5 168,5 Давление пара, 20 222,0 242,4 85,0 168,3 203,5 52,0 —9,0 —26,3 203,5 —93,4 142,8 143,2 47,6 — 1,8 52,1 21,7 +3,7 27,5 79,5 60,0 139,7 55,8 27,9 39,8 99,2 142,3 121,8 55,8 82,0 165,7 133,5 248,3 201,9 176,2 148,7 —47,8 36,5 120,0 180,0 — 122,8 —20,8 178,4 185,7 40 240,5 260,0 100,2 187,9 224,2 66,2 +3,8 —15,0 215,2 —85,2 158,3 159,8 62,7 +10,9 67,4 33,4 16,4 40,1 94,1 75,5 155,8 68,0 38,8 54,4 116,0 160,3 139,3 70,7 96,7 183,7 150,5 264,3 217,5 193,7 168,2 —37,8 48,6 135,8 199,6 -116,7 —9,4 196,8 203,8 мм pm. cm 60 251,0 271,8 110,0 199,8 238,7 75,0 11,8 —7,5 222,5 —78,8 169,6 170,7 72,3 18,7 76,2 40,3 25,0 48,3 103,9 85,2 165,2 75,5 46,0 63,8 126,6 172,6 149,8 80,1 106,0 194,0 161,7 273,3 231,8 204,3 181,2 —31,4 56,1 145,8 211,8 —112,8 —2,0 208,6 214,7 • 100 265,0 286,5 123,0 216,0 256,0 86,1 22,8 +2,5 232,6 —72,5 183,7 185,5 85,2 29,0 89,5 50,0 35,8 59,4 116,7 97,6 180,5 85,8 55,3 76,2 141,2 189,0 164,2 93,0 119,9 209,5 176,7 285,0 250,0 218,0 197,5 —22,6 66,2 158,0 227,2 —107,9 +7,7 223,8 229,8 200 287,8 309,6 142,1 240,0 284,0 103,3 38,7 17,5 247,1 —61,3 204,0 206,8 104,8 44,3 108,0 64,5 52,6 76,4 135,8 117,3 203,1 102,0 69,7 95,0 162,0 213,0 186,1 112,3 140,1 230,6 199,0 314,6 279,0 239,8 222,1 —10,0 81,7 178,3 250,5 —100,3 22,7 246,7 251,6 400 312,5 332,8 163,4 266,1 314,3 122,0 58,3 34,5 260,6 —48,5 226,2 229,8 127,0 61,7 129,8 80,2 71,4 95,9 156,2 138,4 227,4 119,8 85,7 116,6 186,3 239,5 210,5 133,8 161,9 254,5 223,0 346,2 310,2 262,1 250,0 +4,9 98,0 200,0 277,0 —92,0 39,5 270,5 275,8 760 337,5 356,5P 185,0 293,0 346,0 141,0 78,5 52,5 275,0 —35,0 248,0 254,0 150,3 79,5 150,7 96,6 90,5 116,8 178,0 160,2 253,2 137,8 101,7 139,0 211,0 266,0 235,3 155,5 184,4 279,6 248,0 379,9 342,0 285,0 277,5 20,2 115,0 222,0 303,8 —84,0 56,5 295,5 301,0 Темпера- Температура плавления, °C 152,0 106,5 — 68,0 110,5 14,0 —82,0 —87,7 76,0 —136 — — — — — 80,0 —129 — — — — — 11,9 93,0 22,5 —37,3 -6,2 2,5 286,0 217,5 30,0 95,0 —123,5 47,0 81,0 113,5 —81,5 —94,6 55,5 м * Буквой Р отмечена температура разложения, П—температура полимеризации.
to to Продолжение табл. 12.6 Вещество Ацетонитрил Ацетофенон Бензальдегид Бензантрон Бензгидрол Бензил Бензиламин Бензилацетат Бензилдихлорсилан Беизи лизотиоцианат Бензиловый спирт Бензилфениловый эфир Бензилциннамат Бензилэтиловый эфир Беизоил хлористый Бензоин Бензойная кислота Бензойный ангидрид Бензол Бензолсульфонилхлорид Бензоиитрил Бензофенон Бистрихлорсилэтан [60] Боринкарбонил d-Борнилацетат Борнилбутират Борнилизобутират Борнилпропионат Борнилформиат Брассидиновая кислота 4-Броманизол Бромбензол 1-Бромбутан 1-Бром-2-бутанол 1 -Бром-2-бутанон цис- 1-Бром-1 -бутен транс-1 -Бром -1 -бутен 2-Бром-2-бутен Ч«с-2-Бром-2-бутен тря«с-2-Бром-2-бутен 4-Бромдифенил 2-Бром-4,6-дихлорфенол Бромистый бензоил 2-Бром-1,4- ксилол 1-Бром-З-метнлбутан 1-Бромнафталин 2-Бром-2-нитрозопропан Формула C2HSN С8Н8О CjHeO С17Н10О С13Н12О Ci4Hi0O2 C,H9N CsHl0O2 C7H8Cl2Si C8H7NS C7H8O CuHMO Cl6Hl4O2 C9H12O С,НБСЮ Ci4H12O2 C7H6O2 С14Г110Оз CeHe C6H6C1O2S C7H5N C13H10O C2H4CleSi2 CH3BO Ci2H20O2 Ci4H24O2 Cl4H24O2 C^3 H22O2 QiHi8O2 ^22 42 2 C7H7BrO QH5Br C4H9Br C4H9BrO C4H7BrO QH7Br C4H7Br QH7Br QH7Br C4H7Br C12HqBr CeH,BrCl2O C7H6BrO C8H9Br CBHuBr C10H7Br C3H6BrNO l —47,0 37,1 26,2 225,0 110,0 128,4 29,0 45,0 45,3 79,5 58,0 95,4 173,8 26,0 32,1 135,6 96,0 143,8 —36,7 65,9 44,5 108,2 — —139,2 46,9 74,0 70,0 64,6 47,0 209,6 48,8 2,9 —33,0 23,7 6,2 —44,0 —38,4 —47,3 —39,0 —45,0 98,0 84,0 47,0 37,5 —20,4 84,2 —33,5 5 —26,6 64,0 50,1 274,5 145,0 165,2 54,8 73,4 70,2 107,8 80,8 127,7 206,3 52,0 59,1 170,2 119,5 180,0 —19,6 96,5 71,7 141,7 — —127,3 75,7 103,4 99,8 93,7 74,8 241,7 77,8 27,8 —11,2 45,4 30,0 —23,2 —17,0 —27,0 —17,9 —24,1 133,7 115,6 75,4 65,0 +2,1 117,5 — 14,0 10 —16,3 78,0 62,0 297,2 162,0 183,0 67,7 87,6 83,2 121,8 92,6 144,0 221,5 65,0 73,0 188,0 132,1 198,0 —11,5 112,0 85,5 157,6 77,7 —121,1 90,2 118,0 114,0 108,0 89,3 256,0 91,9 40,0 —0,3 55,8 41.8 —12,8 —6,4 —16,8 —7,2 — 13,8 150,0 130,8 89,8 78,8 13,6 133,6 —4,3 Давление пара 20 -5,0 92,4 75,0 322,5 180,9 202,8 81,8 102,3 96,7 137,0 105,8 160,7 239,3 79,6 87,6 207,0 146,7 218,0 —2,6 129,0 100,2 175,8 92,9 —114,1 106,0 133,8 130,0 123,7 104,0 272,9 107,8 53,8 +П.6 67,2 54,2 — 1,4 +5,4 —5,3 +4,6 -2,4 169,8 147,7 105,4 94,0 26,1 150,2 +6,0 40 +7 У 109,4 90,1 350,0 200,0 224,5 97,3 119,6 111,8 153,0 119,8 180,1 255,8 95,4 103,8 227,6 162,6 239,8 + 7,6 147,7 116,6 195,7 109,6 —106,6 123,7 150,7 147,2 140,4 121,2 290,0 125,0 68,6 24,8 79,5 68,2 + 11,5 18,4 +7,2 17,7 + 10,5 190,8 165,8 122,6 110,6 39,8 170,2 17,9 , мм рт.. cm. 60 15,9 119,8 99,6 368,8 212,0 238,2 107,3 129,8 121,3 163,8 129,3 192,6 267,0 105,5 114,7 241,7 172,8 252,7 15,4 158,2 127,0 208,2 120,1 —101,9 135,7 161,8 157,6 151,2 131,7 301.5 136,0 78,1 33,4 87,0 77,3 19,8 27,2 15,4 26,2 18,7 204,5 177,6 133,4 121,6 48,7 183,5 25,5 100 27,0 133,6 112,5 390,0 227,5 255,8 120,0 144,0 133,5 177,7 141,7 209,2 281,5 118,9 128,0 258,0 186,2 270,4 26,1 174,5 , 141,0 ' 224,4 134,2 —95,3 149,8 176,4 172,2 165,7 145,8 316,2 150,1 90,8 44,7 97,6 89,2 30,8 38,1 26,3 37,5 29,9 221,8 193,2 147,7 135,7 60,4 198,8 35,2 200 43,7 154,2 131,7 426,5Р 250,0 283,5 140,0 165,5 152,0 198,0 160,0 233,2 303,8 139,6 149,5 284,4 205,8 299,1 42,2 198,0 161,3 249,8 155,2 —85,5 172,0 198,0 194,2 187,5 166,4 336,8 172,7 110,1 62,0 112,1 107,0 47,8 55,7 42,8 54,5 46,5 248,2 216,5 169,2 156,4 78,7 224,2 50,0 400 62,5 178,0 154,1 — 275,6 314,3 161,3 189,0 173,0 220,4 183,0 259,8 326,7 161,5 172,8 313,5 227,0 328,8 60,6 224,0 185,0 276,8 178,6 —74,8 197,5 222,2 218,2 211,2 190,2 359,6 197,5 132,3 81,7 128,3 126,3 66,8 75,0 61,9 74,0 66,0 277,7 242,0 193,7 181,0 99,4 252,0 66,2 760 81,8 202,4 179,0 301,0 347,0 184,5 213,5 194,3 243,0 204,7 287,0 350,0 185,0 197,2 343,0 249,2 360,0 80,1 251,5Р 208,0 305,4 202,9 —64,0 223,0 247,0 243,0 235,0 214,0 382,5Р 223,0 156,2 101,6 145,0 147,0 86,2 94,7 81,0 93,9 85,5 310,0 268,0 218,5 206,7 120,4 281,1 83,0 Темпера- Температура плавления, —41,0 20,5 —26,0 174,0 68,5 95,0 — —51,5 — — —15,3 — 39,0 — —0,5 132,0 121,7 42,0 5,5 14,5 —13 48,5 — — 29,0 — — — — 61,5 12,5 —30,7 —112,4 — .— — —100,3 —133,4 -111,2 — 114,6 90,5 68,0 0,0 9,5 — 5,5 —
to со Вещество З-Бромпиридин 1-Бромпропан 2-Бромпропан а-Бромтолуол 2-Бромтолуол З-Бромтолуол 4-Бромтолуол З-Бром-2,4,6-трих лорфе- нол Бромуксусная кислота 2- Бром-4-фен и лфенол 1,4-Бромхлорбензол 1-Бром-1-хлорэтан 1 -Бром-2-хлорэтан 1-Бром-4-этилбензол B-Бромэтил) -бензол 1-Бромэтилен 2-Бромэтиловый-2- хлор- этиловый эфир B-Бромэтил)-циклогексан 1,2-Бутадиен 1,3-Бутадиен Бутан 1,3-Бутандиол 2,3-Бутандиол 2-Бутанон 1,2,3-Бутантриол 1-Бутен ijMC-2-Бутен т/са«с-2-Бутен Бутенин З-Бутенннтрил Бутилакрилат Бутилбензол е/пор-Бутил бензол /п/сет-Бутилбензол в/пор-Бутилгликолат 4-/пре/п-Бутил-2-крезол 2-/прет-Бутил-4-крезол 4 -трет - Бутил - 2,5 - кси- ленол 4-тре/п-Бутнл-2-6-кси- ленол о-трет-Ъутп- 2,4- кои- ленол 6-/пре/п-Бутил-3,4-кси- ленол Бутиловый спирт Формула C5H4BrN CsH7Br C3H7Br C,H,Br C7H7Br С Н7Вг C7H7Br C6H2BrCl3O C2H3BrO2 C]2H9BrO C6H4BrCl C2H4BrCl C2H4BrCl C8H9Br CjgFlQDr С2НйВг С4Н8ВгСЮ C8Hi5Br C4He QHe C4Hl0 QHl0O2 C4H]0O2 QH8O QHi0o3 C4H8 C4H8 C4H8 C4H4 QH5N C7H12O2 Cl0Hi4 Clo^l4 Ci0Hi4 C6H12O3 сцн16о СцНхвО Ci2H18O C12H18O Ci2HigO C,H10O 1 16,8 —53,0 —61,8 32,2 24,4 14,8 10,3 112,4 54,7 100,0 32,0 —36,0 —28,8 30,4 48,0 —95,4 36,5 38,7 —89,0 —102,8 —101,5 22,2 44,0 —48,3 102,0 —104,8 —96,4 —99,4 —93,2 —19,6 —0,5 22,7 18,6 13,0 28,3 74,3 70,0 88,2 74,0 70,3 83,9 —1,2 5 42,0 —33,4 —42,5 59,6 49,7 50,8 47,5 146,2 81,6 135,4 59,5 —18,0 —7,0 42,5 76,2 —77,8 63,2 66,6 —72,7 —87,6 —85,7 67,5 68,4 —28,0 132,-0 —89,4 —81,1 —84,0 —77,7 +2,9 +23,5 48,8 44,2 39,0 53,6 103,7 98,0 119,8 103,9 100,2 113,6 +20,0 10 55,2 —23,3 —32,8 73,4 62,3 64,0 61,1 163,2 94,1 152,3 72,7 —9,4 +4,1 74,0 90,5 —68,8 76,3 80,5 —64,2 —79,7 —77,8 85,3 80,3 —17,7 146,0 —81,6 -73,4 —76,3 —70,0 14,1 35,5 62,0 57,0 51,7 66,0 118,0 112,0 135,0 119,0 115,0 127,0 30,2 Давление пара 20 69,1 —12,4 —22,0 88,3 76,0 78,1 75,2 181,8 108,2 171,8 87,8 0,0 16,0 90,2 105,8 —58,8 90,8 95,8 —54,9 —71,0 —68,9 100,0 93,4 —6,5 c 161,0 —73,0 —64,6 —67,5 —61,3 26,6 48,6 76,3 70,6 65,6 79,8 134,0 127,2 151,0 135,0 131,0 143,0 41,5 40 84,1 —0,3 — 10,1 104,8 91,0 93,9 91,8 200,5 124,0 193,8 103,8 + 10,4 29,7 108,5 123,2 —48,1 106,6 113,0 —44,3 —61,3 —59,1 117,4 107,8 +6,0 178,0 —63,4 -54,7 —57,6 —51,7 40,0 63,4 92,4 86,2 80,8 94,2 150,8 143,9 169,8 152,2 148,5 159,7 53,4 , мм pin. cm. 60 94,1 +7,5 -2,5 115,6 100,0 10-4,1 102,3 213,0 133,8 207,0 114,8 17,0 38,0 121,0 133,8 —41,2 116,4 123,7 —37,5 —55,1 -52,8 127,5 116,3 14,0 188,0 —57,2 —48,4 —51,3 —45,3 48,8 72,6 102,6 96,0 90,6 104,0 161,7 153,7 180,3 163,6 158,2 170,0 60,3 100 107,8 18,0 +8,0 129,8 112,0 117,8 116,4 229,3 146,3 224,5 128,0 28,0 49,5 135,5 148,2 —31,9 129,8 138,0 —28,3 —46,8 —44,2 141,2 127,8 25,0 202,5 —48,9 —39,8 —42,7 —37,1 60,2 85,1 116,2 109,5 103,8 116,4 176,2 167,0 195,0 176,0 172,0 184,0 70,1 Продолжение та 200 127,7 34,0 23,8 150,8 133,6 138,0 137,4 253,0 165,8 251,0 149,5 44,7 66,8 156,5 169,8 —17,2 150,0 160,0 —14,2 —33,9 —31,2 161,0 145,6 41,6 222,0 —36,2 —26,8 —29,7 —24,1 78,0 104,0 136,9 128,8 123,7 135,5 197,8 187,8 217,5 196,0 192,3 204,5 84,3 400 150,0 52,0 41,5 175,2 157,3 160,0 160,2 278,0 186,7 280,2 172,6 63,4 86,0 182,0 194,0 — 1,1 172,3 186,2 + 1,8 —19,3 —16,3 183,8 164,0 60,0 243,5 —21,7 — 12,0 —14,8 —10,1 98,0 125,2 159,2 150,3 145,8 155,6 221,8 210,0 241,3 217,8 214,2 226,7 100,8 760 173,4 71,0 60,0 198,5 181,8 183,7 184,5 305,8 208,0 311,0 196,9 82,7 106,7 206,0 219,0 +15,8 195,8 213,0 18,5 —4,5 —0,5 206,5 182,0 79,6 264,0 —6,3 +3,7 +0,9 +5,3 119,0 147,4 183,1 173,5 168,5 177,5 247,0 232,6 265,3 239,8 236,5 249,5 117,5 бл. 12.6 Темпера- Температура плавлення, _ —109,9 —89,0 —4,0 —28,0 —39,8 28,5 — 49,5 95,0 — 16,6 —16,6 —45,0 — —138,0 — —108,9 —135,0 77 22,5 —85,9 _ —130 —138,9 — 105,4 —64,6 —81,2 —82,7 —58,0 — — — — — —79,9
to Вещество e/nop-Бутиловыи спирт трет- Бутиловый спирт Бутилтриметилсилан Бутилтриэтнлсилан 4-/и/се/и-Бутилфенилди- хлорфосфат 4-трет- Бутилфенилса- лицилат • 2- D -трет- Бутилфено- 2-е/по/7-Бутилфенол 2-/пре/п-Бутилфенол 4-е/пор-Бутилфенол 4-т/се/п-Бутилфенол Бутилформиат втор- Бутилформиат /п/се/п-Бутилформиат e/no/7-Бутилхлорацетат emo/7-Бутилхлорид трет - Бути л хлорид 2-Бутил-2-этилбутан- 1,3-диол 2-трет- Бути л-4-эти лфе- нол 1-Бутин 2-Бутин Бутиронитрил Валериановая кислота а-Валеролактон Валеронитрил Ванилин 2-Виниланизол З-Виниланизол 4-Виниланизол Винилацетат Винилтрихлорсилан [60] Винилтриэтоксисилан [60] 4-Винилфенетол Гваиол Гексадекаметилгептаси- JIOKLdH Гексадекаметилциклоокта- силоксан Гексадекан 2-Гексадеканон 1-Гексадецен 1,5-Гексадиен-З-ин Формула С4Н10О с4н10о C7H]8Si Cl0H24Si С10Н13С12О2Р 17 fijgUj 14 20 3 С10Н14О С10Н14О С10Н14О ClQH14O сБн1оо2 сБн1оо2 СвНцСЮ, С4Н9С1 С4Н9С1 С10Н22О2 с12н18о С4Н6 с4нв C4H7N С6Н10О2 сБн8о2 QH9N С8Н8О3 С9Н10О С9Н10О QHiX) C2H3cf3Si CgHxsOsSi Q0H12O Cl6H48OeSi7 CleH48O8Si8 C1CH34 C16H,2O CieH32 свн6 1 —12,2 —20,4 —23,4 27,1 96,0 166,2 118,0 57,4 56,6 71,4 70,0 —26,4 —34,4 —32,7 17,0 —60,2 — 94,1 76,3 —92,5 —73,0 —20,0 42,2 37 5 —6,0 107,0 41,9 43,4 45,2 —48,0 — — 64,0 100,0 93,2 103,5 105,3 109,8 101,6 —45,1 5 +7,2 —3,0 —1,3 53,8 129,6 206,6 150,0 86,0 84,2 100,5 99,2 —4,7 —13,3 — 11,9 41,8 —39,8 .— 122,6 106,2 —76,7 —57,9 + 2,1 67,7 65,8 + 18,1 138,4 68,0 69,9 72,0 —28,0 —. — 91,7 132,0 123,6 135,3 135,2 151,5 131,7 —24,4 10 16,9 +5,5 +9,9 67,5 146,0 225,0 165,8 100,8 98,1 114,8 114,0 +6,1 —3,1 —1,2 54,6 —29,2 •— 136,8 121,0 -68,7 —50,5 13,4 79,8 79,8 30,0 154,0 81,0 83,0 85,7 —18,0 —10,7 49,4 105,6 148,0 138,5 150,5 149,8 167,3 146,2 — 14,0 Д* 20 27,3 14,3 22,1 82,0 164,0 247,3 183,3 116,1 113,0 130,3 129,5 18,0 +8,4 + 10,2 68,2 — 17,7 — 151,2 137,0 —59,9 —42,5 25,7 93,1 95,2 43,3 170,5 94,7 97,2 100,0 —7,0 + 1,3 62,6 120,3 165,0 154,2 167,7 164,7 184,6 162,0 —2,8 вление пара 40 38,1 24,5 35,9 98,3 184,3 270,7 201,5 133,4 129,2 147,8 146,0 31,6 21,3 23,4 83,6 —5,0 —19,0 167,8 154,0 —50,0 —33,9 38,4 107,8 101,9 57,8 188,7 110.0 112,5 116,0 +5,3 14,5 77,2 136,3 184,0 171,8 186,3 181,3 203,7 178,8 + 10,0 , мм рт. cm. 60 45,2 31,0 44,7 109,3 197,2 285,5 212,8 143,9 140,0 157,9 156,0 39,8 29,6 31,8 93,0 +3,4 — 11,4 178,0 165,4 —43,4 —27,8 47,3 116,6 122,4 66,9 199,8 119,8 122,3 126,1 13,0 22,9 86,4 146,4 195,8 183,3 197,5 193,2 215,0 190,8 18,1 100 54,1 39,8 56,3 123,2 214,3 305,8 228,0 157,3 153,5 172,4 170,2 51,0 40,2 42,8 105,5 14,2 —1,0 191,9 179,0 —34,9 —18,8 59,0 128,3 136,5 78,6 214,5 132,3 135,3 139,7 23,3 34,2 98,9 159,8 211,9 198,0 213,8 208,5 230,5 205,3 29,5 Продолжение те 200 67,9 52,7 74 0 144,0 240,0 336,0 250,3 179,7 173,8 194,3 191,5 67,9 56,8 59,8 124,1 31,5 + 14,6 212,0 200,3 —21,6 —5,0 76,7 146,0 157,7 97,7 237,3 151,8 154,0 159,0 38,4 51,3 117,6 180,0 235,3 219,5 236,7 231,7 254,4 226,8 46,0 400 83,9 68,0 93,8 167,5 268,2 370,6 277,6 203,8 196,3 217,6 214,0 86,2 75,2 78,2 146,0 50,0 32,6 233,5 223,8 —6,9 + 10,6 96,8 165,0 182,3 118,7 260,0 172,1 175,8 182,0 55,5 70,5 138,6 202,8 261,2 244,7 263,0 258,3 279,8 250,0 64,4 760 99,5 82,9 115,0 192,0 299,0 404,OP 304,4 228,0 219,5 242,1 238,0 106,0 93,6 98,0 167,8 68,0 51,0 255,0 247,8 +8,7 27,2 117,5 184,4 207,5 140,8 285,0 194,0П 197,5П 204,5П 72,5 90,6 160,5 225,0П 288,0 270,0 290,0 287,5 307,0 274,0 84,0 б л. 12.С Темпера- Температура плавления СС —114,7 25,3 — — — — — . — 99,0 — —. —131,3 —26,5 — — —130 —32,5 . —34,5 81,5 . . —. . 91,0 — 31,5 18,5 4,0 —
Вещество Гексакозан Гексаметилдисилоксан Гексаметилциклотриси- локсан Гексан 1-Гексанол 2-Гексанол З-Гексанол 2-Гексанон Гексахлорбензол Гексахлорэтан Гексаэтилбензол Гексаэтилциклотриси- локеан ^ 1-Гексен Гексиллевулинат Гексилтриметилсилан Генэйкозан Гептадекан 2-Гептадеканон Гептакозан Гептан 1-Гептанол 2-Гептанон 4-Гептанон 2-Гептен Гептилбензол Гепилтриметилсилан Геранилацетат Геранилбутират Геранилизобутират Геранилформиат Гераниол Гидрокоричная кислота Гидрохинон Гликольдиацетат Глицерин Глутаровая кислота Глутаровый ангидрид Глутаронитрил Глутерилхлорид Дегидрацетовая кислота Дезоксибензоин Декаметилтетрасилоксан Декаметилциклопентаси- локсан ^ ццс-Декалин сп Формула C_*2gHg4 C6H8OSi2 QH18O3Si2 CeH14 свн14о с6н14о QH14O С6Н12О СвС16 С2С1в C12H30O3Sis СбН^2 СцН20О3 CsH22Si С21Н44 С17Н3в Q7H34O С „НеА С7Н16 С7Н16О С7Н14О С7Н14О С,Н14 Q0H24Si С14Н24О2 г н о С10Н18О свн6о2 СвН10О4 С3Н8О3 С5Н8О4 QHeN2 QHeCl2O2 с8н8о4 С14Н12О Cl0H30O6Si5 QoH18 1 204,0 —29,0 — —53,9 24,4 14,6 2,5 7,7 114.4 32,7 —57,5 90,0 6,7 152,6 115,0 129,6 211,7 —34,0 42,4 19,3 23,0 —35,8 66,2 22,3 73,5 96,8 90,7 61,8 69,2 102,2 132,4 38,3 125,5 155,5 100,8 91,3 56,1 91,7 123,3 35,3 45,2 22,5 5 240,0 —7,8 — —34,5 47,2 34,8 25,7 28,8 149,3 49,8 134,3 —38,0 120,0 32,0 188,0 145,2 161,6 248,6 —12,7 64 3 43,6 44,4 —14,1 94,8 48,7 102,7 125,2 119,6 90,3 96,8 133,5 153,3 64,1 153,8 183,8 133,3 123,7 84,0 122,0 156,2 61,5 72,3 50,1 10 257,4 +2,8 —25,0 58,2 45,0 36,7 38,8 166,4 73 5 150,3 123,0 —28,1 134,7 44,8 205,4 160,0 178,0 266,8 —2,1 74,7 55,5 55,0 —3,5 109,0 62,1 117,9 139,0 133,0 104,3 110,0 148,7 163,5 77,1 167,2 196,0 149,5 140,0 97,8 137,3 173,5 74,3 86,2 64,2 Давление пара 20 275,8 14,0 — -14,1 70,3 55,9 49,0 50,0 185,7 87,6 168,0 137,1 —17,2 150,2 58,5 223,2 177,7 196,4 284,6 +9,5 85,8 67,7 66,2 +8,3 124,2 76,4 133,0 153,8 147,9 119,8 125,6 165,0 174,6 90,8 182,2 210,5 166,0 156,5 112,3 153,0 192,0 88,5 101,0 79,8 40 295,2 26,7 — —2,3 83,7 67,9 62,2 62,0 206,0 102,3 187,7 152,9 —5,0 167,8 74,0 243,4 195,8 214,3 305,7 22,3 99,8 81,2 78,1 21,5 141,6 92,4 150,0 170,1 164,0 136,2 141,8 183,3 192,0 106,1 198,0 226,3 185,5 176,4 128,3 171,0 212,0 104,0 117,7 97,2 , мм рт. ст. 60 307,8 34,7 67,5 + 5,4 92,0 76,0 70,7 69,8 219,0 112,0 199,7 163,1 +2,8 179,0 83,8 255,3 207,3 226,7 318,3 30,6 108,0 89,8 85,8 30,0 151,5 102,9 160,3 180,2 174,0 147,2 151,5 194,0 203,0 115,8 208,0 235,5 196,2 189,5 139,1 181,5 224,5 114,2 127,8 108,0 100 323,2 45,6 78,7 15,8 102,8 87,3 81,8 79,8 235,5 124,2 216,0 177,1 13,0 193,6 97,2 272,0 223,0 242,0 333,5 41,8 119,5 100,0 96,0 41,3 165,7 116,5 175,2 193,8 187,7 160,7 165,3 209,0 216,5 128,0 220,1 247,0 212,5 205,5 151,8 197,5 241,3 127,3 142,0 123,2 П р о д о л ж 200 348,4 61,6 95,9 31,6 119,6 103,7 98,3 94,3 258,5 143,1 241,7 198,6 29,0 215,7 117,0 296,5 247,8 265,8 359,4 58,7 136,6 116,1 111,2 58,6 186,6 137,0 196,3 214,0 207,6 182,6 185,6 230,8 238,0 147,8 240,0 265,0 236,5 230,0 172,4 219,5 265,2 147,4 162,0 145,4 400 374,6 80,0 114,7 49,6 138,0 121,8 117,0 111,0 283,5 163,8 268,5 223,6 46,8 241,0 139,9 323,8 274,5 291,7 385,0 78,0 155,6 133,2 127,3 78,1 210,0 159,8 219,8 235,0 228,5 205,8 207,8 255,0 262,5 168,3 263,0 283,5 261,0 257,3 195,3 244,5 293,0 169,8 186,0 169,9 е н ие та 760 399,8 99,2 134,0 68,7 157,0 139,8 135,5 127,5 309,4 185,6 298,3 250,3 66,0 266,8 163,0 350,5 303,0 219,5 410,6 98,4 175,8 150,2 143,7 98,5 233,0 184,0 243, ЗР 257,4 251,0 230,0 230,0 279,8 286,2 190,5 290,0 303,0 287,0 286,2 217,0 269,0 321,0 193,5 210,0 194,6 б л. 12.6 Темпера- Температура плавления, °С 56,6 — 64,0 —95,3 —51,6 — — —56,9 230,0 186,6 130,0 — —98,5 — — 40,4 22,5 — 59,5 —90,6 34,6 — —32,6 — — — — — — — 48,5 170,3 —31,0 17,9 97,5 — — — 60,0 — -38,0 —43,3
to Продолжение табл. 12.6 Вещество mpawc-Декалин Декан Декаи-2-он 1-Децен Дециловый спирт Децилтриметилсилан Децилтриэтилсилан Диаллилдихлорсилан Диаллилсульфид Диацетамид Дибензил Дибензиламин 1,4- Дибромбензол 1,2-Дибромбутан 6.1-2,3-Дибромбутан мезо-2,3-Дибромбутан 1,4-Дибромбутан 1,2-Дибромдекан а, Р-Диброммалеиновый rj и w«i у, 74TJ 71 aril ИДрИД Дибромметан 1,2-Дибром-2-метилпро- пан 1,3-Дибром-2-метилпро- пан 1,2-Дибромпентан 1,2-Дибромпропан 1,3-Дибромпропан 2,3-Дибром-1 -пропанол 2,3- Дибромпропи лен 1,2- Дибромэтан A,2-Дибромэтил)-бензол Ди-B-бромэтиловый) эфир Дибут илдисульфид 2,6-Ди-тре/п-бутил-4- крезол 4,6-Ди-/пре/п-бутил-2- T*t4?lQ/"* 71 КрсзОЛ 4,6- Дк-трет-бутн л-3- крезол Дибутилсульфид 2,4-Ди-трет-бутилфенол Дибутилфталат 2,6-Ди-трет-бутил-4- этилфенол 4,6-Ди-/прет-бутил-3- этилфенол Формула ^10 18 Q0H20O Cj Н2() с1он22о cXoCl^i C,H10S C4H7NO2 С14Н14 Ci4H16N C6H4Br2 C4HgBr2 QH8Br2 QH8Br2 QH8Br2 ClOoBr2 QH2Br2O3 CH2Br2 C4HgBr2 C4H8Br2 QH1nBr2 C3HeBr2 C3H6Br2 C3H6Br2O C3H4Br2 C2H4Br2 C8H8Br2 C4H8Br2O C8HlgS2 cwh24o с1Бн24о C15H24O CgH18S C14H22O Q(iH22O4 C16H26O • —0,8 17,1 44,2 14,7 69,5 67,4 108,5 9,5 —9,5 70,0 86,8 118,3 61,0 7,5 5,0 1,5 32.0 95,7 50,0 —35,1 —28,8 14,0 19,8 —7,0 9,7 57,0 —6,0 —27,0 86,0 47,7 34,6 85,8 86,2 103,7 21,7 84,5 148,2 89,1 111,5 5 +30,6 42,5 71,9 40,3 97,3 96,4 140,1 34,8 + 14,4 95,0 119,8 149,8 79,3 33,2 30,0 26,6 58,8 123,6 78,0 — 13,2 —3,0 40,0 45,4 + 17,3 35,4 84,5 + 17,9 +4,7 115,6 75,3 73,4 116,2 117,3 135,2 51,8 115,4 182,1 121,4 142,6 10 47,2 55,4 85,8 53,7 111,3 111,0 155,6 47,4 26,6 108,0 136,0 165,6 87,7 46,1 41,6 39,3 72,4 137,3 92,0 —2,4 + 10,5 53,0 58,0 29,4 48,0 98,2 30,0 18,6 129,8 88,5 94,0 131,0 132,4 150,0 66,4 130,0 198,2 137,0 157,4 Давление пара 20 65,3 69,1 100,7 67,8 125,8 126,5 172,4 61,3 39,7 122,6 153,7 182,2 103,6 60,0 56,4 53,2 87,6 151,0 106,7 +9,7 25,7 67,5 72,0 42,3 62,1 113,5 43,2 32,7 145,2 103,6 117,5 147,0 149,0 167,0 80,5 146,0 216,2 154,0 174,0 40 85,7 84,6 117,1 83,3 142,1 144,0 191,7 76,4 54,2 138,2 173,7 200,2 120,8 76,0 72,0 68,2 104,0 167,4 123,5 23,3 42,3 83,5 87,4 57,2 77,8 129,8 57,8 48,0 161,8 119,8 145,1 164,1 167,4 185,3 96,0 164,3 235,8 172,1 192,3 , мм pm. ст. 60 98,4 94,6 127,8 93,5 152,0 154,3 203,5 86,3 63,7 148,0 186,0 212,2 131,6 86,0 82,0 78,0 115,1 177,5 133,8 31,6 53,7 93,7 97,4 66,4 87,8 140,0 67,0 57,9 172,2 130,0 163,0 175,2 179,0 196,1 105,8 175,8 247,8 183,9 204,4 100 114,6 108,0 142,0 106,5 165,8 169,5 218,3 99,7 75,8 160,6 202,8 227,3 146,5 99,8 95,3 91,7 128,7 190,2 147,7 42,3 68,8 107,4 110,1 78,7 101,3 153,0 79,5 70,4 186,3 144,0 188,0 190,0 194,0 211,0 118,6 190,0 263,7 198,0 218,0 200 136,2 127,8 163,2 126,7 186,2 191,0 241,0 119,4 94,8 180,8 227,8 249,8 168,5 120,2 115,7 111,8 149,8 209,6 168,0 58,5 92,1 117,8 130,2 97,8 121,7 173,8 98,0 89,8 207,8 165,0 227,8 212,8 217,5 233,0 138,0 212,5 287,0 220,0 241,7 400 160,1 149,9 186,7 149,2 208,8 215,5 267,5 142,0 116,1 202,0 255,0 274,3 192,5 143,5 138,0 134,2 173,8 229,8 192,0 79,8 119,8 150,6 151,8 118,5 144,1 196,0 119,5 110,1 230,0 188,0 275,5 237,6 243,4 257,1 159,0 237,0 313,5 244,0 264,6 760 186,7 173,0 211,0 192,0 231,0 240,0 293,0 165,3 138,6 223,0 284,0 300,0 218,6 166,3 160,5 157,3 197,5 250,4 215,0 98,6 149,0 174,6 175,0 141,6 167,5 219,0 141,2 131,5 254,0 212,5 330,5 262,5 269,3 282,0 182,0 260,8 340,0 268,6 290,0 Темпера- Температура плавления, —30,7 —29,7 3,5 — 7,0 — — — —83,0 78,5 51,5 —26,0 87,5 —64,5 — —34,5 —20 — —52,8 —70,3 — —55,5 —34,4 — 10 — — —79,7 —
Вещество 1,3-Дивинил бензол Дигидрокарвеол /-Дигидрокарвон 1,4-Дигидроксиантрахинон Дигидроцитронеллол Диизоамиловый эфир Диизоамилоксалат Диизоамилсульфид Диизобутиламин Диизобутилоксалат Диизобутил-й-тартат 1,2-Диизопропилбензол 1,3-Диизопропилбензол Диизопропиловый эфир Диизопропилоксалат Диизопропи л-й-тартат Дикарвакрилмоно- F- х лор- 2- ксени л) -фосфат Дикарвакрил-2-толил- фосфат Диметиламин N, N-Димети лани лин Димети ларсанилат Ди-(а-метилбензиловый) эфир 2,2-Диметилбутан 2,3-Диметилбутан 2,2-Диметилгексан 2,3-Димети лгексан 2,4-Диметилгексан 2,5-Диметилгексан 3,3-Диметилгексан 3,4-Диметилгексан Диметилдиборан Диметилдихлорсилан [60] Диметилитаконат Димети л- /-ма лат Диметилмалеат Диметилмалонат транс- Диметилмезаконат Днметиловыи эфир Диметилоксалат 2,7-Диметилоктан 2,2-Диметилпентан 2,3-Диметилпентан 2,4- Диметилпентан ^ 3,3- Димети лпентан •о Формула ^10 10 с"н"о С14Н8О4 QoH2202 Q0H22S C8H19N C12H22Oe С12Н18 С12Н18 с6н14о С8Н14О4 Сз2Н34С1О4Р С27Н33О4Р C2H7N QHuN C8H12AsNO3 CleH18O QHi4 CeH14 С8Н18 с8н18 VJglljO LjglljO QH18 С8Н18 с2н1ов2 C2H6Cl2Si C7Hl0O4 свн10оБ С6Н8О4 СБН8О4 С7Н10О4 С2Н6О С4НвО4 ^10^^22 С7Н1в С7Н1в С7Н16 с,н1в 1 32,7 63,9 46,6 196,7 68,0 18,6 85,4 43,0 —5,1 63,2 . 117,8 40,0 34,7 —57,0 43,2 103,7 . 204,2 180,2 —87,7 29,5 15,0 96,7 —69,3 —63,6 —29,7 —23,0 —26,9 -26,7 —25,8 —22,1 —1С6.5 .— 69,3 75,4 45,7 35,0 46,8 — 115,7 20,0 6,3 —49,0 —42,0 —48,0 —45,9 5 60,0 91,6 75,5 239,8 91,7 44,3 116,0 73,0 + 18,4 91,2 151,8 67,8 62,3 —37,4 69,0 133,7 234,5 209,3 —72,2 56,3 39,6 128,3 —50,7 —44,5 7 Q —i,i —5,3 —5,5 —4,4 +0,2 —90,3 — 94,0 104,0 73,0 59,8 74,0 — 101,1 44,0 30,5 —28,7 —20,8 —27,4 —25,0 10 73,8 105,0 90,0 259,8 103,0 57,0 131,4 87,6 30,6 105,3 169,0 81,8 76,0 —27,4 81,9 148,2 249,3 221,8 —64,6 70,0 51,8 144,0 —41,5 —34,9 +3,1 +9,9 +5,2 +5,3 +6,1 11,3 —82,1 —24,8 106,6 118,3 86,4 72,0 87,8 —93,3 56,0 42,3 —18,7 —10,3 — 17,1 — 14,4 Давление пара 20 88,7 120,2 106,0 282,0 115,0 70,7 147,7 102,7 43,7 120,3 1Е8.0 96,8 91,2 —16,7 95,6 164,0 264,5 237,0 —56,0 84,8 65,0 160,3 —31,1 —24,1 15,0 22,1 17,2 17,2 18,2 23,5 —73,0 —13,7 119,7 133,8 101,3 85,0 102,1 —85,2 69,4 55,8 —7,5 + 1,1 —5,9 —2,9 40 105,5 136,1 123,7 307,4 127,6 86,3 165,7 120,0 57,8 137,5 208,5 114,0 107,9 —4,5 110,5 181,8 280,5 251,5 —46,7 101,6 79,7 179,6 —19,5 —12,4 28,2 35,6 30,5 30,4 31,7 37,1 —62,4 —1,4 133,7 150,1 117,2 100,0 118,0 —76,2 83,6 71,2 +5,0 13,9 +6,5 +9,9 i , мм рт. ст. 60 116,0 146,3 134,7 323,2 136,7 96,0 177,0 130,6 67,0 147,8 221,6 124,3 118,2 +3,4 120,0 192,6 290,7 260,3 —40,7 111,9 88,6 191,5 -12,1 —4,9 36,7 44,2 39,0 38,9 40,4 45,8 —55,8 +6,5 142,6 160,4 127,1 109,7 127.8 —70,4 92,8 80,8 13,0 22,1 14,5 18,1 100 130,0 159,8 149,7 344,5 145,9 109,6 192,2 145,3 79,2 161,8 239,5 138,7 132,3 13,7 132,6 207,3 304,9 272,5 —32,6 125,8 101,0 206,8 —2,0 +5,4 48,2 56,0 50,6 50,5 52,5 57,7 —47,0 17,2 153,7 175,1 140,3 121,9 141,5 —62,7 104,8 93,9 23,0 33,3 25,4 29,3 Пр о д о л ж 200 151,4 180,1 171,8 377,8Р 160,2 129,0 215,0 166,4 97,6 183,5 264,7 159,8 153,7 30,0 151,2 228,2 323,8 290,0 —20,4 146,5 119,8 229,7 + 13,4 21,1 65,7 73,8 68,1 68,0 70,0 75,6 —33,7 33,2 171,0 196,3 160,0 140,0 161,0 —50,9 123,3 114,0 40,3 50,1 41,8 46,2 400 175,2 202,8 197,0 413,0Р 176,8 150,3 240,0 191,0 118,0 205,8 294,0 184,3 177,6 48,2 171,8 251,8 342,0 309,8 —7,1 169,'2 140,3 254,8 31,0 39,0 85,6 94,1 88,2 87,9 90,4 96,0 —18,8 51,4 189,8 219,5 182,2 159,8 183,5 —37,8 143,3 136,0 59,2 69,4 60,6 65,5 ен ие та 760 199,5П 225,0 223,0 450,0Р 193,5 173,4 265,0 216,0 139,5 229,5 324,0 209,0 202,0 67,5 193,5 275,0 361,0 330,0 +7,4 193,1 160,5 281,0 49,7 58,0 106,8 115,6 109,4 109,1 112,0 117,7 -2,6 70,5 208,0 242,6 205,0 180,7 206,0 —23,7 163,3 159,7 79,2 89,8 80,5 86,1 бл. 12.6 Темпера- Температура плавления, С —66,9 — — 194,0 — — — — —70,0 — 73,5 — —105,0 —60,0 — — — — —96,0 2,5 — — —99,8 —128,2 — — — —90,7 — — —150,2 — 38,0 — — —62 — —138,5 — —52,8 —123,7 —135,0 —119,5 -135,0
00 Вещество 2,5-Диметил-3-пентанон 3,5-Диметил-1,2-пирон 2,2-Диметилпропан 4,6-Диметилрезорцин Диметилсебацинат Диметилсилан 2,4-Диметилстирол 2,5-Диметилстирол Диметилсульфид Диметилсурьма Диметил-Л-тартрат Диметил -d-тартрат 3,3-Диметил-2-тиобутан [61] N, Ы-Диметил-2-толуидин N, N-Диметил-4-толуидин Диметилфенилсилан Диметилфталат 1,1-Диметилциклогексан цис-1,2-Диметилцикло- гексан транс-1,2- Диметилцик- логексан цис-1,3-Диметилцикло- гексан трансЛ, З-Диметилцик- логексан цис-1,4-Диметилцикло- гексаи транс-1,4-Диметилцик- логексан Диметилцитраконат а, а-Диметилянтарный онIидрид 1,2-Диметоксиэтан Ди-B-метоксиэтиловый) эфир Ди-(нитрозометил)-амин Ди-(нитрозоэтил)-амин 1,4-Диоксан 1,4-Диоксан-2,6-дион Диосфенол Дипентен Дипропиленгликоль Дипропиленгликоль, изопропиловый эфир Дипропиленгликоль, мо- монобутиловый эфир Формула с7н14о с7н8о2 С6Н12 с8н10о2 с2нЛ 4 ^10*^12 C2HeS C2HeSb CeH10Oe QH12S C9H13N C9H13N C8H12Si C10H15O4 C8H16 CSH16 C8Hle C8Hie с8н1в C8Hie C8H16 C7H10O4 QH8O3 C4Hl0O2 C6H14O3 C.H.NA C4H9N3O2 QH8O2 C4H4O4 С10Н!вО2 ClnHle CeHi4O3 C9H20O3 С10Н22Оз 1 5,2 78,6 —102,0 49,0 104,0 —115,0 34,2 29,0 —75,6 44,0 100,4 102,1 —34,7 28,8 50,1 5,3 100,3 —24,4 —15,9 -21,1 —19,4 —22,7 —20,0 —24,3 50,8 61,4 —48,0 13,0 3,2 18,5 —35,8 — 66,7 14,0 73,8 46,0 64,7 5 26,5 107,6 —85,4 76,8 139,8 —101,5 61,9 55,9 —58,0 72,0 131,8 133,2 —13,8 54,1 74,3 30,3 131,8 —1,4 +7,3 + 1,7 +3,4 0,0 +3,2 — 1,7 78,2 88,1 —26,2 37,6 27,8 44,5 —12,8 103,0 95,4 40,4 102,1 72,8 92,0 10 36,7 122,0 —76,7 90,7 156,2 —93,1 75,8 69,0 —49,2 86,0 147,5 148,2 —3,3 66,2 86,7 42,6 147,6 + 10,3 18,4 13,0 14,9 + 11,2 14,5 + 10,1 91,8 102,0 — 15,3 50,0 40,0 57,7 —1,2 116,6 109,0 53,8 116,2 86,2 106,0 Давление парг 20 47,7 136,4 —67,2 105,8 175,8 —84,8 90,8 84,0 —39,4 101,7 164,0 164,3 +8,4 80,2 100,0 56,2 164,0 23,0 31,1 25,6 27,4 23,6 27,1 22,6 106,5 116,3 —3,0 63,0 53,7 71,8 + 12,0 132,0 124,0 68,2 131,3 100,8 120,4 40 59,6 152,7 —56,1 122,5 196,0 —75,7 107,7 100,2 —28,4 118,3 182,4 182,4 21,5 95,0 116,3 71,4 182,8 37,3 45,3 39,7 41,4 37,5 41,1 36,5 122,6 132,3 + 10,7 77,5 68,2 87,6 25,2 148,6 141,2 84,3 147,4 117,0 136,3 , мм рт. ст. 60 67,2 163,8 —49,0 133,2 208,0 —69,7 118,0 110,7 —21,4 129,4 193,8 193,8 29,8 105,2 126,4 81,3 194,0 45,7 54,4 48,7 50,4 46,4 50,1 45,4 132,7 142,4 19,7 86,8 77,7 97,6 33,8 158,2 151,3 94,6 156,5 126,8 146,3 100 77,0 177,5 —39,1 147,3 222,6 —61,4 132,3 124,7 —12,0 143,5 209,5 208,8 41,2 118,1 140,3 94,2 210,0 57,9 66,8 61,0 62,5 58,5 62,3 57,6 145,8 155,3 31,8 99,5 90,3 111,0 45,1 173,2 165,6 108,3 169,9 140,3 159,8 П 200 91,8 198,0 —23,7 167,8 245,0 —48,9 153,2 145,6 +2,6 164,0 232,3 230,5 58,4 138,3 161,6 114,2 232,7 76,2 85,6 79,6 81,0 76,9 80,8 76,0 165,8 175,8 50,0 118,0 110,0 131,4 62,3 194,0 186,2 128,2 189,9 160,0 180,0 ро д о л ж 400 108,0 221,0 —7,1 192,0 269,6 —35,0 177,5 168,7 18,7 187,2 257,4 255,0 78,0 161,5 185,4 136,4 257,8 97,2 107,0 100,9 102,1 97,8 101,9 97,0 188,0 197,5 70,8 138,5 131,3 153,5 81,8 217,0 209,5 150,5 210,5 183,1 203,8 ение т? 760 123,7 245,0 +9,5 215,0 293,5 —20,1 202,0П 193,0П 36,0 211,0 282,0 280,0 98,9 184,8 209,5 159,3 283,7 119,5 129,7 123,4 124,4 120,1 124,3 119,3 210,5 219,5 93,0 159,8 153,0 176,9 101,1 240,0 232,0 174,6 231,8 205,6 227,0 б л. 12.6 Темпера- Температура плавления, °С 51,5 —16,6 38,0 —83,2 89,0 61,5 —88,3 —61,0 —34,0 —50,0 —88,0 —92,0 —76,2 —87,4 —36,9 — — _ — 10,0 97,0
Продолжение табл. 12.6 Вещество Формула • —43,3 53,4 77,5 115,6 —38,8 70,6 108,3 126,0 131,6 76,0 66,1 135,3 125,5 105,7 96,1 159,7 121,5 87,4 113,2 68,4 — 112,5 20,0 12,1 — —23,6 —25,2 26,0 29,6 —53,5 109,6 —118 5 —82,0 —9,2 —70,0 —11,1 —31,0 —25,8 —3,0 5 —22,3 80,2 107,6 147,7 —10,3 101,8 141,7 159,3 164,0 107,4 97,8 169,9 159,8 138,4 129,0 179,8 160,5 119,6 145,8 100,1 —98,4 46,0 39,0 — —0,3 —3,0 52,0 55,2 —33,8 142,4 —104,6 —65,6 + 13,7 —52,1 + 12,2 —8,8 —4,2 +20,6 10 —11,8 93,9 122,2 163,5 +5,0 117,0 157,0 176,1 180,0 158,4 122,8 114,0 187,2 177,6 154,4 145,0 201,6 182,0 135,0 161,0 115,5 —91,7 59,1 52,0 54,8 + 11,5 +8,5 65,1 68,2 —23,8 158,0 —97,8 —57,3 25,4 —43,3 24,3 +2,6 +6,7 32,0 Давлелие пар. 20 0,0 108,6 138,0 180,4 22,3 134,2 175,2 194,0 197,0 175,2 139,8 130,8 205,8 195,7 172,2 162,0 215,5 203,8 151,8 179,8 131,8 —84,1 73,4 66,2 69,2 24,5 21,2 79,0 82,2 —12,7 176,0 —90,1 —48,3 37,7 —33,4 37,0 15,2 18,7 44,8 40 + 13,2 124,6 154,8 199,7 42,3 152,5 194,3 213,5 214,8 194,0 157,8 150,0 226,3 216,6 192,2 182,8 230,6 227,9 170,8 199,0 149,8 —75,8 89,4 82,0 84,8 37,7 35,0 94,8 97,3 —0,4 195,5 —81,6 —38,2 51,6 —22,3 51,5 29,3 32,0 58,6 а, мм рт. ст. 60 21,6 134,8 166,0 211,7 55,8 165,2 206,9 225,9 226,2 205,9 170,2 162,0 239,7 229,4 204,8 194,8 240,4 244,2 183,4 211,5 160,6 —70,4 99,5 92,2 95,2 47,8 43,9 105,0 106,9 +7,4 207,5 —76,1 —31,8 60,0 — 15,7 60,6 38,0 40,2 67,5 100 33,0 148,1 180,3 227,0 74,2 180,7 222,8 242,5 241,3 222,2 186,3 178,8 255,0 246,6 220,8 211,8 252,5 265,0 198,6 227,4 176,3 —63,2 112,9 105,0 108,4 60,2 56,0 118,2 119,7 17,5 223,8 —68,6 —23,0 71,8 —6,3 73,0 50,0 51,7 78,8 200 50,3 168,0 202,5 250,0 103,8 204,2 247,5 267,2 262,6 246,8 210,7 203,3 280,4 272,3 246,1 236,8 270,3 299,5 222,8 251,7 199,5 —52,0 133,4 125,9 128,3 79,7 74,0 138,3 139,0 33,9 248,0 —57,0 —10,0 89,8 +8,0 91,8 67,7 68,9 93,1 400 69,5 190,3 226,5 275,6 140,0 229,4 274,1 294,0 285,8 274,8 237,5 230,7 309,8 301,7 273,2 263,9 290,0 337,2 249,8 287,3 225,4 —39,5 155,8 149,0 150,2 100,8 94,2 160,2 159,8 51,9 275,5 —43,9 +5,0 110,0 24,1 112,7 85,8 87,8 115,4 760 89,5 213,5 250,8 303,0 180,0 254,9 302,0 322,2 310,0 304,4 264,5 258,5 340,0 330,5 301,5 292,5 310,0 378,0 277,0 306,5 252,5 —26,5 179,0 173,0 173,9 123,5 116,0 184,0 182,7 70,3 304,0 —29,8 20,9 130,4 40,7 134,5 105,0 108,0 135,0 1 Темпера- Температура плавления, С Дипропиловый эфир Дипропилоксалат Дипропилсукцинат Дипропил-^-тартат 1,2-Дипропоксиэтаи Дифенил Дифениламин 1,1 -Днфенилгидразин Дифени лдисульфид Дифеинлдихлорсилан [60] Дифенилметан Дифениловый эфир 1 -Дифени локси- 2,3-эпок- снпропан 1,3-Дифенил-2-пропанои Дифенилселенид Дифенилсульфид Дифенил- 2-то ли лтиофос- фат Дифеиилхлорфосфат 1,1-Дифенилэтилен /лряяс-Дифенилэтилеи Дифтордифенилсилан 1,1-Дифторэтан 1,2-Дихлорбензол 1,3-Дихлорбензол 1,4-Дихлорбензол 1,2-Дихлорбутан 2,3-Дихлорбутан 1 5-Дихлоргексаметил- трисилоксан Дихлордиизопропиловый эфир Дихлордиметилсилан Дихлордифенилсилан Дихлордифторметан 1,2-Дих лор-1,2-дифтор- этилен Дихлордиэтилсилан Дихлорметан Дихлорметиларсин 1,1-Дихлор-2-метилпро- пан 1,2-Дихлор-2-метилпро- пан 1,3-Дихлор-2-метилпро- пан С6Н14О QH14O4 Cio H1SO4 C12HUN C12H12N2 i514 C,2Hl0Se Cl4H12 Q4H12 QH4F2 СбН4С12 CeH4Cl2 QH4ci2 C4H8C12 C4H8C12 CsH18Cl 2O2Si3 C6H12C12O C2H6Cl2Si Ci2Hi0Cl2Si CC12F2 QC12F2 22 CH3AsCl2 C4H8C12 C4H8C12 C4H8C12 -122,0 69,5 52,9 44,0 61,0 26,5 27,0 34,5 2,5 124,0 — 117,0 — 17,6 —24,2 53,0 —80,4 —53,0 —86,0 —112 —96,7 —59
Продолжение табл 12.6 Вещество Дихлорметилсилаи Дихлорметилфенилснлан [60] Дихлор-1 -нафтилсилаи 1,7-Дихлороктаметил- TflTnQPIl ^/*S\Tf* птс Тстрасиликсан 1,2-Дихлорпропан 1,3-Дих лор- 2- пропаиол 2,3-Дихлорстирол 2,4-Дих лорстирол 2,5-Дихлорстирол 2,6-Дихлорстирол 3,4-Днх лорстирол 3,5-Дих лорстирол 1,3-Дихлортетраметил- дисилоксан 1,2-Дихлор-1,1,2,2-те- трафторэтан 1,2-Дих лортетраэтил бензол 1,4-Дихлортетраэтил- бензол Дихлор-4-толилсилан а, а-ДнХЛОрТОЛуоЛ 3,4-Дихлор-я, а, а-три- фтортолуол Дихлоруксусная кислота Дихлорфениларсин а, о-Дихлорфенилацето- нитрил 2,4-Дих лорфенол 2,6-Дихлорфенол Дихлорфторметан 1,1-Дихлорэтан [62] 1,2-Дихлорэтан 1,2-Дихлор-З-этилбензол 1,2-Дихлор-4-этилбензол 1,4-Дихлор-2-этилбензол 1,1-Дихлорэтилен цис-\, 2-Дихлорэтилен транс-1,2-Дихлорэти леи Ди-(хлорэтиловый) эфир 1,2-Дихлорэтилтрихлор- силан [buj Дихлорэтилфеиилсилан Ди-B-хлорэтокси)-метаи Дихлорэтоксиметилсилан Формула CH4Cl2Si C,HeCl,Si c1sh8ci2s, C8H24a2O3Si4 C3HeCl2 С3НвС12О CfHeCl2 C8HeCI2 C8HeCl2 С8НеС12 C8HeCl2 С8Н6С12 C4Hl2Cl2OSi2 C2C12F4 C14H2OC12 Q4H20C12 C7H8Cl2Si C7HeCl2 C7H3O2F3 c2h2ci2o2 CcH6AsCl2 C8H6C12N C6H4C12O СвН4С12О CHC12F С2Н4С12 С2Н4С12 С8Н8С12 С8Н8С12 С8Н8С12 С2Н2С12 С2Н2С12 С2Н2С12 С4Н8С12О C2H3Cl6Si C8H9Cl2Si QH^CUO C3H8Cl20Si 1 —75,0 35,7 106,2 53,3 —38,5 28,0 61,0 53,5 55,5 47,8 57,2 53,5 —7,4 —95,4 105,6 91,7 46,2 35,4 11,0 44,0 61,8 56,0 53,0 59,5 —91,3 —61,4 -44,5 46,0 47 0 38,5 —77,2 —58,4 —65,4 23,5 — 48,5 53,0 —33,8 5 —56,9 63,5 134,6 81,7 —17,0 52,2 90,1 82,2 83,9 75,7 86,0 82,2 +16,3 —80,0 138,7 126,1 71,7 64,0 38,3 69,8 100,0 84,0 80,0 87,6 -75,5 —42,4 —24,0 75,0 77,2 68,0 —60,0 —39,2 —47,2 49,3 — 77,8 80,4 —12,1 10 —47,8 77,4 149,2 95,8 —6,1 64,7 104,6 97,4 98,2 90,0 100,4 97,4 28,3 —72,3 155,0 143,8 84,2 78,7 52,2 82,6 116,0 98,1 92,8 101, —67,5 —32,8 —13,6 90,0 92,3 83,2 —51,2 —29,9 —38,0 62,0 61,1 92,3 94,0 — 1,3 Давление пара 20 —37,7 92,4 164,5 111,0 +6,0 78,0 120,5 111,8 114,0 105,5 116,2 111,8 41,0 —63,5 172,5 162,0 97,8 94,3 67,3 96,3 133,1 113,8 107,7 115,5 -58,6 —22,3 —2,4 105,9 109,6 99,8 —41,7 — 19,4 —28,0 76,0 75,7 108,7 109,5 + 11,3 40 —26,2 109,5 181,7 127,8 19,4 93,0 137,8 129,2 131,0 122,4 133,7 129,2 55,7 —53,7 192,2 183,2 113,2 112,1 84,0 111,8 151,0 130,0 123,4 131,6 —48,8 —10,7 + 10,0 123,8 127,5 118,0 —31,1 —7,9 — 17,0 91,5 91,6 126,2 125,5 24,4 , мм /от», cm 60 —18,9 120,0 192,0 139,0 28,0 102,0 149,0 140,0 142,0 133,3 144,6 140,0 64,8 -47,5 204,8 195,8 122,6 123,4 95,0 121,5 163,2 141,0 133,5 141,8 —42,6 —3,3 18,1 135,0 139,0 129,0 —24,0 —0,5 — 10,0 101,5 101,7 137,8 135,8 32,6 100 —9,0 134,2 205,9 152,7 39,4 114,8 163,5 153,8 155,8 147,6 158,2 153,8 76,9 —39.1 220,7 212,0 135,5 138,3 109,0 134,0 178,9 154,5 146,0 154,6 —33,9 +6,8 29,4 149,8 153,3 144,0 —15,0 +9,5 -0,2 114,5 115,2 152,3 149,6 44,1 200 +6,2 155,5 225,5 174,2 57,0 133,3 185,7Р 176,0Р 178,0Р 169,0Р 181,5Р 176,0Р 95,8 —26,3 245,6 238,5 153,5 160,7 129,0 152,3 202,8 176,2 165,2 175,5 —20,9 21,9 45,7 172,0 176,0 166,2 — 1,0 24,6 + 14,3 134,0 135,2 175,7 170,0 61,0 400 23,7 180,2 249,7 197,8 76,0 153,5 210.0Р 200,0Р 202,5Р 193,5Р 205,7Р 200,0Р 116,3 — 12,0 272,8 265,8 175,2 187,0 150,5 173,7 228.8 199,5 187,5 197,7 —6,2 39,1 64,0 197,0 201,7 191,5 + 14,8 41,0 30,8 155,4 157,6 20Э.0 192,0 80,3 760 41,9 205,5 273,3 222,0 96,8 174,3 235,0Р 225,0Р 227,0Р 217,0Р 230,0Р 225,0Р 138,0 +3,5 302,0 296,5 196,3 214,0 172,8 194,4 256,5 223,5 210,0 220,0 +8,9 57,1 82,4 221,1 226,6 216,3 31,7 59,0 47,8 178,5 180,6 225,5 215,0 100,6 Темпера- Температура плавления, °С _ — —62,0 — — — — — —37 —94 — — — — 16,1 —12,1 9,7 — — 45,0 — — 135 —97,0 —35,3 —40,8 —76,4 —61,2 — 122,5 —80,5 —50,0 — — — — —
Ь9 Вещ ест вс Дихлорэтоксифенилсилан Дициан Дициклопентадиен Диэтиладипат Диэтиламин N-Диэтиланилин Диэтиларсанилат Диэтилацеталь 1,2-Диэтилбеизол 1,3-Диэтилбензол 1,4-Диэтилбензол Диэтил гекса дециламии Диэтилглутарат Диэтилдиоксисукцинат Диэтнлдифторсилан Диэтилдихлорсилан [60] Диэтиленгликоль Диэтиленгликоль, бути- бутиловый эфир Диэтиленгликоль, эти- этиловый эфир Диэтиленгликоль-бис- хлорацетат Диэтилизосукцинат Диэтилитаконат Диэтил карбонат Диэтилмалат Диэтилмалеинат Диэтилмалонат Диэтилмезаконат Диэтиловый эфир ' Диэтилоксалат Диэтил-^-оксоазелат Днэтилсебацинат Диэтилселенид 2,5-Диэтилстирол Диэтилсукцииат Диэтилсульфат Диэтилсульфид Диэтилсульфит Диэтил-а-тартат Диэтил-<М-тартат 3,5-Диэтилтолуол Диэтилфталат Диэтилфумарат Диэтилцинк Чш>Диэтилцитраконат Формула C8H10Cl2OSi QN2 C4H111N * QoHleAsNOs CkHi4O2 Ci0Hi4 Ci HJ4 Q0H14 C9H16O4 C4j-j10P2Si C4Hl0Cl2Si CiHi0Os QH18O3 C6H14O3 C8Hi2Cl2O6 C8H14O4 C9HUO4 сБн10о3 C8H14O6 C8Hi2O4 C7HI2O4 QH14O4 . C4H10O CeHl0O4 CiiHiBO5 C14H26O4 C4H10Se ¦ C8H14O4 ' C»Hj4O6 C8H14O6 -- Q1H16 C12H14O4 C8H12O4 QH10Zn C9H14O4 1 52,4 —95,8 — 74,0 — 49,7 38,0 —23,0 25,6 21,7 19,4 139,8 65,6 70,0 —56,8 — 91,8 70,0 45,3 148,3 39,8 51,3 — 10,1 80,7 57,3 40,0 62,8 —74,3 47,4 121,0 125,3 —25,7 49,7 54,6 47,0 —39,6 10,0 102,0 100,0 31,8 108,8 53,2 —22,4 59,8 5 80,7 —83,2 34,1 106,6 78,0 62,6 —2,3 50,6 47,8 45,8 175,8 94,7 98,0 —38,1 — 120,0 95,7 72,0 180,0 66,7 80,2 + 12,3 110,4 85,6 67,5 91,0 —56,9 71,8 150,3 156,2 —4,0 78,4 83,0 74,0 —18,6 34,2 133,0 131,7 59,0 140,7 81,2 0,0 88,3 10 94,6 —76,8 47,6 123,0 —33,0 91,9 74,8 +8,0 63,3 60,9 59,0 194,0 109,7 112,0 —28,8 21,0 133,8 107,8 85,8 195,8 80,0 95,2 23,8 125,6 100,0 81,3 105,3 —48,1 83,8 165,7 172,1 +7,0 92,6 96,6 87,7 —8,0 46,4 148,0 147,2 72,7 156,0 95,3 +1Г.7 103,0 Давление пар 20 110,0 —70,1 62,0 138,3 —22,6 107,2 88,0 19,6 76,9 75,5 73,4 213,5 125,4 126,8 —18,6 33,7 148,0 120,5 100,3 212,0 94,7 111,0 36,0 141,2 115,3 95,9 120,3 —38,5 96,8 181,0 189,8 19,0 108,5 111,7 102,1 +3,5 59,7 164,2 163,8 87,8 173,6 110,2 24,2 118,2 40 126,2 —62,7 77,9 154,6 — 11,3 123,6 102,6 31,9 92,0 91,4 89,8 235,0 142,8 143,8 —7,3 47,9 164,3 135,5 116,7 229,0 111,0 128,2 49,5 157,8 131,8 113,3 137,3 —27,7 110,6 197,7 207,5 !31,2 125,8 127,8 118,0 16,1 74,2 182,3 181,7 104,0 192,1 126,7 38,0 135,7 а, мм pm. cm. 60 137,5 —57,9 88,0 165,8 —4,0 133,8 111,8 39,8 101,7 101,7 100,0 248,5 153,2 153,7 —0,2 56,9 174,0 146,0 126,8 239,5 121,4 139,9 57,9 169,0 142,4 123,0 147,9 —21,8 119,7 208,3 218,4 40,3 136,8 138,2 128,6 24,2 83,8 194,0 193,2 115,3 204,1 137,7 47,2 146,2 100 151,4 —51,8 101,7 179,0 +6,0 147,3 123,8 50,1 114,7 115,4 114,0 265,5 167,8 167,7 +9,8 69,1 187,5 159,8 140,3 252,0 134,8 154,3 69,7 183,9 156,0 136,2 161,6 —11,5 130,8 221,6 234,4 51,8 151,0 151,1 142,5 35,0 96,3 208,5 208,0 129,1 219,5 151,1 59,1 160,0 Про до л ж 200 172,6 —42,6 121,8 198,2 21,0 168,2 141,9 66,3 133,6 135,8 134,8 292,8 189,5 188,0 24,2 87,5 207,0 181,2 159,0 271,5 155,1 177,5 86,5 205,3 177,8 155,5 183,2 +2,2 147,9 242,6 255,8 69,0 173,2 171,7 162,5 51,3 115,8 230,4 230,0 150,1 243,0 172,2 77,0 182,3 400 197,2 —33,0 144,2 219,1 38,0 192,4 161,1 84,0 154,3 157,9 157,7 324,6 212,8 210,8 40,5 108,4 226,5 205,0 180,3 291,8 177,7 203,1 105,8 229,5 201,7 176,8 205,8 17,9 166,2 264,5 280,3 88,0 198,0 193,8 185,5 69,7 137,0 254,8 254,3 174,0 267,5 195,8 97,3 206,5 ение табл. 12.6 760 222,2 —21,0 166,6Р 240,0 55,5 215,5 181,0 102,2 176,5 182,2 182,5 355,0 237,0 233,5 58,0 130,4 244,8 231,2 201,9 313,0 201,3 227,9 125,8 253,4 225,0 198,9 229,0 34,6 185,7 286,0 305,5 108,0 223,0П 216,5 209,5Р 88,0 159,0 280,0 280,0 199,0 294,0 218,5 118,0 230,3 Темпера- Температура плавления, °с _ 34,4 32,9 —21,0 —38,9 —34,4 — — —84,2 — — — — — —» — —43 — — —49,8 —116,3 —40,6 1,3 — — -20,8 —25,0 —99,5 — — 0,6 —28
к» to to Продолжение табл. 12.6 Вещество Диэтилэтилмалонат Диэтилэтилметилмалонат 1,15-Диэтоксигексадека- метилоктасилоксаи 1,5-Днэтокснгексаметнл- трисилоксан 1,9- Диэтоксидекаме- тилпентасилоксан Диэтоксидиметилсилан Диэтоксидифенилсилан 1,11-ДиэтоксиДодекаме- тилгексасилоксан Диэтокснметилфеиилсилан 1,7-Диэтоксиоктаметил- тетрасилоксан 1,13-Диэтокситетрадека- метнл гепта силоксан 1,3- Диэтокситетраметил- 1,2-Диэтоксиэтан Дициан Додекаметилпентасилок- сан Додекаметилциклогекса- силоксаи Додекан Додекан-2-он 1-Додецен Додециламин Додециловый спирт Додецилтриметнлсилан Докозаметилдекасилоксан Докозан Изоамилацетат Изоамилбензоат Изоамилбутират Изоамилизобутират Изоамилизоналерат Изоамиллевулннат Изоамил нитрат Изоамиловый спирт Изоамилформиат Изобутиламин Изобутилацетат Изобутилбеизоат Изобутилбензол Изобутилбутират Формула 0,н1во4 CinHigQi vgo 68 fi fi Q,eHgftO2Si CleH46O7Si6 QeH62OeSi, CgH22O3Si2 QHWO2 CySL Q2H36O4Si6 Ci2H3eOeSi6 Ci H^i Q2H24O ^-*12 24 Q2H27N Q6H3,,Si C^HeeOgSijo C22H46 C,H14O2 QHxgOa2 CfiH18O2 CinHo O2 Q0H18O3 CeHjiNOg C6H12O QH12O2 QHUN Q1H14O2 v^ioJrli4 с3н16о2 1 50,8 44,7 133,7 41,8 89,0 —19,1 111,5 103,6 56,5 67,7 119,0 14,8 —33,5 —95,8 56,6 67,3 47,7 77,1 47,2 82,8 91,0 91,2 160,3 157,8 0,0 72,0 21,2 14,8 27,0 75,6 5,2 10,0 —17,5 —50,0 —21,2 64,0 —9,8 4,6 5 77,8 72,0 164,5 68,0 117,5 +2,4 142,8 133,4 83,6 95,2 149,2 39,3 —10,2 —83,2 84,1 95,6 75,7 106,0 74,0 111,8 120,2 122,1 189,8 195,4 23,7 104,5 47,1 40,1 54,4 104,0 28,8 30,9 +5,4 —31,0 + 1.4 93,6 +21,1 30,0 10 91,6 85,7 179,7 80,7 131,5 13,3 157,6 147,5 97,2 108,6 163,5 51,2 + 1,6 -76,8 98,0 110,0 89,9 120,4 87,8 127,8 134,7 137,7 202,8 213,0 35,2 121,6 59,9 52,8 68,6 118,8 40,3 40,8 17,1 —21,0 12,8 108,6 37,3 42,2 Давление пара 20 106,0 100,3 196,0 94,5 146,3 25,3 174,3 163,0 112,0 123,0 180,0 64,3 14,7 —70,1 112,7 124,7 104,3 136,0 102,4 141,6 150,0 153,8 217,5 233,5 47,8 139,7 74,0 66,6 83,8 134,4 53,5 51,7 30,0 —10,3 25,5 124,2 54,7 56,1 40 122,4 116,7 213,8 110,0 162,2 38,0 193,2 180,0 127,5 139,0 197,0 78,7 29,7 —62,7 128,8 141,8 121,4 152,4 118,6 157,4 167,2 172,1 233,8 254,5 62,1 158,3 90,0 81,8 100,6 151,7 67,6 63,4 44,0 + 1,3 39,2 141,8 73,2 71,7 мм pm, ст. 60 132,4 126,7 224,7 120,0 172,5 46,3 205,0 190,5 137,8 148,5 208,2 87,9 39,0 —57,9 139,4 151,8 131,7 163,3 128,5 168,0 177,8 184,2 243,0 268,3 71,0 171,4 99,8 91,7 111,3 162,6 76,3 71,0 53,3 8,8 48,0 152,0 84,1 81,3 100 146,0 140,8 240,0 133,2 187,0 57,6 220,0 205,5 151,2 162,0 223,2 100,3 51,8 —51,8 162,8 166,3 145,5 177,5 142,3 182,1 192,0 199,5 255,0 286,0 83,2 186,8 113,1 104,4 125,1 177,0 88,6 80,7 65,4 18,8 59,7 166,4 99,0 94,0 200 166,0 161,0 261,8 152,0 207,0 74,2 243,8 226,7 171,6 182,3 244,7 118,8 71,8 —42,6 173,8 187,4 165,8 199,0 162,2 203,0 213,0 222,0 273,5 314,2 101,3 210,2 133,2 124,2 146,1 198,1 106,7 95,8 83,2 32,0 77,6 188,2 120,7 113,9 400 188,7 184,1 286,0 174,0 230,0 93,2 259,7 250,0 193,8 204,0 268,2 139,8 94,1 —33,0 196,5 210,6 188,4 222,5 185,5 225,0 235,7 248,0 293,8 343,5 121,5 235,8 155,3 146,0 169,5 222,7 126,5 113,7 102,7 50,7 97,5 212,8 145,2 135,7 760 211,5 207,5 311,5 196,6 253,3 113,5 296,0 273,5 216,5 227,5 293,5 160,7 119,5 —21,0 220,5 236,0 214,5 246,5 208,0 248,0 259,0 273,0 314,0 376,0 142,0 262,0 178,6 168,8 194,0 247,9 147,5 130,6 123,3 68,6 118,0 237,0 170,5 156,9 Темпера- Температура плавления, "С — — — — — — — — - — . —34,4 — —3,0 —9,6 — —31,5 —¦ 24,0 — — 44,5 —. — — — — — — —117,2 — —85,0 —98,9 — — —80,7
Продолжение табл. 12.6 Вещество Изобутил дихлорацетат Изобутилизобутират Изобутилизовалерат Изобутилкарбамат Изобутил левулинат Изобутиловый спирт Изобутилпропиоиат 4-Изобутилфенол Изобутилформиат Изобутилхлорид 2-Изобутнронафтон Изобутирофенон Изовалериановая кисло- кислота Изокапролактон Изокапронафтон Изокапроновая кислота Изомасляная кислота Изопрен Изопропилацетат 4,4-Изопропилиденбис- фенол Изопропилизобутират Изопропиллевулинат 2-Изопропилнафталин 4-Изопропилстирол 2- Изопроп и лфено л 3-Изопроп и лфено л 4-Изопропилфенол Изопропилформиат Изопропилхлорацетат Изофорон Изохииолии Изоэвгенол Инден Иодбензол 1-Иод-З-метилбутан 1 -Иод-2-метилпропан Иоднонан 1-Иодоктан 1-Иодпропаи 2-Иодпропан 2-Иодтолуол а-Ионон Кадинен Камфен Камфиламин Формула СбН1СС12О2 C8Hi6O2 CgHi8O2 CBHUNO2 C9Hi6O3 С4Н10О С7Н14О2 с10н14о С4Н9С1 Q4H14O СцН14О с,н10р, QH10o2 С1бН16О QH1?O2 с4нД сБн8 QH10o2 Ci6H16O2 с7н14о2 с8н14о3 Ci3Hi4 CnHi4 QH12O С9Н12О QH12O С4Н8О2 С.Н.СЮ, С9Н14О C9H7N CgHg QH51 C6HUI C4H9I C9Hi8I C8H17I C3H,I C3H,I C,H7I Ci3H20O ^15** 24 Ci0Hj6 Q0H19N 1 28,6 4,1 16,0 — 65,0 —9,0 —2,3 72,1 —32,7 —53,8 133,2 58,3 34,5 38,3 136,0 66,2 14,7 —79,8 —38,3 193,0 —16,3 48,0 76,0 34,7 56,6 62,0 67,0 —52,0 3,8 38,0 63,5 86,3 16,4 24,1 —2,5 —17,0 70,0 45,8 —36,0 —43,3 37,2 79,5 101,3 45,3 5 54,3 28,0 41,2 83,7 92,1 + 11,0 +20,9 100,9 —11,4 34 3 165 \ 4 87,0 59,6 66,4 167,9 83,0 39,3 —62,3 —17,4 224,2 +5,8 74,5 107,9 62,3 83,8 90,3 94,7 —32,7 28,1 66,7 92,7 117,0 44,3 50,6 +21,9 +5,8 96,2 74,8 —13,5 —22,1 65,9 108,8 131,0 74,0 10 67,5 39,9 53,8 96,4 105,9 21,7 32,3 115,5 —0,8 —24,5 181,0 101,4 71,3 80,3 184,0 94,0 51,2 —53,3 -7,2 240,8 17,0 88,0 123,4 76,0 97,0 104,1 108,0 —22,7 40,2 81,2 107,8 132,4 58,5 64,0 34,1 17,0 109,0 90,0 —2,4 —11,7 79,8 123,0 146,0 47,2 83,7 Давление пара 20 81,4 52,4 67,7 110,1 120,2 32,4 44,8 130,3 +11,0 —13,8 197,7 116,8 84,0 95,7 201,6 107,0 64,0 —43,5 +4,2 255,5 29,0 102,4 140,3 91,2 111,7 119,8 123,4 —12,1 53,9 96,8 123,7 149,0 73,9 78,3 47,6 29,8 123,0 105,9 + 10,0 0,0 95,6 139,0 161,8 60,4 97,6 40 96,7 67,2 82,7 125,3 136,2 44,1 58,5 147,2 24,1 —1,9 215,6 133,8 98,0 112,3 219,7 120,4 77,8 —32,6 17,0 273,0 42,4 118,1 159,0 108,0 127,5 136,2 139,8 -0,2 68,7 114,5 141,6 167,0 90,8 94,4 62,3 42,8 138,1 123,8 23,6 + 13,2 112,4 155,6 179,8 75,7 112,5 , мм рпг. сп 60 106,6 75,9 92,4 134,6 147,0 51,7 67,6 157,0 32,4 +5,9 227,6 144,6 107,3 123,2 231,5 129,6 86,3 —25,4 25,1 282,9 51,4 127,8 171,4 118,4 137,7 146,6 149,7 +7,5 78,0 125,6 152,0 178,2 100,8 105,0 71,9 51,8 147,7 135,4 32,1 21,6 123,8 166,3 191,0 85,0 122,0 100 119,8 88,0 105,2 147,2 160,2 61,5 79,5 171,2 43,4 16,0 242,3 158,0 118,9 137,2 246,7 141,4 98,0 —16,0 35,7 297,0 62,3 141,8 187,6 132,8 150,3 160,2 163,3 17,8 90,3 140,6 167,6 194,0 114,7 118,3 84,4 63,5 159,8 150,0 43,8 32,8 138,1 181,2 205,6 97,9 134,6 200 142,0 106,3 124,8 165,7 181,8 75,9 97,0 192,1 60,0 32,0 264,0 180,1 136,2 157,8 269,7 158,3 115,8 —1,2 51,7 317,5 80,2 161,6 211,8 153,9 170,1 182,0 184,0 33,6 108,8 163,3 190,0 217,2 135,6 139,8 103,8 81,0 179,0 173,3 61,8 50,0 160,0 202,5 226,8 117,5 153,0 400 160,0 126,3 146,4 186,0 205,5 91,4 116,4 214,7 79,0 50,0 288,2 204,2 155,2 182,1 294,0 181,0 134,5 + 15,4 69,8 339,0 100,0 185,2 238,5 178,0 192,6 205,0 206,1 50,5 128,0 188,7 214,5 242,3 157,8 163,9 125,8 100,3 199,3 199,3 81,8 69,5 185,7 225,2 250,7 138,7 173,8 760 183,0 147,5 168,7 206,5 229,9 108,0 136,8 237,0 98,2 68,9 313,0 228,0 175,1 207,0 320,0 207,7 154,5 32,6 89,0 360,5 120,5 208,2 266,0 202,5Р 214,5 228,0 228,2 68,3 148,6 215,2 240,5 267,5 181,6 188,6 148,2 120,4 219,5 225,5 102,5 89,5 211,0 250,0 275,0 160,5 195,0 Темпера - тура плавле- плавления, °С —80,7 — 65,0 — —108,0 —71,0 — —95,3 —131,2 — — —37,6 — • — —35,0 —47 —146,7 —" — _ - — — — 15,5 26,0 61,0 — — — 24,6 —10,0 —2,0 —28,5 — —90,7 •—• —45,9 —98,8 —90 — — — 50,0
Продолжение табл. 12.6 Веществ Камфоленовая кислота d- Камфора Каприловая кислота Каприловый альдегид Каприлонитрил Каприновая кислота Каприновый альдегид Капронитрил Капроновая кислота Карбазол Карбонилселеиид Карвакрол Карвон Коричная кислота Коричный альдегид Коричный спирт 2-К резол , 3-К резол 4-Крезол З-Кротоновая кислота а-Кротоиовая кислота цис- Кри тононитрил транс- Кротононитрил 2-Ксенилди хлорфосфат 2,4-Ксилальдегид 2,3-Ксиленол * 2,4-Ксиленол 3,4-Ксиленол 3,5-Ксиленол 2,4-Ксилидин 2,6-Ксилидин 2-Ксилол 3-Ксилол 4-Ксилол Кумарин 4-Кумидин Куминаль Куминовый спирт Кумол Лауриновая кислота Лауриновый альдегид Левулиновая кислота Левулиновый альдегид d-Лимонен Линалилацетат d-Лииалоол Малеиновый ангидрид Масляная кислота Формула с10н1во2 CioHicO С8Н16О С8Н16О QH15N С10Н20О QH12o2 C12H9N COSe Ci HijO ClcHi4O C9H8O2 C9H8O CgH.oO C7H8O C,H8O QH66o2 C4H,N C4H6N C12H9CI2TO C9H10O C8H10O C8H10O C8Hl0O C8H10O QHltN C8H,,N C8Hl0 CgHl0 C9HCO2 C9HI3N C10Hi4O G-HmO Ci H О С5Н8О? с5н8о2 V^i2 20 2 ClnHl8O QH8o2 1 97,6 41,5 92,3 73,4 43,0 125,0 51,9 9,2 71,2 — -117,1 70,0 57,4 127,5 76,1 72,6 38,2 52,0 53,0 33,5 — —29,0 —19,5 138,2 59,0 56,0 51,8 66,2 62,0 52,6 44,0 -3,8 —6,9 —8,1 106,0 60,0 58,0 74,2 2,9 121,0 77,7 102,0 28,1 14,0 55,4 40,0 44,0 25,5 5 125,7 68,6 114,1 92,0 67,6 142,0 78,8 34,6 89,5 — — 102,3 98,4 86,1 157,8 105,8 102,5 64,0 76,0 76,5 57,4 — —7,1 +3,5 171,7 85,9 83,8 78,0 93,8 89,2 79,8 72,6 +20,2 + 16,8 + 15,5 137,8 88,2 87,3 103,7 26,8 150,6 108,4 128,1 54,9 40,4 82,5 66,5 63,4 49,8 10 139,8 82,3- 124,0 101,2 80,4 152,2 92,0 47,5 99,5 — —95,0 113,2 100,4 173,0 120,0 117,8 76,7 87,8 88,6 69,0 83,0 +4,0 15,0 187,0 99,0 97,6 91,3 107,7 102,4 93,0 87,0 32,1 58,3 27,3 153,4 102,2 102,0 118,0 38,3 166,0 123,7 141,8 68,0 53,8 S6 0 79,8 78,7 61,5 ; 20 153,9 97,5 136,4 110,2 94,6 165,0 106,3 61,7 111,8 — —86,3 127,9 116,0 189,5 135,7 133,7 90,5 101,4 102,3 82,0 93,0 16,4 27,8 205,0 114,0 112,0 105,0 122,0 117,0 107,6 102,7 45,1 41,1 40,1 170,0 117,8 117,9 133,8 51,5 183,6 140,2 154,1 82,7 68,2 111,4 93,8 95,0 74,0 Давление пара, ми pm. t 40 170,0 114,0 150,6 120,0 110,6 179,9 122,2 76,9 125,0 — —76,4 145,2 133,0 207,1 152,2 151,0 105,8 116,0 117,7 96,0 107,8 30,0 41,8 223,8 129,7 129,2 121,5 138,0 133,3 123,8 120,2 59,5 55,3 54,4 189,0 134,2 135,2 150,3 66,1 201,4 157,8 169,5 98,3 84,3 127,7 109,9 111,8 88,0 60 180,0 124,0 160,0 126,0 121,2 189,8 132,0 86,8 133,3 248,2 —70,2 155,3 143,8 217,8 163,7 162,0 115,5 125,8 127,0 104,5 116,7 38,5 50,9 236,0 139,8 139,5 131,0 148,0 143,5 133,7 131,5 68,8 64,4 63,5 200,5 145,0 146,0 161,7 75,4 212,7 168,7 178,0 108,4 94,6 138,1 120,0 122,0 96,5 •т. 100 193,7 138,0 172,2 133,9 134,8 200,0 145,3 99,8 144,0 265,0 —61,7 169,7 157,3 232,4 177,7 177,8 127,4 138,0 140,0 116,3 128,0 50,1 62,8 251,5 152,2 152,2 143,0 161,0 156,0 146,8 146,0 81,3 76,8 75,9 216,5 158,0 160,0 176,2 88,1 227,5 184,5 190,2 121,8 108,3 151,8 133,3 135,8 108,0 203 212,7 157,9 190,3 145,4 155,2 217,1 164,8 119,7 160,8 292,5 —49,8 191,2 179,6 253,3 199,3 199,8 146,7 157,3 157,7 133,9 146,0 68,0 81,1 275,3 172,3 173,0 161,5 181,5 176,2 165,4 160,5 100,2 95,5 94,6 240,0 180,0 182,8 197,9 107,3 249,8 207,8 208,3 142,0 128,5 173,3 153,0 155,9 125,5 400 234,0 182,0 213,9 156,5 179,5 240,3 186,3 141,0 181,0 323,0 —35,6 213,8 203,5 276,7 222,4 224,6 168,4 179,0 179,4 152,2 165,5 88,0 101,5 301,5 194,1 196,0 184,2 203,6 197,8 188,3 193,7 121,7 116,7 115,9 264,7 203,2 206,7 221,7 129,2 273,8 231,8 227,4 164,0 151,4 196,2 175,6 179,5 144,5 780 256,0 209,2 237,5 168,5 204,5 268,4 208,5 163,7 202,0 354,8 —21,9 237,0 227,5 300,0 246,0 250,0 190,8 v 202,8 201,8 171,9P 185,0 108,0 122,8 328,5 215,5 218,0 211,5 225,2 219,5 211,5 217,9 144,4 139,1 138,3 291,0 227,2 232,0 246,6 152,4 299,2 257,0 245.8P 187,0 175,0 220.0P 198,0 202,0 163,5 Темпера- Температура плавле- плавления. °C 178,5 16,0 — — 31,5 — — —1,5 244,8 — 0,5 — 133,0 -7,5 33,0 30,8 10,9 35,5 15,5 72,0 — — — 75,0 . 75 25,5 62,5 68,0 — — —25,2 —47,9 13,3 70,0 — — — —96,0 48,0 44,5 33,5 — —96,9 — — 58 -4,7
Продолжение табл. 12.6 Вещество Формула Давление пара, мм рт. ст. 10 20 40 60 100 200 400 760 Темпера- Температура плавле- плавления, °С Мезитила окись Меитан Ментилацетат Ментилбензоат Ментилформиат 1- Ментол Меркаптоуксусиая кис- кислота Метакрилнитрил Метакриловая кислота Метан Метанол Метнлакрилат Метиламин N-Метиланилин Метилантранилат N-Метилацетанилид Метилацетат Метилацетилен о-Метилбензиловый спирт Метилбеизоат 2-Метилбензотиазол 2-Метилбутан З-Метил-2-бутанон 2-Метил-1-бутен 2-Метил-2-бутен Метилбутират Метилбромид 2 Метилгексан З-Метилгексан 2- Метилгептадекан 2-Метил гептан З-Метилгептан 4-Метилгептаи 2-Метил-2-гептен 6-Метил-З- гептен-2-ол 6-Метил-5-гептен-2-ол Метилгликолат о-Метилглутаровый аи- гидрид 2- Метил дисилазан Метилдифениламин Метилдифенилсилан Метилднхлорацетат Метилдихлорсилаи |60| Метилизобутират Метилизовалерат QH10O Сюо С12Н22О2 Ci7H24U2 QiH2cO2 QoHgoO C2H4O2S 46 C4H6O2 CH4 CH4O C4H6O2 CH6N C7H9N СНО СбН9ЫО2 C9HnNO C,H6O2 QH4 QH,0O C8H8O2 QH,NS Q12 QHl0o Q>i0 CH3Br C,Hu C7H16 C18H3B 8J6 C8H16O C8H16O 36, с6н3о2 CH9NSi2 C13HlaN Ci3HLSi C3H4C12O2 CHl СП -8,7 9,7 57,4 123,2 47,3 56,0 60,0 —44,5 25,5 —205,9 —44,0 —43,7 —95,8 36,0 77,6 — —57,2 —111,0 49,0 39,0 70,0 —82,9 —19,9 —89,1 —75,4 —26,8 -96.3 —40,4 —39,0 119,8 —21,0 — 19,8 —20,4 —16,1 41,6 41,9 9,6 93,8 —76,3 103,5 88,0 3,2 — —34,1 —19,2 + 14,1 35,7 85,8 154,2 75,8 83,2 87,7 —23,3 48,5 — 199,0 —25,3 —23,6 —81,3 62,8 109,0 103,8 —38,6 —97,5 75,2 64,4 97,5 —65,8 —1,0 —72,8 —57,0 —5,5 —80,6 — 19,5 —18,1 152,0 + 1,3 +2,6 + 1,5 +6,7 65,0 66,0 33,7 125,4 —59,0 134,0 118,2 26,7 — — 13,0 +2,S 26,0 48,3 100,0 170,0 90,0 96,0 101,5 —12,5 60,0 — 195,5 —16,2 — 13,5 —73,8 76,2 124,2 118,6 —29,3 —90,5 88,0 77,3 111,2 —57,0 +8,3 —64,3 —47,9 +5,0 —72,8 —9,1 —7,8 168,7 12,3 13,3 12,4 17,8 76,7 77,8 45,3 141,8 —50,1 149,7 132,8 38,1 —47,1 —2,9 14,0 37,9 62,7 115,4 186,3 105,8 110,3 115,8 —0,6 72,7 — 191,8 —6,0 —2,7 —65,9 90,5 141,5 135,1 —19,1 —82,9 102,1 91,8 125,5 —47,3 18,3 —54,8 —37,9 16,7 —64,0 +2,3 +3,6 186,0 24,4 25,4 24,5 30,4 89,3 90,4 58,1 157,7 —40,5 165,8 148,8 50,7 OpL Q OKJ , У +8,4 26,4 51,7 78,3 132,1 204,3 123,0 126,1 131,8 +12,8 86,4 —187,7 +5,0 +9,2 —56,9 106,0 159,7 152,2 —7,9 —74,3 117,8 107,8 141,2 —36,5 29,6 —44,1 —26,7 29,6 —54,2 14,9 16,4 204,8 37,9 38,9 38,0 44,0 102,7 104,0 72,3 177,5 —29,6 184,0 166,4 64,7 —25,5 21,0 39,8 60,4 88,6 143,2 215,8 133,8 136,1 142,0 21,5 95,3 —185,1 12,1 17,3 —51,3 115,8 172,0 164,2 —0,5 —68,8 127,4 117,4 150,4 —29,6 36,2 —37,3 —19,4 37,4 —48,0 28,0 24,5 216,3 46,6 47,6 46,6 52,8 111,5 112,8 81,8 189,9 —22,4 195,4 178,0 —73,6 —18,3 28,9 48,2 72,0 102,1 156,7 230,4 148,0 149,4 154,OP. 32,8 106,6 —181,4 21,2 28,0 —43,7 129,8 187,8 179,8 +9,4 —61,3 140,3 130,8 163,9 —20,2 45,5 —23,0 —9,9 48,0 —39,4 34,1 35,6 231,5 58,3 59,4 58,3 64,6 122,6 123,8 93,7 205,0 —13,1 210,1 193,7 85,4 —8,5 39,6 59,8 90,0 122,7 178,8 253,2 169,8 168,3 50,0 123,9 —175,5 34,8 43,9 —32,4 149,3 212,4 202,3 24,0 —49,8 159,0 151,4 183,2 —5,9 59,0 —13,8 +4,9 64,3 —26,5 50,8 52,4 254,5 76,0 77,1 76,1 82,3 139,5 140,0 111,8 229,1 + 1,3 232,8 215,9 103,2 +6.3 55,7 77,3 109,8 146,0 202,8 277,1 194,2 190,2 70,3 142,5 — 168,8 49,9 61,8 — 19,7 172,0 238,5 227,4 40,0 —37,2 180,7 174,7 204,5 + 10,5 73,8 +2,5 21,6 83,1 —11,9 69,8 71,6 279,8 96,2 97,4 96,3 102,2 156,6 156,6 131,7 255,5 17,2 257,0 241,5 122,6 32,2 73,6 96,7 130,0 169,5 227,0 301,0 219,0 212,0 90,3 161,0 —161,5 64,7 80,2П —6,3 195,5 266,5 253,0 57,8 —23,3 204,0 199,5 225,5 27,8 88,9 20,2 38,5 102,3 +3,6 90,0 91,9 306,5 117,6 118,9 117,7 122,5 175,5 174,3 151,5 282,5 34,0 282,0 266,8 143,0 40,9 92,6 116,7
ГС Продолжение табл. 12.6 Вещество Метилизотиоцианат Метилиодид Метилкаприлат Метил капринат Метил капронат Метилкоричная кислота Метиллауринат Метиллевулинат Метилмеристинат Метилмеркаптан Метилметакрилат Метиловый эфир корич- коричной кислоты Метилпальмитат 2-Метилпентан З-Метилпентан 2-Метил-1 -пентанол 2-Метил-2-пентанол 2-Метил-4-пентанол 4-Метил-2-пентанон 2- Метилпропан 2-Метилпропен 4- Метилпропиофенон Метилпропиловыи эфир Метилпропионат 2- Метилпропионил бро- бромид Метилсалицилат Метилсилан а-Метилстирол Р-Метилстирол 4-Метилстирол 2-Метилтиофен З-Метилтиофен Мети лтиоциана т Метилтри хлорсилан [60] Метилуретан Метилформиат Метилфторид 2-Метилхинолин Метилхлорацетат Метилхлорид Метилциклогексан Метилциклопентан Метилциклопропан 2-Метил-З-этилпентан 3-Метил-З-этилпентан Формула C2H3NS СН31 CgHi8O2 СцН22О2 С7Н14О2 CioHi002 С13Н26О2 QH10O3 Ci6H3o02 CH4S сБн8о2 Q0H10O2 C17H34O2 C6Hi4 QH14 с6н14о C9H14O с6н14о QHl2O QH10 С4Н8 Ci0Hi2O QH10O C4H8O2 C4H7BrO CeH8O3 CHeSi QHi0 C9H10 СвНю C6H6S C6H6S C2H3NS CH3Cl3Si C4HeNO2 C2H4O2 CH3F C10H9N C3H6C1O2 CH3C1 C7Hi4 QH12 QH8 CgHig 1 —34,7 — 34,2 63,7 5,0 125,7 87,8 39,8 115,0 —90,7 —30,5 77,4 134,3 —60,9 —59,0 15,4 —4,5 —0,3 —1,4 —109,2 — 105,1 59,6 —72,2 —42,0 13,5 54,0 —138,5 7,4 17,5 16,0 —27,4 —24,5 —14,0 — 26,5 —74,2 —147,3 75,3 —2,9 — —35,9 —53,7 —96,0 —24,0 —23,9 5 —8,3 —55,0 61,7 93,5 30,0 155,0 117,9 66,4 145,7 —75,3 —10,0 108,1 166,8 —41,7 —39,8 38,0 + 16,8 +22,1 + 19,7 —94,1 —96,5 89,3 —54,3 —21,5 38,4 81,6 — 126,3 34,0 43,8 42,0 —5,1 —2,3 +9,8 — 51,0 —57,0 — 137,0 104,0 + 19,0 —?9,5 —14,0 —33,8 —80,6 — 1,8 — 1,4. 10 +5,4 —45,8 74,9 108,0 42,0 169,8 133,2 79,7 160,8 —67,5 +1,0 123,0 184,3 —32,1 —30,1 49,6 27,6 33,3 30,0 —86,4 —81,9 103,8 —45,4 — 11,8 50,6 95,3 — 120,0 47,1 57,0 55,1 +6,0 +9,1 21,6 —27,3 63,2 —48,6 —131,6 119,0 30,0 —92,4 —3,2 —23,7 —72,8 +9,5 +9,9 Д 20 20,4 —35,6 89,0 123,0 55,4 185,2 149,0 93,7 177,8 —58,8 11,0 140,0 202,0 P —21,4 —19,4 61,6 38,8 45,4 40,8 —77,9 —73,4 120,2 —35,4 — 1,0 64,1 110,0 — 113,0 61,8 71,5 69,2 18,3 21,5 34,5 —16,5 76,1 —39,2 — 125,9 134,0 41,5 —84,8 +8,7 —12,8 -64,0 21,7 22,3 явление пар. 40 38,2 —24,2 105,3 139,0 70,0 201,8 166,0 109,5 195,8 —49,2 25,5 157,9 —9,7 —7,3 74,7 51,3 58,2 52,8 —68,4 —63,8 138,0 —24,3 + 11,0 79,4 126,2 —104,8 77,8 87,7 85,0 32,3 35,4 49,0 -4,6 91,0 —28,7 —119,1 150,8 54,5 —76,0 22,0 —0,6 —54,2 35,2 36,2 , мм рт. ст. 60 47,5 —16,9 115,3 148,6 79,7 212,0 176,8 119,3 207,5 —43,1 34,5 170,0 — 1,9 +0,1 83,4 58,8 67,0 60,4 —62,4 —57,7 149,3 —17,4 18,7 88,8 136,7 —99,8 88,3 97,8 95,0 41,2 44,0 58,1 +3,1 100,0 —21,9 —115,0 161,7 63,0 —70,4 30,5 +7,2 —48,0 43,9 45,0 100 59,3 —7,0 128,0 161,5 91,4 224,8 190,8 133,0 222,6 —34,8 47,0 185,8 +8,1 10,5 94,2 69,2 78,0 70,4 —54,1 —49,3 164,2 —8,1 29,0 101,6 150,0 —93,0 102,2 111,7 108,6 53,1 55,8 70,4 13,5 112,0 — 12,9 — 109,0 176,2 73,5 —63,0 42,1 17,9 —39,3 55,7 57,1 200 77,5 +8,0 148,1 181,6 109,8 245,0 P 153,4 245,3 —22,1 63,0 209,6 24,1 26,5 111,3 85,0 94,9 85,6 —41,5 —36,7 187,4 +6,0 44,0 120,5 172,6 —82,4 121,8 132,0 128,7 71,1 73,6 89,8 29,3 130,0 + 0,8 —99,9 197,8 90,5 —51,2 59,6 34,0 —26,0 73,6 75,3 400 97,8 25,3 170,0 202,9 129,8 266,8 P 175,8 269,8 —7,9 82,0 235,0 41,6 44,2 129,8 102,6 113,5 102,0 —27,1 —22,2 212,7 22,5 61,8 141,7 197,5 —70,3 143,0 154,7 151,2 91,8 93,8 110,8 47,3 149,8 16,0 —89,5 211,7 109,5 —38,0 79,6 52,3 —11,3 94,0 96,2 760 119,0 42,4 193,0 P 224,0 P 150,0 288,0 P 197,7 295,8 +6,8 101,0 263,0 60,3 63,3 147,9 121,1 131,7 119,0 -11,7 —6,9 238,5 39,1 79,8 163,0 223,2 —56,9 165,4П 179,0 170,0П 112,5 115,4 132,9 66,4 170,0 32,0 -78,2 246,5 130,3 —24,0 100,9 71,8 +4,5 115,6 118,3 Темпера- Температура плавлс- иия, °С 35,5 —64,4 —40,0 — 18,0 —. — 5,0 — 18,5 — 121,0 — 33,4 30,0 —154,0 — 118,0 — —103,0 — —84,7 —145,0 — 140,3 — — —87,5 — —8,8 — —23,2 —30,1 — —63,5 —68,9 —51,0 — — —99,8 —1,0 —31,9 —97,7 — 126,4 —142,4 — —114,5 —90,0
Продолжение табл. 12.6 Вещество Формула Давление пара, мм рт. ст. 10 20 40 60 100 200 400 760 Темпера- Температура плавле- плавления, °С 2- Метоксианилии 2- Метоксифено л 2- Метоксиэтано л Метоуксусиая кислота Миристиловая кислота Миристиловый альдегид Миристицин Мирцен Моноизопропиловын эфир тетрапропиленгликоля Муравьиная кислота Мускон Нафталин 1-Нафтиламин 2-На( (тиламин 1-Наотойная кислота 2-Наотойная кислота 1-На( )тол 2- Нафтол Нерилформиат Нерол Никотин 2-Нитроанилии З-Нитроанилин 4-Нитроанилин 2-Нитробензальдегид 3-Нитробензальдегид Нитробензол Нитроглицерин 4-Нитро-1,3-ксилол Нитрометан 1-Нитропропан 2-Нитропропан 2-Нитротиофен 2-Нитротолуол 3-Нитротолуол 4-Нитротолуол 2- Нитрофенилацетат 2-Нитрофенол Нитроэтан Нонадекан Нонакозан Нонан 1-Нонанол 2-Нонанон 4-Оксибензальдегид а-Оксибутиронитрил C7H9NO С,Н8О2 СНО з82 С3Н6О3 Оин28о2 С14Н28О СН2О2 ю8 C10H9N QoH9N QHO ц32 С10Н8О СюН3О СцН18О2 С10Н18О Cl0H14N2 CHNO вб22 QH6N2O2 C7H5NO3 C,H5NO3 QH5NO2 C3HfiN3O8 QH9NO2 CH3NO2 C3H7NO2 C3H7NO2 C4H3NO2S C7H,NO2 C7H7NO2 C,H7NO2 QH7NO4 QHNO C2H6NO2 2960 ^9 0 C9H20O C9H18O C7H6O2 C6H9NO 61,0 52,4 —13,5 52,5 142,0 99,0 95,2 14,5 116,6 —20,0 118,0 52,6 104,3 108,0 156,0 160,8 94,0 57,3 61,7 61,8 104,0 119,3 142,4 85,8 96,2 44,4 127 65,6 —29,0 —9,6 —18,8 48,2 50,0 50,2 53,7 100,0 49,3 —21,0 133,2 234,2 2,4 59,5 32,1 121,2 41,0 88,0 79,1 + 10,2 79,3 174,1 132,0 126,1 40,0 147,8 —5,0 152,6 74,2 137,7 141,6 184,0 189,7 125,5 128,6 85,3 90,0 91,8 135,7 151,5 177,6 117,7 127,4 71,6 167 95,0 —7,9 + 13,5 +4,1 77,7 79,1 81,0 85,0 128,0 76,8 +1,5 166,3 269,8 26,3 86,1 59,0 153,2 65,8 101,7 92,0 22,0 92,0 190,8 148,3 142,0 53,2 163,0 +2,1 170,0 85,8 153,8 157,6 196,8 202,8 142,0 145,5 99,7 104,0 107,2 150,4 167,8 194,4 133,4 142,8 84,9 188 109,8 +2,8 25,3 15,8 92,0 93,8 96,0 100,5 142,0 90,4 12,5 183,5 286,4 38,0 99,7 72,3 169,7 77,8 116,1 106,0 34,3 106,5 207,6 166,2 158,0 67,0 179,8 10,3 189,8 101,7 171,6 175,8 211,2 216,9 158,0 161,8 114,8 119,4 123,7 167,7 185,5 213,2 150,0 159,0 99,3 210 125,8 14,1 37,9 28,2 108,2 109,6 112,8 117,7 155,8 105,8 24,8 200,8 303,6 51,0 113,8 87,2 186,8 90,7 132,0 121,6 47,8 122,0 223,5 186,0 177,7 82,6 197,7 24,0 210,0 119,3 191,5 195,7 225,0 231,5 177,8 181,7 131,5 136,1 142,1 186,0 204,2 234,2 168,8 177,7 115,4 235 143,3 27,5 51,8 41,8 125,8 126,3 130,7 136,0 172,8 122,1 38,0 220,0 323,2 65,6 129,0 103,4 206,0 104,8 142,1 131,0 56,4 131,8 237,2 198,3 189,5 92,6 209,0 32,4 223,2 130,2 203,8 208,1 234,5 241,3 190,0 193,7 142,0 146,3 154,7 197,8 216,5 245,9 180,7 189,5 125,8 251 153,8 35,5 60,5 50,3 137,0 137,6 142,5 147,9 181,7 132,6 46,5 232,8 334,8 74,1 139,0 113,8 217,5 113,9 155,2 144,0 68,0 144,5 250,5 214,5 205,0 106,0 223,3 43,8 241,5 145,5 220,0 224,3 245,8 252,7 206,0 209,8 155,6 159,8 169,5 213,0 232,1 261,8 196,2 204,3 139,9 Взр. 168,5 46,6 72,3 62,0 151,5 151,5 156,9 163,0 194,1 146,4 57,8 248,0 350,0 86,0 151,3 127,4 233,5 125,0 175,3 162,7 85,3 163,5 272,3 240,4 228,1 126,0 245,0 61,4 267,7 167,7 244,9 249,7 263,5 270,3 229,6 234,0 176,8 181,0 193,8 236,3 255,3 284.5P 220,0 227,4 161,2 191,7 63,5 90,2 80,0 174,0 173,7 180,3 186,7 213,0 167,6 74,8 271,8 373,2 104,7 170,5 148,2 256,8 142,0 197,3 184,1 104,3 184,2 294,6 267,9 253,5 148,3 268,3 80,3 297,2 193,2 272,2 277,4 281,4 289,5 255,8 260,6 200,0 203,5 219,8 260,0 280,2 310.2P 246,8 252,1 185,8 217,5 82,0 110,6 99,8 199,6 197,7 206,8 212,5 233,5 191,0 94,0 299,8 397,2 126,8 192,1 171,2 282,6 159,8 218,5 205,0 124,4 204,0 318,0 297,8 280,0 171,5 292,7 100,6 328,0 217,9 300,8 306,1 300,0 308,5 282,5 288,0 224,5 226,0 247,3 284,5P 305.7P 336.0P 273,5 278,3 210,6 244,0 101,2 131,6 120,3 224,5 222,3 231,9 238,3 253,0 214,5 114,0 330,0 421,8 149,5 213,5 195,0 310,0 178,8 5,2 28,3 57,5 23,5 8,2 80,2 50,0 111,5 160,5 184,0 122,5 71,5 114,0 146,5 40,9 58,0 5,7 11,0 2,0 —29,0 —108,0 —93,0 46,0 —4,1 15,5 51,9 45,0 —90,0 32,0 63,8 —53,7 —5,0 — 19,0 115,5
го го 00 Вещество о-Оксиизомасляная кис лота 4-Окси-3-метил-2-бутанон 4-Окси-4-метил-2-пента- нон 1 З-Оксипропионитрил Октадекаметилоктасилок- сан Октадекав 1-Октадеканол Октакозан Октаметилтрисилоксав Октаметилциклотетра- силоксан Октаи I-Октанол :! 2-Октанол 2-Октанон Октилакрилат Олеиновая кислота Пальмитиновая кислота Пальмитиновый альдегид Пальми тонитрил Параформальдегид Пеларгоновая кислота Пентадекан 1,3-Пентадиен 1,4-Пентадиен Пентакозан Пентан 2-Пентаиол 2-Пентанон З-Пентанон 2,3,4-Пентантриол Пентахлорбензол Пентахлорфенол Пентахлорэтан Пентахлорэтилбензол Пентаэтилбензол Пентаэтил хлорбензол 1 -Пентен Пивалофеион 2-Пиколин Пимелиновая кислота а-Пинен Э-Пинен Пиперидин Пиридин Формула С4Н8О3 СБН! О2 СбН12°2 CsHBNO Ci8H64O,Si8 с18нзь С Нзя^ С sHg8 QH24O2Si3 CsH24O4Si4 C8Hi8 qh"o QH18O QH16O Сц H2t)O2 C16HS2O Cl6H3oO CI6HnN C9H18O2 с н ^25^*52 QHi2o QH10O QH10O C6H12O, QHC15 C6HC16O C2HC16 C8H6C15 QgH^Cl CUH14O C6H7N С H12O3 ^Ю 16 C5HUN QH6N i 73,5 44,6 22,0 58,7 105,8 119,6 150,3 226,5 7,4 21,7 —14,0 54,0 32,8 23,6 58,5 176,5 153,6 121,6 134,3 -9,4 108,2 91,6 —71,8 —83,5 194,2 —76,6 1,5 — 12,0 — 12,7 155,0 98,6 — 1,0 96,2 86,0 90,0 —80,4 57,8 — 11,1 163,4 — 1,0 4,2 — 18,9 Б 98,5 69,3 46,7 87,8 137,5 152,1 185,6 260,3 31,5 46,6 +8,3 76,5 57,6 48,4 87,7 208,5 188,1 154,6 168,3 + 13,1 126,0 121,0 —53,8 —66,2 230,0 —62,5 22,1 +8,0 +7,5 189,3 129,7 — 27,2 130,0 120,0 123,8 —63,3 85,7 + 12,6 196,2 +24,6 30,0 —7,0 +2,5 10 110,5 81,0 58,8 102,0 152,3 169,6 202,0 in, 4 43,1 59,0 19,2 88,3 70,0 60,9 102,0 223,0 205,8 171,8 185,8 14,1 137,4 135,4 —45,0 —57,1 248,2 —50,1 32,2 17,9 17,2 204,5 144,3 — 39,8 148,0 135,8 140,7 —54,5 99,0 24,4 212,0 37,3 42,3 +3,9 13,2 Д* 20 123,8 94,0 72,0 117,9 169,2 187,5 220,0 295,4 56,0 72,4 31,5 101,0 83,3 74,3 ' 117,8 240,0 223,8 190,0 204,2 36,1 149,8 150,2 —34,8 -47,7 266,1 —40,2 42,6 28,5 27,9 220,5 160,0 192,2 53,9 166,0 152,4 158,1 —46,0 114,3 37,4 229,3 51,4 58,1 15,8 24,8 шление пара 40 138,0 108,2 86,7 l34,l 187,5 207,4 240,4 314,2 70,0 87,4 45,1 115,2 98,0 89,8 135,6 257,2 244,4 210,0 223,8 49,5 163,7 167,7 —23,4 —37,0 285,6 —29,2 54.1 39,8 39,4 239,6 178,5 211,2 69,9 186,2 171,9 178,2 —34,1 130,4 51,2 247,0 66,8 71,5 29,2 38,0 .. мм рт. ст. 60 146,4 117,4 96,0 144,7 199,0 219,7 252,7 326,8 78,8 96,8 53,8 123,8 107,4 99,0 145,6 269,8 256,0 222,6 236,6 57,7 172,3 178,4 —16,5 —30,0 298,4 —22,2 61,5 47,3 46,7 249,8 190,1 223,4 80,0 199,0 184,2 191,0 -27,1 140,8 59,9 258,2 76,8 81,2 37,7 46,8 ioo 157,7 129,0 108,2 157,7 214,5 236,0 269,4 341,8 91,1 110,0 65,7 135,2 119,8 111,7 159,1 286,0 271,5 239,5 251,5 69,0 184,4 194,0 —6,7 —20,6 314,0 -12,6 70,7 56,8 56,2 263,5 205,5 239,6 93,5 216,0 200,0 208,0 —17,7 154,0 71,4 272,0 90,1 94,0 49,0 57,8 Продол 200 175,2 146,5 126,8 178,0 237,5 260,6 293,5 364,8 109,2 128,3 83,6 152,0 138,0 130,4 180,2 309,8 298,7 264,1 277,1 85,8 203,1 216,1 +8,0 —6,7 339,0 +1.9 85,7 71,0 70,6 284,5 227,0 261,8 114,0 241,8 224,1 230,3 -3,4 175,0 89,0 294,5 110,2 114,1 66,2 75,0 400 193,8 165,5 147,5 200,0 263,5 288,0 320,3 388,9 129,4 149,6 104,0 173,8 157,5 151,0 204,0 334,7 326,0 292,3 304,5 104,3 227,5 242,8 24,7 +8,3 365,4 18,5 102,8 86,3 86,3 307,0 251,6 285,0 137,2 269,3 250,2 257,2 + 12,8 197,7 108,4 318,5 132,3 136,1 85,7 95,6 же н и e i а б л 12.6 760 212,0 185,0 167,9 ! 221,0 290,0 317,0 349,5 412,5 150,2 171,2 125,6 195,2 178,5 172,9 227,0 360.0Р 353,8 321,0 332,0 124,0 253,5 270,5 42,1 26,1 390,3 36,1 119,7 103,3 102,7 327,2 276,0 309.3Р 160,5 299,0 277,0 285,0 30,1 220,0 128,8 342,1 155,0 158,3 106,0 115,4 leiunepa тура плавле- плавления, "С 79,0 —47,0 — 28,0 58,5 61,6 — 17,4 —56,8 —15,4 —38,6 —16,0 — 14,0 64,0 34,0 31,0 155+5 —12,5 10,0 — 53,3 —129,7 — —77,8 —42,0 — 85,5 188,5 —22,0 — — — — —70,0 103,0 —55,0 — —9,0 —42,0
to со Вещество Пировиноградный ангид- Пирогаллол Пирокатехин Пробковая кислота Пропан 1,2-Пропан диол 1,3-Пропан дио л 1-Пропанол 2-Пропанол Пропенил бензол Пропиламин Пропилацетат Пропилбензоат Пропилбензол Пропилбутират Пропилен Пропилена окись Пропил изовалерат Пропил карбамат Пропиллевулинат Пропилмеркаптан Пропилпропионат Пропилформиат Пропилхлорглиоксилат Пропионамид 1 -Пропионафтон Пропионитрил Пропионовая кислота Пропионовыи ангидрид Пропиофенон Пулегон ¦ Резорцин Салициловая кислота Салициловый альдегид Салол Сафрол Себациновая кислота Селенофен Сероселенуглерод Сероуглерод Синильная кислота Скатол Сукцинамид Сукцинхлорид Стеариновая кислота Стеариновый альдегид - Формула с6нво8 СвН6О3 С6Н6О2 с8н14о4 С3Н8 с3н8о2 С3Н8О2 С3Н8О QH8O С9Н1С C3H9N СБН10О2 С10Н]2О2 с9н12 с7н14о2 С3Нв с3нео с8н16о2 C4HeNO2 с8н14о3 C3H8S свн12о2 с4о8о2 СБН7С1О3 C3H7NO С13Н12О C3H6N с3н6о2 СвН10О3 с9н10о С10Н16О СвН6О2 с7нво3 С7НвО2 Ci3H10O3 С10Н10О2 C4H4Se " CSSe cs2 HCN - - QH9N QHsNOo C4H4C12O2 C18H3eO2 Ci8H3eO 1 69,7 — 172,8 — 128,9 45,5 59,4 — 15,0 —26,1 17,5 —64,4 —26,7 54,6 6,3 —1,6 —131,9 —75,0 8,0 52,4 59,7 —56,0 -14,2 —43,0 9,7 65,0 124,0 —35,0 4,6 20,6 50,0 58,3 108,4 113,7 33,0 117,8 63,8 183,0 —39,0 —47,3 —73,8 —70,8 95,0 115,0 39,0 173,7 140,0 5 99,7 151,7 104,0 205,5 — 115,4 70,8 87,2 +5,0 —7,0 43,8 —46,3 —5,4 83,8 31,3 +22,1 —120,7 —57,8 32,8 77,6 86,3 —36,3 +8,0 —22,7 32,3 91,0 155,5 — 13,6 28,0 45,3 77,9 82,5 138,0 136,0 60,1 150,7 93,0 215,7 —16,0 —26,5 —54,3 —55,6 124,2 143,2 65,0 209,0 174,6 10 114,2 167,7 118,3 219,5 —108,5 83,2 100,6 14,7 +2,4 57,0 —37,2 +5,0 98,0 43,4 34,0 —49,0 —112,1 45,1 90,0 99,9 —26,3 19,4 —12,6 43,5 105,0 171,0 —3,0 39,7 57,7 92,2 94,0 152,1 146,2 73,8 167,0 107,6 232,0 —4,0 —16,0 —44,7 —48,2 139,6 157,0 78,0 225,0 192,1 Давление па 20 130,0 185,3 134,0 283,2 —100,9 96,4 .115,5 25,3 12,7 71,5 -27,1 16,0 114,3 56,8 47,0 —104,7 —39,3 58,0 103,2 114,0 — 15,4 31,6 —1,7 55,6 119,0 188,1 +8,8 52,0 70,4 107,6 106,8 168,0 156,8 88,7 185,6 123,0 250,0 +9,1 —4,4 —34,3 —40,3 154,3 174,0 91,8 243,4 210,6 40 147,8 204,2 150,6 254,6 —92,4 111,2 131,0 36,4 23,8 87,7 —16,0 28,8 131,8 71,6 61,5 —96,5 —28,4 72,8 117,7 130,1 —3,2 45,0 + 10,8 68,8 134,8 206,9 22,0 65,8 85,6 124,3 121,7 185,3 172,2 105,2 205,0 140,1 268,2 24,1 +8,6 —22,5 —31,3 171,9 192,0 107,5 263,3 230,8 >a, км pm. 60 158,0 216,3 161,7 265,4 —87,0 119,9 141,1 43,5 30,5 97.8 —9,0 37,0 143,3 81,1 70,3 —91,3 —21,3 82,3 126,5 140,6 +4,6 53,8 18,8 77,2 144,3 218,2 30,1 74,1 94,5 135,0 130,2 195,8 182,0 115,7 217,2 150,3 279,8 33,8 17,0 —15,3 —25,8 183,6 203,0 117,2 275,5 244,2 cm. 100 173,8 232,0 176,0 279.0 —79,6 132,0 153,4 52,8 39,5 111,7 + 0,5 47.8 157,4 94,0 82,6 —84,1 — 12,0 95,0 138,3 154,0 15,3 65,2 29,5 88,0 156,0 233,5 41,4 85,8 107,2 149,3 143,1 209,8 193,4 129,4 233,8 165,1 294,5 47,0 28,3 —5,1 —18,8 197,4 217,4 130,0 291,0 260,0 200 196,1 255,3 197,7 300,5 —68,4 149,7 172,8 66,8 53,0 132,0 15,0 64,0 180,1 113,5 101,0 —73,3 + 2,1 113,9 155,8 175,6 31,5 82,7 45,3 104,7 174,2 255,5 58,2 102,5 127,8 170,2 162,5 230,8 210,0 150,0 257,8 186,2 313,2 66,7 45,7 + 10,4 —5,9 218,8 240,0 149,3 316,5 285,0 Тродолженне т 400 221,0 281,5 221,5 322,8 —55,6 168,1 193,8 82,0 67,8 154,7 31,5 82,0 205,2 135,7 121,7 —60,9 17,8 135,0 175,8 198,0 49,2 102,0 62,6 123,0 194,0 280,2 77,7 122,0 146,0 194,2 189,8 253,4 230,5 173,7 284,8 210,0 332,8 88,8 65,2 28,0 +9,8 242,5 263,5 170,0 343,0 313,8 760 247,4 309,0 P 245,5 345,5 —42,1 188,2 214,2 97,8 82,5 179,0 48,5 101,8 231,0 159,2 142,7 —47,7 34,5 155-,9 195,0 221,2 67,4 122,4 81,3 150,0 213,0 306,0 97,1 141,1 167,0 218,0 221,0 276,5 256,0 196,5 313,0 233,0 352,3 P 114,3 85,6 46,5 25,8 266,2 287,5 192,5 370,0 P 342,5 абл. 12.6 Темпера- Температура плавле- плавления, °C 133,0 105,0 142,0 — 187,1 —127,0 —85,8 —30,1 —83,0 —92,5 —51,6 —99,5 —95,2 —185,0 —112,1 —112,0 —76,0 —92,9 79,0 —91,9 —22,0 —45,0 21,0 110,7 159,0 —7,0 42,5 11,2 134,5 —75,2 —110,8 —14,0 95,0 125,5 17,0 69,3 63,6
to о Продолжение табл. 12.8 Вещество Стирол я-Терпинеол Терпинолен 1,1,1,2-Тетрабромэтан 1,1,2,2-Тетрабромэтан Тетрадекаметилгексасило- ксан , Тетрадекаметилциклогеп- тасилоксан Тетрадекан 2-Тетрадеканон Тетрадециламин Тетрадецилтриметилсилан Тетраизобутилен Тетракозаметилундекаси- локсан Тетракозан Тетралин 1,2,3,4-Тетраметилбензол 1,2,3,5-Тетраметилбензол 1,2,4,5-Тетраметилбензол Тетраметилбор 2,2,3,3-Тетраметилбутан Тетраметилолово Тетраметилпиперазин Тетраметил свинец Тетраметилсилан Тетранитрометан Тетрахлоранил 1,2,3,4-Тетрахлорбензол 1,2,3,5-Тетрахлорбензол 1,2,4,5-Тетрахлорбензол 1,1,2,2-Тетрахлор-1,2-ди- 3,4,5,6-Тетрахлор-1,2- ксилол Тетрахлорсилан [60] 2-7, а, а-Тетрах лортолуол 2,3,4,6-Тетрахлорфено л 1,1,1,2-Тетрах лорэтан 1,1,2,2-Тетрахлорэтан },2,3,5-Тетрахлор-4- Тетрахлорэтилен 1,2,3,4-Тетраэтилбензол Тетраэтнлдистибин Тетраэтиленгликоль Формула с8н8 с10н18о CinHie С2Н2Вг4 С2Н2Вг4 C14H42OLSi6 Ci4H42O7Sij C14H31N C1,H38Si C^HjaOioSin С24Нбо Ci0H14 C10H14 C4H14B2 C4H12Sn C8H18N2 C4H12Pb C4H12Si CH4O8 ceci4o2 CeH2Cl4 CeH2Cl4 CeH2Cl4 C2C14F2 C8H6C14 SiCl4 C7H4C14 C6H2C14O C2H2C14 C8HCC14 C2C14 С j-j Sb, •С8Н1ВО5 1 —7,0 52,8 32,3 58,0 65,0 73,7 86,3 76,4 99,3 102,6 120,0 63,8 175,2 183,8 38,0 42,6 40,6 45,0 —59,6 — 17,4 —51,3 23,7 —29,0 —83,8 ' — 70,7 68,5 58,2 — —37,5 94,4 — 69,0 100,0 —16,3 —3,8 77,0 —20,6 65,7 97,0 153,9 5 + 18,0 80,4 58,0 83,3 95,5 102,6 116,3 106,0 130,0 135,8 150,7 93,7 203,5 219,6 65,3 68,7 65,8 65,0 —38,1 +3,2 —31,0 48,8 —6,8 —66,7 —. 89,3 99,6 89,0 — —16,0 125,0 .— 101,8 130,3 +7,4 + 20,7 110,0 +2,4 96,2 133,5 183,7 10 30,8 94,3 70,6 95,7 110,0 117,6 131,5 120,7 145,5 152,0 166,2 108,5 216,7 237,6 79,0 81,8 77,8 74,6 —27,4 13,5 —20,6 61,7 +4,4 —58,0 22,7 97,8 114,7 104,1 — —5,0 140,3 —35,1 117,9 145,3 19,3 33,0 126,0 13,8 111,6 151,2 197,1 20 44,6 109,8 84,8 108,5 126,0 132,8 147,5 135,6 161,3 170,0 183,5 124,5 230,5 255,3 93,8 95,8 91,0 88,0 —16,1 24,6 —9,3 75,6 16,6 —48,3 35,2 106,4 131,2 121,6 — +6,7 156,0 —24,4 135,8 161,0 32,1 46,2 143,7 26,3 127,7 171,0 212,3 Давление п 40 59,8 126,0 100,0 123,2 144,0 149,8 165,3 152,7 179,8 189,0 201,5 142,2 246,2 276,3 110,4 111,5 105,8 104,2 —3,4 36,8 +3,5 90,0 30,3 —37,4 48,4 116,1 149,2 140,0 146,0 19,8 174,2 —12,6 155,0 179,1 46,7 60,8 162,1 40,1 145,8 193,2 228,0 ара, мм pm 60 69,5 136,3 109,8 132,0 155,1 160,0 176,5 164,0 191,4 200,2 213,3 152,6 254,8 288,4 121,3 121,8 115,4 114,8 +4,6 44,5 11,7 100,0 39,2 -30,3 57,3 122,0 160,0 152,0 157,7 28,1 185,8 —5,0 167,8 190,0 56,0 70,0 175,0 49,2 156,7 207,3 237,8 cm. 100 82, OP 150,1 122,7 144,0 170,0 175,2 191,8 178,5 206,0 215,7 227,8 167,5 266,3 305,2 135,3 135,7 128,3 128,1 15,3 54,8 22,8 113,8 50,8 —20,9 68,9 129,5 175,7 168,0 173,5 38,6 200,5 +5,3 185,0 205,2 68,0 83,2 191,6 61,3 172,4 225,6 250,0 200 101,3P 171,2 142,0 161,5 192,5 196,5 214,5 201,8 228,2 239,8 250,0 190,0 284,0 330,3 157,2 155,7 149,9 149,5 31,6 70,2 39,8 134,3 68,8 —6,5 86,0 140,3 198,0 193,7 196,0 55,0 223,0 20,9 208,0 227,2 87,2 102,2 215,3 79,8 196,0 254,3 268,4 400 122,5P 194,3 163,5 181,0 217,5 220,5 239,2 226,8 253,3 264,6 275,0 214,6 303,7 358,0 181,8 180,0 173,7 172,1 49,8 87,4 58,5 157,8 89,0 + 10,0 105,9 151,3 225,5 220,0 220,5 73,1 248,3 38,6 238,0 250,4 108,2 124,0 243,0 100,0 221,4 286,2 288,0 760 145,2P 217,5 185,0 200,0 243,5 245,5 264,0 252,5 278,0 291,2 300,0 240,0 322,8 386,4 207,2 204,4 197,9 195,9 68,6 106,3 78,0 183,5 110,0 27,0 125,7P 162,6 254,0 246,0 245,0 92,0 273,5 57,3 262,1 275,0 130,5 145,9 270,0 120,8 248,0 320,3 307,8 Темпера- Температура п л ав лен ия —30,6 35,0 — — — —32,0 5,5 t 51,1 —31,0 —4,0 —24,0 79,5 —72,5 —102,2 —27,5 —102,1 13,0 290 46,5 54,5 139 26,5 . 28,7 69,5 -68,7 -36 — -19,0 11,6 —
Продолжение табл. 12.6 ю со Вещество Тетраэтиленгликольхлор- гидрин Тетраэтилсвинец Тетраэтилсилан Тетраэтоксисилан Тиглиновый альдегид Тимол 2,2'-Тиодиэтанол Тиофен 4-Толилгидразин 2-Толилизоцианид 2-Толуидин З-Толуидин 4-Толуидин 2-Толунитрил 4-Толунитрил Толуол Толуол-2,4-диамин Трибромацетальдегид 1,1,2-Трибромбутан 1,2,2-Трибромбутан 2,2,3-Трибромбутан Трибромметан 1,2,3- Трибромпропан 1,1,2-Трибромэтан 2,4,6-Три-/пре/п-бутил- фенол Тридекан Три декановая кислота 2-Тридеканон Триизобутиламин Триизобутилен Трикозан Триметаллилфосфат Триметиламин 2,4,5-Тримети лани лин 2,3,5-Триметилацетофе- нон 1,2,3-Триметилбензол 1,2,4-Тримети лбензол 1,3,5-Триметилбензол Триметилбор 2,2,3-Триметилбутан Триметилгаллий Триметилдиборан Триметилоктилсилан 2,2,3-Триметилпентан Формула С8Н17С1О4 С8Н20РЬ C8H20Si C8H20O4Si СВН8О C4H4S C7H10N2 C8H,N C7H9N C7H9N C7HBN C8H,N C8H7N C,H8 C7Hl0N2 C2HBr3O C4H7Br3 C4H7Br3 C4H7Br3 CHBr3 C3HBBr8 C2H3Br3 СщНздО с13н28 C13H2eO2 C13H2eO C12H27N C23H48 C12H2,PO4 C3H9N C9H18N CUH14O C9Hl2 с9н12 ^9 12 C,H9B С7Н!в C3H9Ga C3Hl2B2 i 110,1 38,4 — 1,0 16,0 —25,0 64,3 42,0 -40,7 82,0 25,2 44,0 41,0 42,0 36,7 42,5 —26,7 106,5 18,5 45,0 41,0 38,2 — 47,5 32,6 95,2 59,4 137,8 86,8 32,3 18,0 170,0 93,7 -97,1 68,4 79,0 16,8 13,6 9,6 —118,0 — -62,3 ^-74,0 41,8 —29,0 5 141,8 63,6 +23,9 40,3 — 1,6 92,8 96,0 -20,8 110,0 51,0 69,3 68,0 68,2 64,0 71,3 —4,4 137,2 45,0 73,5 69,0 66,0 22,0 75,8 58,0 126,1 98,3 166,3 117,0 57,4 44,0 206,3 131,0 -81,7 95,9 108,0 42,9 38,4 34,7 —99,6 — —42,0 -54,7 68,8 -7,1 10 156,1 74,8 36,3 52,6 + 10,0 107,4 128,0 — 10,9 123,8 64,0 81,4 82,0 81,8 77,9 85,8 + 6,4 151,7 58,0 87,8 83,2 79,8 34,0 90,0 70,6 142,0 104,0 181,0 131,8 69,8 56,5 223,0 149,8 -73,8 109,0 122,3 55,9 50,7 47,4 —92,4 — 18,8 -31,7 —44,8 82,3 + 3,9 20 172,6 88,0 50,0 65,8 23,2 122,6 165,0 0,0 138,6 78,2 95,1 96,7 95,8 93,0 101,7 18,4 167,9 72,1 103,2 98,0 94,6 48,0 105,8 84,2 158,0 120,2 195,8 147,8 83,0 70,0 242,0 169,8 —65,0 123,7 137,5 69,9 64,5 61,0 —84,0 -7,5 —20,3 -33,9 96,6 16,0 Давление пара, мм pm. 40 190,0 102,4 65,3 81,1 37,0 139,8 210.0P + 12,5 154,1 94,0 110,0 113,5 111,5 110,0 109,5 31,8 185,7 87,8 120,2 116,0 111,8 63,6 122,8 100,0 177,4 137,7 212,4 165,7 97,8 86,7 261,3 192,0 —55,2 139,8 154,2 85,4 79,8 76,1 -74,7 +5,2 —9,0 —22,0 113,0 29,5 60 200,5 111,7 74,8 90,7 45,8 149,8 240,5P 20,1 165,0 104,0 119,8 123,8 121,5 120,8 130,0 40,3 196,2 97,5 131,6 127,0 122,2 73,4 134,0 110,0 188,0 148,2 222,0 176,6 107,3 96,7 273,8 207,0 —48,8 149,5 165,7 95,3 89,5 85,8 —68,9 13,3 -1,6 — 14,7 123,2 38,1 cm. 100 214,8 123,8 88,0 103,6 57,7 164,1 285.0P 30,5 178,0 117,7 133,0 136,7 133,7 135,0 145,2 51,9 211,5 110,2 146,0 141,8 136,3 85,9 148,0 123,5 203,0 162,5 236,0 191,5 119,7 110,0 289,8 225,8 —40,3 162,0 179,7 108,8 102,8 98,9 -60,8 24,4 +8,0 —4,4 136,5 49,9 200 236,5 142,0 108,0 123,5 75,4 185,5 — 46,5 198,0 137,8 153,0 157,6 154,0 156,0 167,3 69,5 232,8 130,0 167,8 163,5 157,8 106,1 170,0 143,5 226,2 185,0 255,2 214,0 138,0 130,2 313,5 255,0 -27,0 182,3 201,3 129,0 122,7 118,6 —48,5 41,2 23,0 + 10,8 156,0 67,8 400 258,2 161,8 130,2 146,2 95,5 209,2 _ 64,7 219,5 159,9 176,2 180,6 176,9 180,0 193,0 89,5 256,0 151,6 192,0 188,0 182,2 127,9 195,0 165,4 250,6 209,4 276,5 238,3 157,8 153,0 339,8 288,5 -12,5 203,7 224,3 152,0 145,4 141,0 -34,7 60,4 39,0 27,8 179,5 88,2 760 281,5 183,0 153,0 168,5 116,4 231,8 — 84,4 242,0 183,5 199,7 203,3 200,4 205,2 217,6 110,6 280,0 174.0P 216,2 213,8 206,5 150,5 220,0 188,4 276,3 234,0 299,0 262,5 179,0 179,0 366,5 324,0 +2,9 234,5 247,5 176,1 169,2 164,7 -20,1 80,9 55,6 45,5 202,0 109,8 Темпера- Температура плавления, °C — -136,0 — 51,5 —38,3 65,5 — -16,3 -31,5 44,5 -13,0 29,5 -95,0 99,0 — — — — 8,5 16,5 —26,0 — -6,2 41,0 28,5 —22,0 _ 47,7 — —117,1 67,0 — —25,5 —44,1 —44,8 — —25,0 -19 —122,9 -112,3
to CO to Продолжение табл. 12.6 Вещество 2,2,4-Триметилпентан 2,3,3-Триметилпентан 2,3,4-Триметилпентан 2,2,4-Тримет ил-2-пента- нон Триметилпропилолово Триметилпропилсилан 2,4,5-Триметилстирол 2,4,6-Триметилстирол Триметилфосфат Триметилхлорсилан [60] Триметилцитрат 1,2,4-Триметил-5-этил- ПЛ1ТОП ^Т оензол 1,3,5-Триметил-2-этил- оензол Триметилянтарный ан- гидрид Трипропиленгликоль Трипропиленгликоль, мо- монобутиловый эфир Трипропиленгликоль, мо- ноизопропиловый эфир Тритолифосфат Трифенилметан Трифенилфосфат а, а, а-ТрифтортОлуол Трифторфенилсилан 2,4,6-Трихлоранилин Трихлорацетальдегид Трихлорацетилбромид 1,2,3-Трихлорбензол 1,2,4-Трих лорбензол 1,3,5-Трих лорбензол 1,2,3-Трихлорбутан Трихлоризопропилсилан Трихлорметан Трихлорметилсилан 1,1,1-Трихлорпропан 1,2,3-Трихлорпропан Трихлорсилан [60] а,а, о-Трихлортолуол 1,1,2-Трихлор-1,2,2-три- фторэтан Трихлоруксусная кислота Трихлоруксусныи ангид- рид Трихлорфенилсилан Формула с8н18 С8Н18 С8Н18 с8н1во CeHieSn CeHleSi СцН14 СцН14 СзН9О4Р C8H9ClSi С9Н14О7 СцН1в син1в С,Н10О8 СвН20О4 С18Н28О4 С12Н2вО4 С21Н21О4Р Q9H16 С18Н1ВО4Р C7HBF8 C6HBFsSi CeH4Cl3N С2НС18О C2BrClsO СвНдС18 CeH8Cl8 CeH8Cl8 С4Н7С18 CHClg CH8Cl8Si СзН5С13 SiHCl,3 С7Н6С13 C2C13F3 С2НС13О2 QCieo3 CeHsClsSi 1 —36,5 —25,8 —26,3 14,7 —12,0 -46,0 48,1 37,5 26,0 — 106,2 43,7 38,8 53,5 96,0 101,5 82,4 154,6 169,7 193,5 -32,0 —31,0 134,0 -37,8 -7,4 40,0 38,4 — 0,5 -24,3 -58,0 -60,8 —28,8 9,0 — 45,8 -68,0 51,0 56,2 33,0 5 —15,0 -3,9 -4,1 36,0 + 10,7 —24,7 71,0 65,7 53,7 — 146,2 71,2 67,0 82,6 125,7 131,6 112,4 184,2 188,4 230,4 -10,3 -9,7 157,8 -16,0 +16,7 70,0 67,3 63,8 27,2 -1,5 -39,1 -40,7 -7,0 33,7 — 73,7 -49,4 76,0 85,3 60,4 10 -4,3 +6,9 +7,1 46,4 21,8 — 13,9 91,6 79,7 67,8 —34,9 160,4 84,6 80,5 97,4 140,5 147,0 127,3 198,0 197,0 249,8 +0,4 +0,8 170,0 -5,0 29,3 85,6 81,7 78,0 40,0 +9,9 -29,7 -30,7 +4,2 46,0 -53,9 87,6 -40,3 88,2 99,6 74,2 20 +7,5 19,2 19,3 57,6 34,0 -2,1 107,1 94,8 83,0 —24,2 177,2 99,7 96,0 113,8 155,8 161,8 143,7 213,2 206,8 269,7 12,2 12,3 182,6 +7,2 42,1 101,8 97,2 93,7 55,0 22,5 -19,0 -19,3 16,2 59,3 -43,9 102,7 -30,0 101,8 114,3 89,5 Давление 40 20,7 33,0 32,9 69,8 48,5 +11,3 124,2 111,8 100,0 — 12,3 194,2 106,0 113,2 131,0 173,7 179,8 161,4 229,7 215,5 290,3 25,7 25,4 195,8 20,2 57,2 119,8 114,8 110,8 71,5 36,5 -7,1 -7,0 29,9 74,0 -32,9 119,8 -18,5 116,3 131,2 105,8 пара, мм рт. ст. 60 29,1 41,8 41,6 77,3 57,5 19,9 135,5 122,3 110,0 -4,7 205,5 126,3 123,8 142,2 184,6 190,2 173,2 239,8 221,2 305,2 34,0 33,2 204,5 29,1 66,7 131,5 125,7 121,8 82,0 45,7 +0,5 + 1,0 38,3 83,6 -25,8 130,0 -11,2 125,9 141,8 116,3 100 40,7 53,8 53,4 87,6 69,8 31,6 149,8 136,8 124,0 +5,6 219,6 140,3 137,9 156,5 199,0 204,4 187,8 252,2 228,4 322,5 45,3 44,2 214,6 40,2 79,5 146,0 140,0 136,0 96,2 57,8 10,4 12,1 50,0 96,1 — 16,2 144,3 —1,7 137,8 155,2 130,5 200 58,1 72,0 71,3 102,2 88,0 49,0 171,8 157,8 145,0 21,2 241,3 160,3 158,4 179,8 220,2 224,4 209,7 271,8 239,7 349,8 62,5 60,1 229,8 57,8 98,4 168,2 162,0 157,7 118,0 75,8 25,9 28,1 67,7 115,6 —1,8 165,6 + 13,5 155,4 176,2 151,3 400 78,0 92,7 91,8 118,4 109,6 69,2 196,1 182,3 167,8 38,9 264,2 184,5 183,5 205,5 244,3 247,0 232,8 292,7 249,8 379,2 82,0 78,7 246,4 77,5 120,2 193,5 187,7 183,0 143,0 96,8 42,7 47,0 87,5 137,0 + 14,6 189,2 30,2 175,2 199,8 175,7 760 99,2 114,8 113,5 135,0 131,7 90,0 221,2Р 207,0Р 192,7 57,6 287.0Р 208,1 208,0 231,0 267,2 269,5 256,6 313,0 259,2 413,5 102,2 98,3 262,0 97,7 143,0 218,5 213,0 208,4 169,0 118,5 61,3 66,4 108,2 158,0 31,9 213,5 47,6 195,6 223,0 201,0 Темпера- Температура плавления, СС -107,3 -101,5 -109,2 — — — — — — 78,5 — — — — — — 93,4 49,4 -29,3 — 78,0 -57 — 52,5 17 63,5 — -63,5 -90 -77,7 14,7 — —21,2 -35 57 —
Продолжение табл. 12.6 to со со • Вещество Трк-2-х лорфенилтиофос- фат 2,4,5-Трихлорфенол 2,4,6-Трихлорфенол Трихлорфторметан 1,1,1-Трихлорэтан 1,1,2-Трихлорэтан Трихлорэтилен Трихлорэтилсилан Трихлорэтоксисилан 1,2,4-Триэтилбеизол 1,3,4-Триэтилбензол Триэтилгексилсилан Триэтилгептилсилан Триэтиленбор Триэтиленгликоль Триэтилкамфоронат Триэтилметилсилан Триэтилоктилсилаи Триэтилпропилсилан Триэтилталлий Триэтилортоформиат Триэтилфосфат Триэтилцитрат Триэтоксиметилсилан Триэтоксифенилсилан сх-Туйон Углерода двуокись » недокись » окись » сероокись Углерод подсернистый » четырехброми- стый » четырехфтори- СТЫЙ » четыреххлори- стый Уксусная кислота Уксусный ангидрид Ундекан Ундекановая кислота Уидекан-2-ол Ундекан-2-он 10-У ндеценовая кислота Уретан а-Фелландрен Формула C18H12C18O3PS СвН3С13О СвН8С18О CClgF С2Н3С13 С2Н8С13 С2НС13 C2H5Cl8Si C2H5Cl3OSi Cl2"i8 С Н Qi CgHisB C6Hi4O4 С15Н2вОв C,H18Si C9H22Si C6H1BT1 С7Н1вО3 с6н1во4р C7H18O3Si C12H20O3Si Cl0HleO LjU2 с8о2 со COS c8s2 CBr4 CF4 СС14 С2Н4О2 С4НеО3 СцН24 с"н24о2 син20о2 C3H,NO2 с10н16 1 188,2 72,0 76,5 —84,3 —52,0 —24,0 —43,8 —27,9 —32,4 46,0 47,9 52,4 70,0 .—. 114,0 — —18,2 73,7 15,2 9,3 5,5 39,6 107,0 —1,5 71,0 38,3 —134,3 —94,8 —222,0 — 132,4 14,0 — — 184,6 —50,0 —17,2 1,7 31,4 101,4 71,1 68,1 114,0 20,0 * 5 217,2 102,1 105,9 —67,6 —32,0 —2,0 —22,8 —6,8 —10,9 74,2 76,0 81,8 99,8 . . 144,0 150,2 +5,2 104,8 40,8 37,6 29,2 67,8 138,7 +22,8 98,8 65,7 — 124,4 —79,0 —217,2 — 119,8 41,2 — — 174,1 —30,0 +6,3 24,8 58,4 133,1 99,0 95,5 142,8 65,8 45,7 10 231,2 117,3 120,2 —59,0 —21,9 +8,3 — 12,4 + 3,6 0,0 88,5 90,2 96,4 114,6 —148,0 158,1 166,0 16,6 120,6 54,0 51,7 40,5 82,1 144,0 34,6 112,6 79,3 —119,5 —71,0 —215,0 —113,3 54,9 — — 169,3 —19,6 47,5 36,0 72,2 149,0 112,8 108,9 156,3 77,8 58,0 Давление пара. 20 246,7 134,0 135,8 —49,7 —10,8 21,6 — 1,0 15,2 + 12,1 104,0 105,8 112,3 130,3 —140,6 174,0 183,6 29,8 137,7 68,0 67,7 53,4 97,8 171,1 47,2 127,2 93,7 —114,4 —62,2 —212,8 —106,0 69,3 — —164,3 -8,2 29,9 48,3 86,3 166,0 127,5 123,1 172,0 91,0 72,1 40 261,7 151,5 152,2 —39,0 +1,6 35,2 + 11,9 27,9 25,3 121,7 122,6 130,0 148,0 —131,4 191,3 1 201,8 44,0 155,7 83,7 85,4 67,5 115,7 190,4 61,7 143,5 110,0 —108,6 —52,0 —210,0 —98,3 85,6 96,3 —158,8 +4,3 43,0 62,1 103,1 185,6 143,7 139,0 188,7 105,6 87,8 мм рт. cm 60 271,5 162,5 163,5 —32,3 9,5 44,0 20,0 35,7 33,8 132,2 " 133,4 141,7 158,2 —125,2 201,5 213,5 53,2 168,0 93,8 95,7 76,0 126,3 202,5 70,4 153,2 120,2 — 104,8 —45,5 —208,1 —93,0 96,0 106,3 —155,4 12,3 51,7 70,8 113,9 197,2 153,7 148,6 199,5 114,8 97,6 100 283,8 178,0 177,8 —23,0 20,0 55,7 31,4 46,3 45,2 146,8 147,7 156,0 174,0 — 116,0 214,6 228,6 65,6 184,3 107,4 112,1 88,0 141,6 217,8 82,7 167,5 134,0 —100,2 —36,9 —205,7 —85,9 109,9 119,7 —150,7 23,0 63,0 82,2 126,8 212,5 167,2 161,0 213,6 126,2 110,6 200 302,8 201,5 199,0 —9,1 36,2 73,3 48,0 62,2 62,3 168,3 168,3 179,0 196,0 —101,0 235,2 250,8 84,0 208,0 127,0 136,0 106,0 163,7 242,2 101,0 188,0 154,2 —93,0 —23,3 —201,3 —75,0 130,8 139,7 —143,6 38,3 80,0 100,0 148,0 237,8 187,7 181,2 232,8 144,2 130,6 400 322,0 226,5 222,5 +6,8 54,6 93,0 67,0 80,3 82,2 193,7 193,2 204,6 221,0 —81,0 256,6 276,0 105,3 235,0 149,8 163,5 125,7 187,0 267,5 121,8 210,5 177,8 —85,7 —8,9 —196,3 —62,7 — 163,8 —135,5 57,8 99,0 119,8 170,6 262,8 209,8 202,3 254,0 164,0 152,0 760 341,3 251,8 246,0 23,7 74,1 113,9 86,7 99,5 102,4 218,0 217,5 230,0 247,0 —56,2 278,3 301,0 127,0 262,0 173,0 192, IP 146,0 211,0 294,0 143,5 233,5 201,0 —78,2 +6,3 —191,3 —49,9 — 189,5 —127,7 76,7 118,1 139,6 194,5 290,0 232,0 224,0 275,0 184,0 175,0 Темпера- Температура пла- плавления» °с — 62 68,5 . . —30,6 —36,7 —73 —40 135,0 —63,0 —57,5 —107 —205,0 — 138,8 +0,4 90,1 —183,7 —22,6 16,7 —73 —25,6 29,5 15,0 24,5 48,5
©3r*0OIPe©©©©©©©©»-©S:©wfP©i>-tr:!©©b0r©Z©©© S ©©©©g g3 3 g o.§ о ь g,g ^g G©s o©s g ©e re x я о >ррррррррррррррррррррр ?'^?*хц?^^'<*'*'^к1^%?°г, xxx xzF xF x x X?r&~ x*~ xOrshzr х^ёггР? х li^-r» g g s ^ О О О to wm wwc/)t»o '¦O " te t* te ""' ю fcs 43 ,-J-JoJoil, -joo — CT5 CO I h» ^^ О < CTJ CO I ¦• "• CTJ с о ~j bo "—"оосл о о MobbboiMbVoo ooooto — to о ю CO W+ I I N3 — ?3fo--JO)CO| tO СЛ N3 -v] O) — < COtol 0H 3.t*-JCOCO--J?OCOCO~00 — ОСОСОЧаСЛСОСЛСЛ ЬЗ i +, I Bps&Bs ^^ oooMoooto*N300oi ел ел о о со "со >— оо"о"ьо"со*кз to "со "со о "о "о oo Vi сл"оо"-о"о"о"оо"оо"*"оо ел о о * о о о I -I о о * о* * ьо о со -jco о) en о) ьо"о"оо"о)"о сл"о*"оо"со "о "оо кз"со*-о"*"* en ел oolo "ooVi"cn"oo"o*"o)"coco oo -j ~o — Г ~ «— «— I —— I >— — — — COCOW—~J00~JC7l — CO-JOOCP-J — Ф*сосооэслсо5кз I —I M N2 мммммьм10ммм 0CD*OOOOCOCD01CDt001~0 — *N3 — OJCnOO-JCO"-CO**OON30~OCD00 — CDtO — * ю оосо CDON3 — cnw*ooouoiouiw~j о) о co"*N3 en "со "со co"n3 "со "со en о) О) "о "о "--о ел "о со to ел оо "оо оослЪ) "* о ел о ^^и>[ tO—tO>— и-tO"—»— NDtOND^-H-to^-tON-H-H-to^-tO^-^W 3Ol-J***— СЛСО — COCOOtO — OlCON3tO00N3N3O)tO00COOlCO — *010cO — ~J — CO^JCO — — а>СЛ*ООСОООСОСОСОСЛ — " ~о*о>ьомо!ло со ел ел о со о о о "о "со "о со"кз1о "слел to"~j"oooi"oooo"o)Vi"ooo'oo"*o о'кз оо ьо!о"о"о"— а ¦о о )э о ь и-ЮЮи-СО^-и-»— tOtOtO — NS "<1-СЛ*'— **СОСЛ — СЛ^О tOtO — NStOtOtO- ^-^-^- — СЛ^О — COOOOOO"-J*CO uiOMaiWM050iU!D^ | — — — N3 t ~o — — — oo-jc кз -j о * * сл N3 1 —tO I oo г со — — *• оо jo о — N3N0 — N3tON3 г со — — iDiDo)OOoui** оо -jo со сл — * — — со сл о :N0N0N0NON0'—'CO1—'и-Ю-ОСОООСО^О1—'СО"—>СО"-0*-К5^ 5 *^0 CT) C5 CO "•"J СП CO О О *~* 00 CO СП CO CO fc~* >^ CO О СЛ NO CD 00 О 5 СП СЛ ^-* СП CD 00 '¦¦О СП Щ 00 •• ¦ч«»«'*и»чч»»»ч * * - * v. « « * « •* ОСПСПСЛСлООСПОСООСПОЮ OON0OOO-<100OCnc0N0CncnOOH-C!CD-<lC0OOOCnoOCnO00OCTiCn *Ь ^ ^ I I I - 22i— Qo*oo~ocootOiCO— — со * I — осл-j О ] О О N3 00_СО О*00| КЗСОСЛСОСЛОО — -О ?*О>О> СЛ 00О"—СЛО00ОО ОООООСТ5--ОСТ5СЛСЛСЛСЛ I I to "о О) ~0— * -JtO to со со — о со оо ел сл"сл"оо со о СО со N3 О)
Продолжение табл. Вещество Формула Давление пара, мм рт. ст. 10 20 60 100 200 400 760 Ю со ел Фурфурол Хинолин Хлоральгидрат 2-Хлоранилин З-Хлоранилин 4-Хлоранилин Хлорбензол 1-Хлорбутан Хлордиметилфенилсилан 2-Хлордифенил 4 - X лордифени л Хлордифторметан а - X лоркротоновая кис - лота Хлорметилдифенилсилан Хлорметилсилан 1 - Хлорнафталин Хлорпикрин 2- Хлорпиридин 1 - Хлорпропан 2- Хлорпропан 1 -Хлорпропилен 3- Хлорпропилен Y - Хлорпропилтрихлор- силан [60] З-Хлорстирол 4-Хлорстирол 1 - Хлортетрадекан а- Хлортолуол 2- Хлортолуол 3-Хлортолуол 4-Хлортолуол Хлортриметилсилан Хлортрифторметан 2-Хлор-а, а, о-трифтор- толуол 1-Хлор-1, 2,2-трифтор- этилен Хлортриэтилсилан Хлоруксусная кислота Хлоруксусный ангидрид 4-Хлорфенетиловый спирт 2 - X лор-3-фенилфенол 2-Хлор-б-фенилфенол 2-Хлорфенол 3- Хлорфенол 4-Хлорфенол бис - 2 - Хлорэти лацеталь С5Н4О2 C9H-N ; 2;32 CeHeC.lN CeHeClN С6НвС.Щ СвНвС1 С4Н9С! C8HnClSi C12H9CI С12Н9С1 CHC1F2 С4НВС1О2 CHBC.lSi С10Н7С1 CC13NO2 CBH4C1N C3H7C1 C3H7C1 СНС1 з5 C3HeCl4Si С8Н7С1 С8Н7С1 Ci4H29Cl С.Н7С1 С7Н7С1 С,Н7С1 С7Н7С1 CHCl CC1F3 C7H4C1F3 C2C1F3 CeH1BClSi C2H3C1O2 C4H4C12O3 C8HBC1O Ci2H9ClO C12H9C1O CeH5ClO CeH6ClO CeHEClO СНС1О 18,5 59,7 —9,8 46,3 63,5 59,3 —13,0 —49,0 29,8 89,3 96,4 —122,8 70,0 105,0 —95,0 80,6 —25,5 13,3 —68,3 —78,8 —81,3 —70,0 25,3 28,0 98,5 22,0 5,4 4,8 5,5 -62,8 -149,5 0,0 — 116,0 —4,9 43,0 67,2 84,0 118,0 119,8 12,1 44,2 49,8 56,2 42,6 89,6 + 10,0 72,3 89,8 87,9 +10,6 —28,9 56,7 109,8 129,8 — 110,2 95,6 137,5 —79,2 104,8 —3,3 38,8 —50,0 —61,1 —63,4 —52,0 51,3 54,5 131,8 47,8 30,6 20,3 31,0 —43,6 —139,2 24,7 — 102,5 + 19,8 68,3 94,1 114,3 152,2 153,7 38,2 72,0 78.2 83,7 54,8 103,8 19,5 84,8 102,0 102,1 22,2 — 18,6 70,0 134,7 146,0 -103,7 108,0 152,7 —71,0 118,6 +7,8 51,7 —41,0 —52,0 —?4,1 —42,9 62,3 65,2 67,5 148,2 60,8 43,2 43,2 43,8 —34,0 — 134,1 37,1 —95,9 32,0 81,0 108,0 129,0 169,7 170,7 51,2 86,1 92,2 97,6 67,8 119,8 29,2 99,2 116,7 117,8 35,3 —7,4 84,7 151,2 164,0 —96,5 121,2 170,0 —62,0 134,4 20,0 65,8 —31,0 —42,0 —44,0 —32,8 76,4 80,0 82,0 166,2 75,0 56,9 57,4 57,8 —23,2 -128,5 50,6 —88,2 45,5 94,2 122,4 145,0 186,7 189,8 65,9 101,7 108,1 112,2 82,1 136,7 39,7 115,6 133,6 135,0 49,7 +5,0 101,2 169,9 183,8 —88,6 135,6 189,2 -51,7 153,2 33,8 81,7 —19,5 —31,0 —32,7 —21,2 91,9 96,5 98,0 187,0 90,7 72,0 73,0 73,5 — 11,4 -121,9 65,9 -79,7 60,2 109,2 138,2 162,0 207,4 208,2 82,0 118,0 125,0 127,8 91,5 148,1 46,2 125,7 144,1 145,8 58,3 13,0 111,5 182,1 196,0 -83,4 144,4 200,5 —45,2 165,6 42,3 91,6 —12,1 —23,5 —25,1 — 14,1 101,8 107,2 108,5 199,8 100 81 83,2 83,3 —4,0 -117,3 75,4 —74,1 69,5 118,3 148,0 173,5 219,6 220,0 92,0 129,4 136,1 138,0 103,4 163,2 55,0 139,5 158,0 159,9 70,7 24,0 124,7 197,0 212,5 —76,4 155,9 216,0 —36,4 180,4 53,8 104 —2. — 13, — 15. —4. 115,3 121,2 122,0 215,5 114,2 94,7 96,3 96,6 +6,0 -111,7 88,3 —66,7 82,3 130,7 159,8 188,1 237,0 237,1 106,0 143,0 150,0 150,7 121,8 186,2 68,0 160,0 179,5 182,3 89,4 40,0 145,5 219,6 237,8 —65,8 173,8 141,8 212,3 82,1 183,7 203,5 206,6 110,0 58,8 168,6 243,8 264,5 —53,6 193,2 240,5 —22,9 204,2 71,8 125,0 + 12,2 + 1,3 + 1,3 + 10,0 135,4 142, OP 143,5P 240,3 134,0 115,0 116,6 117,1 21,9 —102,5 108,3 —55,0 101,6 149,0 177,8 210,0 261,3 261,6 126,4 164,8 172,0 169,8 266,5 —7,8 230,8 91,8 147,7 29,4 18,1 18,0 27,5 158,3 165,7P l?6,0P 267,5 155,8 137,1 139,7 139,8 39,4 —92,7 130,0 —41,7 123,6 169,0 197,0 234,5 289,4 289,5 149,8 188,7 196,0 190,5 161,8 237,7 96,2P 208,8 228,5 230,5 132,2 77,8 193,5 267,5 292,9 —40,8 212,0 295,5 +8,7 259,3 111,9 170,2 46,4 36,5 37,0 44,6 182,3 190,OP 191,OP 296,0 179,4 159,3 162,3 162,3 57,9 —81,2 152,2 —27,9 140,3 189,5 217,0 259,3 317,5 317,0 174,5 214,0 220,0 212,6
to os Продолжение табл. 12.6 Вещество 1 - Хлор - 2- этил бензол 1 -Хлор-3-этилбензол 1 -Хлор-4-этилбензол 1-Хлорэтилен 2 - Хлорэтил -а - метилбен- зиловый эфир 2-Хлорэтилхлорацетат 2- Хлорэтил -2 -хлоризо- пропиловый эфир 2- Хлорэтил - 2- хлорпро- пиловый эфир 1 - Хлор- 2-этоксибензол X лорэтоксимети лфени л - силан 2-(-2-Хлорэтокси)-эта- 2-(-2-Хлорэтокси)-этанол Цетиламин Цетиловый спирт Циан бромистый Циан йодистый 2- Циано- 2 - бутилацетат Циан фтористый Циан хлористый Циклобутан Циклобутен Циклогексан Циклогексанол Циклогексанон Циклогексвнэтанол 2-Циклогексил-4,6-ди- нитрофенол Циклопентан Циклопропан Цимол Цинеол Цитраксновыи ангидрид а-Цитра ль d-Цитронеллаль Цитронеллилацетат Цитронелловая кислота Цитронеллол Эвгенилацетат Эвгенол Эйкозаметилнонасилоксан Элаидиновая кислота Энантилхлорид Энантовая кислота Энантовый альдегид Формула С8НВС1 С8Н9С1 С8Н9С1 СзН3С1 С10Н13СЮ С4НвС12СХ СвН10С120 СвН10С12О С8Н9СЮ C9H18ClOSi С4Н9СЮ2 С, Н N CieHajO BrCN ICN C7HUNO2 FCN CC1N C4H8 C4H6 qh"o С8Н„О CBHl0 CgHe С]ПН14 C10H18O CBH4O3 C10H18O Ci2H22O2 CinH2nO C10H14O0 C10H12O2 CooHnoOgSig Ci8H34O2 C7H13C1O C,H14O2 C7H14O 1 17,2 18,6 19,2 —105,6 62,3 46,0 24,7 29,8 45,8 44,8 53,0 123,6 122,7 -35,7 25,2 42,0 —134,4 —76,7 —92,0 —99,1 —45,3 21,0 1,4 50,4 132,8 —68,0 —116,8 19,0 15,0 47,1 61,7 44,0 74,7 99,5 66,4 101,6 78,4 144,0 171,3 34,2 78,0 12,0 5 43,0 45,2 46,4 —90,8 91,4 72,1 50,1 56,5 72,8 72,3 78,3 157,8 158,3 —18,3 47,2 68,7 —123,8 —61,4 —76,0 —83,4 —25,4 44,0 26,4 77,2 161,8 —49,6 —104,2 44,6 40,9 74,8 90,0 71,4 100,2 127,3 93,6 132,3 108,1 173,5 206,7 54,6 101,3 32,7 10 56,1 58,2 60,0 —83,7 106,0 86,0 63,0 70,0 86,5 94,6 90,7 176,0 177,8 — 10,0 57,7 82,0 — 118,5 —53,8 —67,9 —75,4 —15,9 56,0 38,7 90,0 175,9 —40,4 —97,5 57,6 54,1 88,9 103,9 84,8 113,0 141,4 107,0 148,0 123,0 189,0 223,5 64,6 113,2 43,0 Давление пара 20 70,3 73,0 75,5 —75,7 121,8 100,0 77,2 84,8 101,5 101,3 104,1 195,7 197,8 -1,0 68,6 96,2 —112,8 —46,1 —58,7 —66,6 —5,0 68,8 52,5 104,0 191,2 —30,1 —90,3 71,5 68,5 103,8 119,4 99,8 126,0 155,6 121,5 164,2 138,7 205,0 242,3 75,0 125,6 54,0 40 86,2 89,2 91,8 —66,8 139,6 116,0 92,4 101,5 117,8 117,8 118,4 215,7 219,8 +8,6 80,3 111,8 —106,4 —37,5 —48,4 —56,4 +6,7 83,0 67,8 119,8 206,7 —18,6 —82,3 87,0 84,2 120,3 135,9 116,1 140,5 171,9 137,2 183,0 155,8 220,5 260,8 86,4 139,5 66,3 , мы рт. ст. 60 96,4 99,6 102,0 —61,1 150,0 126,2 102,2 111,8 127,8 128,0 127,5 228,8 234,3 14,7 88,0 121,5 —102,3 —32,1 —41,8 —50,0 14,7 91,8 77,5 129,8 216,0 —11,3 —77,0 96,8 94,3 131,3 146,3 126,2 149,7 182,1 147 2 194,0 167,3 231,0 273,0 93,5 148,5 74,0 100 110,0 113,6 116,0 —53,2 164,8 140,0 115,8 125,6 141,8 142,6 139,5 245,8 251,7 22,6 97,6 133,8 —97,0 —24,9 —32,8 —41,2 25,5 103,7 90,4 142,7 229,0 —1,3 —70,0 110,1 108,2 145,4 160,0 140,1 161,0 195,4 159,8 209,7 182,2 244,3 288,0 102,7 160,0 84,0 200 130,2 133,8 137,0 -41,3 186,3 159,8 135,7 146,3 162,0 163,5 157,2 272,2 280,2 33,8 111,5 152,2 —89,2 —14,1 —18,9 —27,8 42,0 121,7 110,3 161,7 248,7 + 13,8 —59,1 130,0 128,7 165,8 181,8 160,0 178,8 214,5 179,8 232,5 204,7 264,2 312,4 116,3 179,5 102,0 400 152,2 156,7 159,8 —28,0 210,8 182,2 156,5 169,8 185,0 187,7 176,5 300,4 312,7 46,0 126,1 173,4 —80,5 —2,3 —3,4 —12,2 60,8 141,4 132,5 183,5 269,8 31,0 —46,9 151,8 151,6 189,8 205,0 183,8 197,8 236,6 201,0 257,4 228,3 286,0 337,0 130,7 199,6 125,5 760 177,6 181,1 184,3 —13,8 235,0 205,0 180,0 194,1 208,0 212,0 <-, 196,0 330,0 344,0 61,5 141,1 195,2 —72,6 + 13,1 +12,9 +2,4 80,7 161,0 155,6 205,4 291,5 49,3 —33,5 175,0 176,0 213,5 228,OP 206,5 217,0 257,0 221,5 282,0 253,5 307,5 362,0 145,0 221,5 155,0 •' Температу- Температура плав- плавления, С —80,2 —53,3 —62,6 —153,7 — — —¦ -ч —* —¦ 49,3 58,0 — — — —6,5 —50,0 .—. 6,6 23,9 —45,0 — — —93,7 —126,6 — 1,0 — — — _ — — 29,5 — — 51,5 — — 10,0 — 42,0
to со Вещество Энантонитрил Энантофенон Эпихлоргидрин 1,2-Эпокси-2-метилпропан Эруковая кислота Эстрагол Этан Этанол Этилакрилат а-Этилакрилнитрил а-Этилакриловая кислота Этиламин 2-Этиланизол З-Этиланизол 4тЭтилаиизол N-Этиланилин 4-Этиланилин Этилацетат Этилацетоацетат Этилбензоат Этнлбензоилацетат Этилбензол Этилбромид Этил-а-бромизобутират Этилбутират [60] Этилвинилдихлорсилан З-Этилгексан 2-Этилгексилакрилат Этилгликолат 2-Этилдисилазан Этилдифениламин Этилдихлорацетат Этилдихлорсилан [60] Этил-N, N-диэтилоксамат Этилен Этилена окись 1,2-Этиленгликоль Этилендиамин Этилен -бис- (х лораиетат) Этиленхлоргидрин Этилизобутират Этилизовалерат Этилизокапроат Этилизотиоцианат Этилиодид Зтилкамфороновый ан- гидрид Этилкарбанилат Формула C7H13N С13Н18О С.Н.СЮ С„„Н42О2 С10Н12О С2Нв С2НвО QH8O2 CEH7N QH8O2 C2H7N С9Н12О С9Н12О СВН12О С8Н N С4Н8О2 С Н.0О2 QiHi2o8 С8Н10 , С2Н5Вг С6Н„ВгО2 QH12o2 i_j4n8 \_л2*м C8H18 СцН20О2 с4н8о3 C2H,,NSi2 C14H15N С4НвС12О2 C2HeCl2Si C8H15NO3 C2H4 C2HeO C2H8N2 С9Н8С12О4 С2Н5С1О СвН 2О2 С7Н14О2 С8Н1вО2 C,H5NS С2Н51 C9HnNO2 1 21,0 100,0 — 16,5 — 69,0 206,7 52,6 —159,5 - 31.3 - 29.5 — 29,0 47,0 — 82,3 29,7 33,7 33,5 38,5 52,0 — 43,4 28,5 44,0 107,6 — 9.8 - 74,3 10.6 - 18.4 — — 20,0 50,0 14,3 — 62,0 98,3 9,6 — 76,0 —168,3 — 89,7 53,0 — 11,0 112,0 —4,0 —24,3 — 6,1 11,0 — 13,2 — 54,4 118,2 107,8 5 47,8 130,3 +5,6 — 50,0 239,7 80,0 — 148,5 — 12,0 -8,7 —6,4 70,7 — 66,4 55,9 60,3 60,2 66,4 80,0 — 23,5 54,0 72,0 136,4 + 13,9 — 56,4 35,8 + 4,0 _ + 2,1 77,7 38,8 — 42,3 130,2 34,0 — 106,3 156,3 — 73,8 79,7 + Ю,5 142,4 + 19,0 — 2,4 + 17,0 35,8 + 10,6 — 34,3 149,8 131,8 10 6,16 145,5 16,6 —40,3 254,5 93,7 —142,9 —2,3 +2,0 +5,0 82,0 — 58,3 69,0 73,9 73,9 80,6 93,8 —13,5 67,3 86,0 150,3 25,9 —47,5 48,0 15,3 15,5 12,8 91,8 50,5 — 32,3 146,0 46,3 — 24,4 121,7 -153,2 — 65,7 92,1 21,5 158,0 30,3 +8,4 28,7 48.0 22,8 — 24,3 165,0 143,7 Давление пара. 20 76,3 161,0 29,0 — 29,5 270,6 108,4 —136,7 +8,0 13,0 17,7 94,4 —48,6 83,1 88,5 88,5 96,0 109,0 —3,0 81,1 101,4 165,8 38,6 — 37,8 61,8 27,8 28,1 25,0 106,3 63,9 — 21,0 162,8 59,5 — 12,0 137,7 — 147,6 — 56,6 105,8 33,0 173,5 42,5 20,6 41,3 61,7 36,1 - 13,1 181,8 155,5 40 92,6 178,9 42,0 —17,3 289,1 124,6 —129,8 19,0 26,0 31,8 108,1 —39,8 98,8 104,8 104,7 113,2 125,7 + 9,1 96,2 118,2 181,8 52,8 — 26,7 77,0 41,5 42,1 38,5 123,7 78,1 —8,3 182,0 74,0 +0,8 154,4 —141,3 — 46,9 120,0 45,8 191,0 56,0 33,8 55,2 76,3 50,8 — 0,9 199,8 168,8 мм рт- cm 60 103,0 189,9 50,6 —9,7 300,2 135,2 —125,4 26,0 33,5 40,6 116,7 —33,4 109,0 115,5 115.4 123,6 136,0 16,6 106,0 129,0 191,9 61,8 —19,5 86,7 50,1 51,0 47,1 134.0 87,6 —0,3 193,7 83,6 9,1 166,0 — 137,3 — 40,7 129,5 53,8 201,8 64,1 42,3 64.0 85,8 59,8 Ь 7,2 211,5 177,3 100 116,8 204,2 62,0 + 1,2 314,4 148,5 —119,3 34,9 44,5 53,0 127,5 — 25,1 122,3 129,2 168,4 137,3 149,8 27,0 118,5 143,2 205,0 74,1 —10,0 99,8 62,0 63,1 58,9 147,9 99.8 + 10,4 209,8 96,1 20,4 180,3 — 131.8 - 32,1 141,8 62,5 215,0 75,0 53,5 75,9 98,4 71,9 18,0 226,6 187,9 П 200 137,7 225,0 79,3 17,5 336,5 168,7 —110,2 48,4 61,5 71,6 144,0 —12,3 142,1 149,7 149,2 156,9 170,6 42,0 138,0 164,8 223,8 92,7 +4,5 119,7 79,8 81,3 76,7 168,2 117,8 27,0 233,0 115,2 37,8 202,8 —123,4 — 19,5 158,5 81,0 237,3 91 .8 71,0 93,8 117.8 90,0 34,1 248,5 203,8 родолжение табл. 12.6 400 160,0 248,3 98,0 36,0 358,8 192,0 —99,7 63,5 80,0 92,2 160,7 +2,0 164,2 172,8 172,3 180,8 194,2 59,3 158,2 188,4 244,7 113,8 21,0 141,2 100,0 102,0 97,0 192,2 138,0 45,9 258,8 135,9 56,0 226,5 — 113,9 — 4.9 178,5 99,0 259,5 110.0 90,0 114,0 139.2 110,1 52,3 272,8 220,0 760 184,6 271,3 117,9 55,5 381,5 Р 215,0 —88,6 78,4 99,5 114,0 179,2 16,6 187,1 196,5 196,5 204,0 217,4 77,1 180,8 213,4 265,0Р 136,2 38,4 163,6 121,0 123,7 118,5 216,0 158,2 65,9 286,0 156,5 75,5 252,0 — 103,7 + Ю,7 197,3 117,2 283,5 128,8 110,1 134,3 160,4 131,0 72,4 298,0 237,0 Температу- Температура плав- плавления, СС — —25,6 — 33,5 — —183,2 -112 - 71,2 — — —80,6 — — — — 63,5 - 4,0 — 82,4 — 45,0 — 34,6 — — 94,9 —117,8 — — 93,3 — — — — —127,0 — — — — -169,0 —111,3 — 15,6 8,5 — - 69,0 — 88,2 - 99,3 — — 5,9 -105,0 — 52,5
to со ОС Продолжение табл. 12.6 Вещество 4-ЭтИЛ-1, 3-КСИЛОЛ э-Этил-1,3-ксилол 2-Этил-1,4-ксилол З-Этилкумол 4-Этилкумол Этиллевулинат Этил-/- лей цинат Этилмеркаптан Этилметиловый эфир 1 -Этилнафталин Этил- 3-нитробензоат Этилоксилат З-Этилпентан Этилпропиловый эфир Этилпропионат Этилсалицилат З-Этилстирол 4-Этилстирол 2-Этилтолуол З-Этилтолуол 4-Этилтолуол Этилтр иметилолово Этилтриметилсилан Этилтрифт орсилан Этилтрихлорацетат Этилтрихлорсилан [60] Этилтриэтоксисилан [63] 4-Этилфенетол 2-Этилфенол З-Этилфенол 4-Этилфенол Этилформиат Этилфторид Этил-2-фуроат Этилхлорацетат Этилхлорид Этил-о-хлорпропионат Этилцетиламин Этилцианацетат Этилциклогексал Этилциклопентан Этил-транс-циннамат Этил-а-этилацетоацетат Этоксидиметилфеиилсилан Этоксиметилдифенилсилан Этокситриметилсилан Этокситрифенилсилан Янтарный ангидрид Формула Cl(jHi4 ^10*^14 C10H14 СцН1в СцНю С7Н12О3 C8H17NO, C2HeS С3Н8О ^12^12 C9H9NO4 с4нвсю8 C7Hie СВН12О СвН10О2 СвН10О8 С10Н12 С10Н12 С9Н12 С9Н12 С9Н12 CBH14Sn C5H14Si C2H5F3Si С4Н5С13О2 C2H5Cl3Si C8H20O3Si C10H14O C8H10O С8Н10О С8Н10О с8н6о2 C2HBF С7Н8О3 С4Н7СЮ2 С2НВС1 свн9сю2 Ci8H39N CBH7NO2 С8Н16 С7Н14 CiiHi2O2 С8Н14О3 C10HleOSi C1BH18OSi CBH14OSi C2oH2oOSi C4H4O8 t 23,2 23,2 24,1 28,3 31,5 47,3 27,8 — 76,7 — 91,0 70,0 108,1 — 5,1 — 37,8 — 64,3 — 28,0 61,2 28,3 26,0 9,4 7,2 7,6 — 30,0 — 60,6 — 95,4 20,7 — — 48,5 46,2 60,0 59,3 —60,5 —117,0 37,6 1,0 —89,8 6,6 133,2 67,8 —14,5 —32,2 87,6 40,5 36,3 109,0 —50,9 167,0 92,0 5 49,8 49,7 50,6 55,5 Б8,4 74,0 57,3 — 59,1 — 75,6 101,4 140,2 + 18,0 — 17,0 — 45,0 — 7,2 90,0 55,0 52,7 34,8 32,3 32,7 — 7,6 — 41,4 — 81,0 45,5 — — 75,7 73,4 86,8 86,5 —42,2 — 103,8 63,8 25,4 —73,9 30,2 168,2 93,5 +9,2 —10,8 108,5 67,3 63,1 138,5 —31,0 198,2 115,0 10 63,0 62,8 64,0 68,8 72,0 87,3 72,1 — 50,2 — 67,8 116,8 155,0 29,9 — 6,8 — 35,0 + 3,4 104,2 68,3 66,3 47,6 44,7 44,9 + 3,8 — 31,8 — 73,7 57,7 — 1,6 50,5 89,5 87,0 100,2 100,2 —33,0 —97,7 77,1 37,5 —65,8 41,9 186,0 106,0 20,6 —0,1 134,0 80,2 76,2 152,7 —20,7 213,5 128,2 Давление пара. 20 77,5 77,3 78,3 83,6 86,7 101,8 88,0 — 40,7 — 59,1 133,8 173,6 42,0 + 4,7 — 24,0 14,3 119,3 82,8 80,8 61,2 58,2 58,5 16,1 — 21,0 — 65,8 70,6 + 9,7 63,4 103,8 101,5 114,5 115,0 —22,7 —90,0 91,5 50,4 —56,8 54,3 205,5 119,8 33,4 + Н,7 150,3 94,6 91,0 168,2 —9,8 230,0 145,3 40 93,4 93,4 94,1 99,9 103^3 117,7 106,0 — 29,8 — 49,4 152,0 192,6 56,0 17,5 — 12,0 27,2 136,7 99,2 97,3 76,4 73,3 73,6 30,0 — 9,0 — 56,8 85,5 22,3 77,7 119,8 117,9 130,0 131,3 — 11,5 —81,8 107,5 65,2 —47,0 68,2 226,5 133,8 47,6 25,0 169,2 110,3 107,2 186,0 +3,7 247,0 163,0 мм рт. cm 60 103,8 103,7 104,3 110,2 113,8 127,6 117,8 — 22,4 — 43,3 164,1 205,0 65,2 25,7 — 4,0 35,1 147,6 109,6 107,6 86,0 82,9 83,2 38,4 — 1,2 — 51,1 94,4 30,4 86,8 129,8 127,9 139,8 141,7 —4,3 —76,4 117,5 74,0 —40,6 77,3 239,8 142,1 56,7 33,4 181,2 120,6 127,5 196,7 11,5 258,3 174,0 100 117,2 117,2 118,0 124,3 127,2 141,3 131,8 — 13,0 — 34,8 180,0 220,3 76,6 36,9 + 6,8 45,2 161,5 123,2 121,5 99,0 95,9 96,3 50,0 + 9,2 — 43,6 107,4 41,5 99,2 143,5 141,8 152,0 154,2 +5,4 —69,3 130,4 86,0 —32,0 83,9 256,8 152,8 69,0 45,0 196,0 133,8 131,4 211,8 22,1 273,5 189,0 200 138,0 138,0 138,4 145,4 148,3 160,2 149,8 + 1,5 — 22,0 204,6 244,6 94,5 53,8 23,3 61,7 183,7 144,0 142,0 119,0 115,5 116,1 67,3 25,0 — 32,2 125,8 58,4 117,7 163,2 161,6 171,8 175,0 20,0 —58,0 150,1 103,8 —18,6 107,2 283,3 169,8 87,8 62,4 219,3 153,2 151,5 234,0 38,1 295,0 212,0 400 160,2 160,4 161,0 168,2 171,8 183,0 167,3 17,7 — 7,8 230,8 270,6 114,7 73,0 41,6 79,8 207,0 167,2 165,0 141,4 137,8 136,4 87,6 42,8 — 19,1 146,0 77,9 138,8 185,7 184,5 193,3 197,4 37,1 —45,5 172,5 123,8 —3,9 126,2 313,0 187,8 109,1 82,3 245,0 175,6 175,0 256,8 56,3 319,5 237,0 760 184,5 185,0 185,0 193,0 195,8 206,2 184,0 35,0 + 7,5 258,1 Р 298,0 135,0 93,5 61,7 99,1 231,5 191,5П 189,0 П 165,1 161,3 162,0 108,8 62,0 — 5,4 167,0 98,8 160,9 208,0 207,5 214,0 219,0 54,3 —32,0 195,0 144,2 +12,3 146,5 342,0 Р 206,0 131,8 103,4 271,0 198,0 199,5 282,0 75,7 344,0 261,0 Темпера- Температура плав ления, СС — — — — 121,0 . . — 27,0 47,0 S — 118,6 — — 72,6 1,3 . . — 104,7 — — — , — 45,0 — 4,0 46,5 —79,0 34,0 —26,0 — 139,0 . — 111,3 —138,6 12,0 „ 119,6
Таблица 12.7 Температура, °С, при которой устанавливается указанное давление паров органических веществ (выше 1 атм) [34] to со со Вещество Анилин Ацетилен Ацетон Бензол Бромбензол 1,3-Бутадиен Бутан Бутиловый спирт e/nop-Бутнловый спирт /лре/л-Бутиловый спирт Гексан Гептан Двуокись углерода 1,2-Дибромэтаи Диметиламин 2,3-Диметил бутан Диметиловый эфир Диметилоксалат 2,2- Димети лпропан Диметил сульфид Дихлордифторметан Дихлорфторметан 1,2-Дихлор-1,1,2,2-тет- 1,1-Дихлорэтан 1,2-Дихлорэтан цис-\,2-Дихлорэтилен трансЛ, 2-Дихлорэтилен Дициан Диэтиламин Диэтиловый эфир Диэтилсульфид Додекан Изобутиловый спирт Изобутилформиат Изомасляная кислота Иодбензол Масляная кислота Метан Метанол Метиламин Метилацетат Метилбромид 2-Метилбутан Метилбутират Метилизобутират Метилиодид Метилмеркаптан Формула C6H7N С2Н2 С3Н6О СвНв5Вг С4Не С4Н10 С4Н10О С4Н10О С4Н10О С7Н16 со2 С2Н4Вг2 C2H7N с6н14 С2НвО с4нво4 С5Н12 C2HeS CC12F2 CHC12F LoLilgri C2H4CI2 C2H4C12 C2H2C12 С2Н2С12 C2N2 C-HuN С4Н10О C4H10S С12Н2е С4Н10О с4н8Ъ22 СвН51 с4н8о2 сн4 СН4О CH5N С3Н6О2 СН3Вг с5н12 С6Н]0О2 С^Н10О2 СН31 CH4S 1 184,4 —84,0 56,5 80,1 156,2 —4,5 —0,5 117,5 99,5 82,9 68,7 98,4 —78,2 131,5 7,4 58,0 —23,7 163,3 9^5 36,0 —29,8 8,9 3,5 57,3 83,7 59,0 47,8 —21,0 55,5 34,6 88,0 214,5 108,0 98,2 154,5 188,6 163,5 —161,5 64,7 —6,3 57,8 3,6 27,8 102,3 92,6 42,4 6,8 2 212,8 —71,6 78,6 103,8 186,2 + 15,3 + 18,8 139,8 118,2 102,0 93,0 124,8 —69,1 157,7 25,0 82,0 —6,4 189,6 29,5 57,8 —12,2 28,4 22,8 80,2 108,1 82,1 69,8 —4,4 77,8 56,0 112,0 248,2 127,3 121,8 179,8 220,0 188,3 —152,3 84,0 + 10,1 79,5 23,3 48,8 127,5 116,7 65,5 26,1 5 254,8 —50,2 113,0 142,5 232,5 47,0 50,0 172,5 147,5 130,0 131,7 165,7 —56,7 200,0 53,9 120,3 +20,8 228,7 61,1 92,3 + 16,1 59,0 54,0 117,3 147,8 119,3 104,0 +21,4 113,0 90,0 153,8 300,0 156,2 157,8 217,0 270,0 225,0 —138,3 112,5 36,0 113,1 54,8 82,8 166,7 155,2 101,8 55,9 Давление пара. 10 292,7 —32,7 144,5 178,8 274,5 76,0 79,5 203,0 172,0 154,2 166,6 202,8 —39,5 237,0 80,0 155,7 45,5 90,7 124,5 42,4 87,0 82,3 150,3 183,5 152,3 135,7 44,6 145,3 122,0 190,2 345,8 182,0 192,4 250,0 315,7 257,0 —124,8 138,0 59,5 144,2 84,0 114,5 203,0 190,2 138,0 83,4 20 342,0 —10,0 181,0 221,5 327,0 114,0 116,0 237,0 204,0 184,5 209,4 247,5 —18,9 269,0 111,7 198,7 75,7 127,6 163,8 74,0 121,2 117,5 192,7 226,5 194,0 174,0 72,6 184,5 159,0 234,0 212,5 234,0 289,0 371,5 295,0 —108,5 167,8 87,8 181,0 121,7 154,0 244,5 232,0 176,5 117,5 атм 30 375,5 +4,8 205,0 249,5 359,8 139,8 140,6 259,0 230,0 207,0 — —5,3 286,0 132,2 225,5 96,0 — 152,5 188,5 95,6 144,0 140,9 220,0 254,0 221,5 199,8 91,6 210,0 183,3 263,0 — 232,0 261,0 315,0 406,0 319,0 —96,3 186,5 106,3 205,0 147,5 180,3 272,0 259,5 206,0 140,0 40 400,0 16,8 214,5 272,3 387,5 160,0 — 277,0 251,1 222,5 — +5,9 295,0 149,8 — 112,1 — — 209,0 162,6 — 243,0 272,0 244,5 220,0 106,5 — 251,0 — 336,0 437,2 338,0 —86,3 203,5 121,8 225,0 170,2 — .— — 228,5 157,7 50 422,4 26,8 — 290,3 — — — — — — —. 14,9 300,0 162,6 — 125,2 — — 224,5 — 177,5 — 261,5 285,0 260,0 236,5 118,2 . — — — — — — — 352,0 214,0 133,7 190,0 .— — — 248,0 172,0 60 34,8 — — — — — — — — — .— 22,4 304,5 — — — — — — —, — — — — — _ — — — —. — —. — — — — 224,0 144,6 — — —. —. — — 185,0 Критичес- Критическая темпе- температура, °С 426,0 36,0 235,0 290,5 397,0 161,8 152,8 287 265 235,0 234,8 266,8 31,1 309,8 164,5 227,4 126,9 260,0 159,0 229,9 111,5 178,5 145,7 261,5 288,4 271,0 243,3 126,6 223,3 193,8 283,8 385 265 278,0 336 448,0 355 —82,1 240,0 156,9 233,7 194 187,8 281,2 267,5 255 196,8 Критичес- Критическое давле- давление, атм 52,4 62,0 47,0 50,1 44,6 42,6 36,0 48,4 48,0 49,0 29,6 26,9 73,0 70,6 52,4 30,7 52,0 9,5 33,0 54,6 39,6 51,0 32,3 50,0 53,0 57,9 54,5 58,2 36,6 35,5 39,1 17,5 48,0 38,0 40,0 44,7 52,0 45,8 78,7 73,6 46,3 51,6 32,8 34,2 33,9 54,6 71,4
Продолжение tafiji 12.7 to *• r*s Вещества 2-Метилпропан Метил пропионат Метилформиат Метилфторид Метилхлорид Окись углерода Октан Пентан Пропадиен Пропан 1-Пропанол 2-Пропанол Пропиламин Пропилацетат Пропилен Пропилформиат Пропин Пропионовая кислота Сероуглерод Синильная клслота Тетраметилснлан Толуол Трнхлорметан 1,1,2-Трихлор-1,2,2- трифторэтан Трихлорфторметан Уксусная кислота Уксусный ангидрид Фенол Фосген Фторбензол Хлорбензол Хлордифторметан Хлортрифторметан 1-Хлор-1,2,2-трифтор- этилен Циклогексан Четыреххлористый углерод Этан Этанол Этиламин Этнлацетат Этилбензол Этилбромид Этилен Этнлизобутират Этнлмеркаптан Этилметиловый эфир Этилпропиловый эфир Этилпропионат Этилформиат Этилфторид Э тилхлорид Формула С4Н10 C4HSO2 С2Н4О2 CH8F СН3С1 СО С8Н18 CbHio СзН4 с3н8 С3Н8О С8Н8О C3HBN QH10o2 с3нв С4Н8О2 с3н4 с3н6о2 cs2 HCN C4H12Si с7н8 СНС1, C2C13F3 CC18F с2н4о2 С4Ы6О3 С„Н6О СС12О CH.F С3Н5С1 CHClFo CC1F3 C2C1F3 C«Hi2 CC14 C2H6 C2HeO C2H7N C4HgO2 CrH10 C2H6Br C2H4 C6H12O2 C2HeS C3H8O QH12o C5H10O2 C3H6O2 C2H6F С2НБС1 1 —11,7 79,8 32,0 —78,2 —24,0 — 191,3 125,6 36,1 —35,0 —42,1 97,8 82,5 48,5 101,8 —47,7 81,8 —23,3 141,1 46,5 25,8 27,0 110,6 61,3 47,6 23,7 118,1 139,6 181,9 8,3 84,7 132,2 —40,8 —81,2 —27,9 80,7 76,7 —88,6 78,4 16,6 77,1 136,2 38,4 —103,7 110,1 35,0 7,5 61,7 99,1 54,3 —32,0 12,3 2 +7,5 103,0 51,9 —64,5 -6,4 —183,5 152,7 58,0 —18,4 —25,6 117,0 101,3 69,8 126,8 —31,4 104,3 —7,1 160,0 69,1 45,5 48,0 136,5 83,9 70,0 44,1 143,5 162,0 x 208,0 27,3 109,9 160,2 —24,7 —66,7 —11,1 106,0 102,0 —75,0 97,5 35,7 100,6 163,5 60,2 —90,8 135,5 56,6 26,5 85,3 123,8 76,0 — 16,7 32,5 5 39,0 139,8 83,5 —42,0 +22,0 —170,7 196,2 92,4 +8,0 + 1,4 149,0 130,2 102,8 165,7 —4,8 142,0 + 19,5 186,0 104,8 75,5 82,0 178,0 120,0 105,5 77,3 180,3 194,0 248,2 57,2 148,5 205,0 +0,3 —42,7 + 15,5 146,4 141,7 —52,8 126,0 65,3 136,6 207,5 95,0 —71,1 174,2 90,7 56,4 123,1 162,7 110,5 +7,7 64,0 Давление пара. 10 69,3 172,6 112,0 —21,0 47,3 —161,0 235,8 124,7 33,2 26,9 177,0 157,0 133,4 200,5 + 19,8 176,4 43,8 203,5 136,3 103,5 113,0 215,6 152,3 138,0 108,2 214,0 221,5 283,8 85,0 184,4 245,3 24,0 — 18,5 40,0 184,0 178,0 —32,0 151,8 91,8 169,7 246,3 126,8 —52,8 210,0 121,9 84,0 156,2 197,8 142,2 30,2 92,6 20 108,7 212,5 147,2 +2,6 77,3 — 149,7 281,4 164,3 64,5 58,1 210,8 186,0 170,0 242,8 49,5 217,5 74,0 220,0 175,5 134,2 152,0 262,5 191,8 177,7 146,7 252,0 253,0 328,7 119,0 227,6 292,8 52,0 + 12,0 71,1 228,4 222,0 —6,4 183,0 124,0 209,5 294,5 164,3 —29,1 253,0 159,5 108,0 197,2 240,0 180,0 57,5 127,3 атм SO 137,5 239,0 169,7 15,5 97,5 —141,9 — 191,3 85,5 78,7 232,3 205,0 194,3 269 70,0 245,0 94,0 228,0 201,5 154,0 178,0 292,8 216,5 205,0 172,0 276,5 272,8 358,0 141,8 257,0 324,4 70,3 34,8 91,9 257,5 251,2 + 10,0 203,0 146,0 235,0 326,5 188,0 —14,2 280,0 184,3 141,4 223,0 264,5 205,0 75,7 149,5 40 ___ 188,5 26,5 113,8 — — 103,5 94,8 250,0 220,2 214,5 — 85,0 — 111,5 233,0 222,8 170,2 — 319,0 237,5 — 194,0 297,0 288,5 382,1 159,8 279,3 349,8 85,3 52,8 — 276,0 23,6 218,0 163,0 — — 206,5 —1,5 — 204,7 160,0 — — 225,0 90,0 167,0 SB — 213,0 36,0 126,0 — — 118,0 — — 232,0 — — — — 125,0 238,0 240,0 183,5 — 254,0 — — 312,5 — 400,0 174,0 — — — — — — 230,0 176,0 . . 220,0 +8,9 — 220,0 — — — 185,0 60 — — — 43,5 137,5 — — — — — — — — — — — — — 256,0 — — — — — — — 418,7 — — — — — — — — 242,0 — 229,5 — — — — — — — Критичес- Критическая темпе- температуря, "С 134,0 257,4 214,0 44,9 143,8 —138,7 296,2 197,2 120,7 96,8 263,7 235 223,8 276,2 91,4 264,8 128,0 239,5 273,0 183,5 185,0 320,6 260,0 214,1 198,0 321,6 296,0 419,0 181,7 286,5 359,2 96,0 53,0 107,0 279,9 283,1 32,3 243,5 183,2 250,1 346,4 230,8 9,6 280,0 225,5 164,7 227,4 272,8 235,3 102,2 187,2 Критичес- Критическое давле ние, атм 37,0 39,3 59,1 62,0 65,8 34,6 24,7 33,0 51,8 42,0 49,9 53 46,8 33,2 45,4 39,5 52,8 53, С 72,9 50,0 33,0 41,6 54,9 33,7 43,2 57,2 46,0 60,5 56,0 44,7 44,6 48,7 40,3 39,0 39,8 45,0 48,2 63,1 55,5 37,9 38,1 61,5 50,7 30,0 54,2 43,4 32,1 33,2 46,8 49,6 52,0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вукалович М. П. Термодинамические свойства Bi-ды и водяного пара. М., Машгиз, 1955. 2. Несмеянов А. Н. Давление пара химических эле- элементов. М., Изд-во АН СССР, 1961. 3. Cailletet L., Colardean, Riviere. Compt. rend., 1900, v. 130, p. 1585. 4. Bernhardt F. Phys. Z., 1926, Bd 26, S. 265. 5. Honig R. E., Hook H. O. R. C.A. Rev., 1960, v. 21, p. 360. 6. Witt W. P., Barrow R. F. Trans. Faraday Soc, 1959, v. 55, p. 730. 7. Давление пара фтористого алюминия.— «Ж- неор- неорган, химии», 1959, т. 4, с. 2196 (Авт.: Евсеев А. М., Пожарская Г. В., Несмеянов А. Н., Гераси- Герасимов Я. И.) 8. Давление насыщенного пара фтористого бериллия.— «Ж- неорган, химии», 1959, т. 4, с. 2192 (Авт.: Хан- дамирова Н. Э., Евсеев А. М., Пожарская Г. В. и др.) 9. Несмеянов А. Н., Фирсов Л. П. «Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. Металлургия и топливо», 1959, № 3, с. 150. 10. Shimazaki Wada. Bull. Chem. Soc. Japan, 1956, v. 29, p. 294. 11. Диев Н. П., Давыдов В. Н. «Изв. вост. филиалов АН СССР», 1957, № 7, с. 60. 12. Несмеянов А. Н., Ильичева И. А. «Ж- физ. хи- химии», 1958, т. 32, с. 422. 13. Измерение давления насыщенного пара твердых сплавов методом радиоактивных индикаторов.— «Ж- физ. химии», 1956, т. 30, с. 1250 (Авт.: Несмея- Несмеянов А. Н., Иофа Б. 3., Стрельников А. А., Фир- Фирсов В. Г.) 14. Корнеева И. В., Беляев А. В., Новоселова А. В. «Ж- неорган, химии», 1960, т. 5, с. 3. 15. Малышев В. В. «Теплофизика высоких темпера- температур», 1974, т. 12, с. 743. 16. Малышев В. В. «Теплофизика высоких темпера- температур», 1973, т. II, с. 1010. 17. Малышев В. В. «Атомная энергия», 1973, т. 34, с. 42; В сб.: «Теплофизические свойства газов». V М., «Наука», 1973. 18. Несмеянов А. Н., Сазонов А. А. «Ж- неорган. химии», 1957, т. 2, с. 1183. 19. Несмеянов А. Н., Сазонов А. А. «Ж- неорган, химии», 1959, т. 4, с. 230. 20. Давление пара фтористого лития. «Ж- неорган. химии», 1959, т. 4, с. 2189 (Авт.: Евсеев А. М., По- Пожарская Г. В., Несмеянов А. Н., Герасимов Я. И.) 21. Несмеянов А. Н., Сазонов А. А. «Ж- неорган, химии», 1959, т. 4, с. 231. 22. Несмеянов А. Н., Белых Л. П. «Ж. физ. химии», 1960, т. 34, с. 841. 23. The Vapour pressure of sodium fluoride. J. Phys. Chem., 1957, v. 61, p. 384. (Aufh.: Sense K. A.. Ale- Alexander C. A., Bowman R. E. e. a.) 24 Treadwell W. D., Werner W. Z. angew. Math und Phys., 1953, Bd 4, S. 459. 25 Несмеянов А. Н., Иофа Б. З. «Ж. неорган, хи- химии», 1959, т. 4, с. 486. 26. Horbe R., Knacke О.—Z. Erzbergbau und Metallenhut- tenwesen, 1959, Bd 12, S. 321. 27 Darnell A. J., McCollum W. A., Milne T. A. J. Phys. Chem., 1960, v. 64, p. 341. 28 Ackermann R. J., Gilles P. W. J. Chem. Phys 1956, v. 25, p. 1089. 29 Кац Дж., Рабинович Е. Химия урана. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1954. 30. Попов М. М., Костылев Ф. А., Зубова Н. В. «Ж. неорган, химии», 1959, т. 4, с. 1708. 31. Wang Ke-Chin. J. Amer. Ceram. Soc, 1960, v 43, p. 509. 32. Кориеева И. В., Соколов В. В., Новоселова А. В. «Ж- неорган, химии», 1960, т. 5, с. 241. 33. Авербух Б. Д., Ветренко Е. А., Чуфаров Г. И. «Ж- прикл. химии», 1959, т. 32, с. 1221. 34. Кэй Дж., Лэби Т. Справочник физика-эксперимен- физика-экспериментатора. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1949. 35. Jarry R. L., Miller H. С. J. Phys. Chem., 1956, v. 60, p. 1412. 36. Ruff О., Le Boucher L. Z. anorgan. Chem., 1934, Bd 219, S. 376. 37. Hildenbrandt D. L. J. Amer. Chem. Soc, 1958, v. 80, p. 4129. 38. Fischer J., Rudzitis E. J. Amer. Chem. Soc, 1959, v 81, p. 6375. 39. Cabicciotti D., Keneshea F. J. J. Phys. Chem., 1959, v. 63, p. 295. 40. Рысс И. Г. Химия фтора и его неорганических сое- соединений. М., Госхимиздат, 1956. 41. Palko A. A., Ryon A. D. J. Phys. Chem., 1958, v. 62, p. 319. 42. Сун Инь-Чжу, Морозов И. С. «Ж. иеорган. хн- мии», 1959, т. 4, с. 492. 43. Iodine pentafluoride. Freezing and boi''r.ng point, heat of vaporisation and Vapour pressure temperature re- relation.— J. Amer. Chem. Soc, 1954, v. 7,6, p. 4843 (Auth.: Rogers M. Т., Speirs J. L., Thompson H. В., Panish M. B.) 44. Грачев Н. С, Кириллов П. Л. «Инж.-физ. журн.», 1960, т. 3, с 62. 45. Wartenberg H., Schulz H. Z. Elektrochemie, 1921, Bd 27, S. 568. 46. Douglas Т. В., Dever J. L. J. Res. Nat. Bur. Stan- Standards, 1954, v. 53, p. 81. 47. Makansi M. M., Muendel С. Н. J. Phys. Chem., 1955, v. 59, p. 40. 48. Ситтиг М. Натрий, его производство, свойства и применения. Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1961. 49. Weinstok В., Weaver Е. Е., Malm J. G. J. Inorg. and Nucl. Chem., 1959, v. 11, p. 104. 50. Wartenberg H., Bosse O. Z. Elektrochemie, 1922, Bd 28, S. 384. 51. West Estal D. J. Amer. Chem. Soc, 1959, v. 81, p. 29. 52. Hoffman С J., Jolly W. H. J. Phys. Chem., 1957, v. 61, p. 1574. 53. Fairbrother F., Frith W. C.^J. Chem. Soc, 1951, Nov., p. 3051. 54. Oliver G. D., Milton H. Т., Grisard J. W. J. Amer Chem. Soc, 1953, v. 75, p. 2827. 55. Hu J.-H , White D., Johnston H. L. J. Amer. Chem. Soc, 1953, v. 75, p. 5642. 56. Schnitzlein Q. O. J. Phys. Chem., 1952, v. 56, p. 233. 57. Ruff O., Clusius K. Z. anorgan. Chem., 1930, Bd 190, S. 267. 58. Jarry R. L. J. Phys. Chem., 1957, v. 61, p. 498. 59. Clegg H. P., Rowlinson J. S-, Sutton J. R. Trans. Faraday Soc, 1955, v. 51, p. 1327. 60. Jenkins A. S-, Chambers G. F. Ind. Engng Chem., 1954, v. 46, p. 2367. 61. 3,3-dimethyl-2-thiabutane: chemical thermodinamic properties and barriers to internal rotation.— J. Chem. Phys. 1962, v. 36, p. 406 (Auth.: Scott D. W., Good W. D., Todd S. S. e.a.) 62. Li J. C, Pitzer K- S. J. Amer. Chem. Soc, 1956, v. 78, p. 1077. 63. Douglas Т. В., Dever J. L. J. Amer. Chem. Soc, 1954, v. 76, p. 4826. 9—748 245
ГЛАВА 13 КРИТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВЕЩЕСТВ И ВИРИАЛЬНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ 13.1. ВИРИАЛЬНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ Термодинамическое уравнение состояния опреде- определяется как соотношение экспериментальных Р, V, Т-данных, выраженное в произвольной аналитической форме: f(P, V, Г) = 0, A3.1) где Р — давление; Т — температура; V — мольный объем газа. Теоретическая форма изотермы уравнения состояния реального неионизованного газа имеет вид так называемого вириального разложения: PV RT = 14- В (Т) С (Т) D (Т) J/2 ... A3-2) где R — универсальная газовая постоянная. Коэф- Коэффициенты В(Т), QT), ... называются соответственно вторым, третьим и т. д. вириальными коэффициентами; они зависят только от температуры и полностью опре- определяются температурой и потенциалами взаимодействия молекул газа. В частности. где ?/(/•) — бинарный межмолекулярный потенциал; k— постоянная Больцмана. Аналогичные выражения для С(Т), D(T), ... используются как для вычисления ви- риальных коэффициентов при известном межмолеку- межмолекулярном потенциале, так и для решения обратной зада- задачи. В табл. 13.1 приведены значения второго вириаль- вириального коэффициента для некоторых газов в зависимости от температуры. Таблица 13.1 Второй вириальиый коэффициент некоторых газов В, см3/моль Т, °К Аг, аргон [1] 84,80 88,30 92,31 95,07 101,41 108,16 133,16 142,60 150,66 163,20 176,70 188,20 203,20 223,2 239,8 248,2 273,2 295,0 298,2 323,2 348,2 —413,98 —381,69 —351,63 —333,50 —269,75 —266,10 —279,28 —156,10 —142,7 — 121,62 —103,30 — 91,03 — 77,24 — 62,10 — 52,10 — 47,43 — 36,69 — 27,40 — 26,60 — 18,55 — 12,24 373,2 398,2 423,2 447,2 473,2 573,2 673,2 773,2 873,2 В, см31моль 6,87 1.59 2,42 6,18 8,28 17,88 26,13 29,48 32,34 F2 фтор [2] 293,2 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 —21 —2,0 8,0 14 18 21 23 25 27 28 Продолжение табл. 13.1 г, °к н2, 14 16 18 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 300 400 500 600 700 800 900 10С0 1200 1400 Не, 14 15 16 17 18 19 20 21 293,2 4С0 500 В, СМ3/МОЛЬ водород [2—4] —255 —212 —181 — 156 — 114 — 87 — 69 — 56 — 50 — 38 — 30 — 24 — 19 12,1 12,3 14,4 15,0 15,7 16,4 16,7 16,7 16,7 16,6 гелий [2,4] — 11,5 — 10,5 — 8,9 — 7,5 — 6,2 — 5,1 — 4,0 — 3,1 11,5 10,94 10,72 600 700 800 1000 1200 В, см3/моль 10,51 10,32 10,13 9,81 9,58 JHe, гелий-3 [5] 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 —1350 — 672,5 — 446,7 — 333,8 — 266,0 — 220,9 — 188,6 — 164,4 — 145,6 — 130,6 — 118,2 — 108,0 — 99,3 — 91,8 — 85,4 Кг, криптон 12,6] 107,55 109,94 112,28 115,35 118,50 121,47 128,14 132,13 138,07 293,2 400 500 —387 —365 —350 —331 —315 —302 —271 —255 —237 — 54 — 23 — 7,25 242
ooo oo ?L co"f- oo" я ~- со oo < CO CO CO -H —i CM<N <N <N <N со oo"op"o < о , , fa. |8 oo"o t a > о о о -г* ^2 S3 "* ^ I 8. со a g ^oco^- Q., , CO LO CO t^ *-> С О сТ -" <N ¦* «S t ) О О О О О < ) О О О О Q < i <P LO CD Г*- 00 С 1 00 ¦* t^ ¦* оо со ю -и 5*сооочт 06 r~ co"<N'to«Го--"со ¦ J о I 'ТТ о> •* t~ oo o> CO#'t^COb- —' —' СМ !М 77 м м I м ?J, юосОФО'-юоч'О я S СО О Ч"О> OCN 00 2 О О О О< ) Ч1 LOCD С^ С oo"o s g:OC 1 О О с 1 О О ! > t^ 00 ( О О О О с о о о о < LO CD Г~ 00 ( I r~ oo •* О <N —' 293, 500 900 ?1 X о n о у О) о—< CO t"- 7 i LO 8 500 О^ СО t^ СО О 1 СО—'( aiCOuOO СО CN —« »—' I I II I I 18 S 1 ^+ч И" СООООО CM^iOCDt ООс 3 m 00 CD — "-< 00 Г~ CO o> oJ t--" —<* o> t-" со oo ¦* ai 00-*— -и <M <N Л CO I I I I oooooooooo< S и Ч1 CO ¦ —¦ О CO ¦ 00ООООООО: ЙООООООО! CNJOCDf000OC CD CO -^ LO <N О CD CO <N 00 00 СО о 00 О <N O> Ю СО »—' CM <N CN СЧ СО СО С CN t^ <J> CN t^ t^ -^ с о <• -н со t^ oo сз с : Ю—I : Г~ CD COOJCOCOCOC-iCOCOCOCO 2 Ю oo" СЛ со" CO e О О <¦ о о< CD f- С 3 О ООО< ел оо о о о с CN «С LO Of- 00 С см о о о о о О О О О О см со" о ° о о о
Продолжение табл. 13.1 Продолжение табл. 13.1 Г, °К СН4 298,2 400 500 600 700 8С0 900 1000 1200 1400 В, см3/моль , метай [2] —367 —172 — 66 — 0,8 45 77 101 120 147 164 С2Н4, этен (этилен) [2] 298,2 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 — 140 — 72 — 36 — 13 2,5 14 22 29 38 44 С2Н2, этин (ацетилен) [2] 298,2 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 с3н8. 295,4 306,5 317,6 327,6 337,8 347,9 357,9 368,2 377,7 388,5 400,1 412,9 С4Н! 296,4 307,5 318,2 328,9 337,8 348,4 358,4 368,4 377,9 387,6 —157 — 87 — 51 — 28 — 12 — 1,0 7 14 23 19 пропан [8] —399 —369 —339 —324 —299 —274 —265 —244 —229 —213 —201 —182 0, бутан [8] —720 —667 —619 —568 —533 —501 —466 —440 —410 —383 г, °к 400,4 413,4 QHx 298,2 306,1 318,1 329,0 339,0 349,0 358,0 368,0 378,9 388,4 401,0 413,6 QH14, 313,5 318,1 324,0 332,1 338,5 339,9 342,4 347,3 354,0 360,2 368,0 378,4 387,2 398,3 413.1 В, смг/моль —353 —322 2, пентан [8] — 1194 —1117 —1011 — 923 — 863 — 800 — 758 — 701 — 652 — 612 — 578 — 517 гексан [8] —1676 —1637 —1496 —1419 —1326 — 1310 —1289 — 1239 — 1194 —1147 —1075 — 981 — 913 — 895 — 771 С7Н1В, гептан [8] 349,4 358,3 368,5 378,1 384,1 400,8 413,7 Qb 373,0 378,2 383,2 384,1 388,2 393,5 403,5 413,5 QHA, 319,2 326,7 333,2 342,3 348,2 351,3 366,2 378,0 386,3 396,7 —1819 —1691 —1560 — 1446 — 1325 — 1212 —1108 8, октан [8] —2122 —2048 —1939 — 1869 — 1829 —1778 — 1641 — 1518 метилформиат [91 —840 —760 —710 —660 —640 —610 —550 —500 —470 —440 г, °к С3Н6О2, 323,2 328,4 335,8 338,2 345,5 353,2 359,8 368,2 374,3 378,8 383,6 391,0 с3н6о2, 323,0 329,8 333,2 337,7 340,7 348,3 368,2 382,0 388,2 " 394,8 В, см'/моль метилацетат [9] —1240 —1210 —1150 — 1080 — 1000 — 960 — 890 — 850 — 820 — 810 — 785 — 740 этилформиат [9] — 1090 —1000 — 960 — 930 — 875 — 830 — 730 — 650 — 625 — 590 г, °к С4Н8О 330,2 333,5 336,8 343,2 348,2 353,2 358,6 368,2 375,1 383,6 390,2 398,7 С4Н8О2, 228,6 333,2 337,6 342,3 347,4 351,4 361.1 367,2 377,1 385,0 397,1 400,1 с4н„о2, 228,6 333,2 339,6 347,0 В, см3/моль 2, этилацетат [9] —1550 —1490 — 1470 —1300 — 1260 —1240 — 1160 — 1080 — 1040 — 930 — 875 пропилформиат [9 — 1530 —1440 — 1390 — 1370 — 1270 — 1190 — 1140 —1060 — 960 — 900 — 860 — 845 метилпропионат (91 —1610 — 1540 —1455 — 1340 244
Продолжение табл. 13.1 г,°к 352,4 353,2 360,8 368,2 381,7 387,4 398,9 В, сммоль —1310 — 1240 —1230 —1110 — 1070 — 940 — 905 CF4, четырехфтористый углерод (фреон-14) [2, 10) 273,2 298 303 323 348 373 398 423 448 473 498 523 548 573 593 623 700 800 900 1000 1200 1400 — 111 — 88,3 — 84 — 70 '- 56 — 43,5 — 33,2 — 24,4 — 16,8 — 10,1 — 4,25 1,0 5,6 9,80 13,6 17,05 26,03 34,9 41,5 46,5 . 53,6 58,2 г °к CF2C12, В. смв/моль дифтордихлорметан (фреон-12) [2] 298 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 CHFC15 298, 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 сне 298 400 500 600 700 800 2 —449 —264 —167,5 — 108 — 69 — 40 — 18,4 — 1,6 22,1 38,5 , фтордихлорметан (фреон-21) [2] 2 —562,3 —335 —223 —156 —111 — 79 — 55,2 — 36,8 — 10,4 — 7,5 з, хлороформ [2] 2 —1354 — 581 — 348 —241 —181 — 142 г, °к 900 1000 1200 1400 СН3С1, l(hr \Ч>\ 298,2 400 500 600 700 800 ! 1000 1200 1400 50% Н 14 15 16 17 Продо л ж е иие В, сма/моль —116 — 96 ' — 69,8 — 52,5 метил хлористый jeoj'-'tm r9] —420 —208 —128 — 86 — 44 — 31,6 — 10 — 1,8 3,9 2—50% Не [И] —38 —33 —28 —25 г, °К 18 19 20 21 50% Аг—1 108 111 115 119 124 та в 0% 50% СО2—50% 303,2 333,2 363,2 б л. 13.1 СМа/МОАЬ —22 —19 —17 —15 Кг [6] —236 —225 —208 —198 — 186 Не[11) 21,6 24,6 22,6 50% СО2—50% АгA1] 303,2 333,2 363,2 —31,8 —25,8 —19,6 13.2. ПАРАМЕТРЫ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ПЕРЕХОДА ЖИДКОСТЬ — ПАР Уравнение состояния A3.1) имеет единственную точку с параметрами Ркр> Гкр, 1/кр, определяемую из условий (dPldV)KV = = 0. Эта точка называется критической, а параметры — соответственно критическим давлением, критической температурой и критическим объемом. Критическая точка является одним из концов линии перехода жид- жидкость — пар: при температурах выше критической переход жидкость — пар осуществляется без скачка плотности. Критическая точка характеризуется исчез- исчезновением мениска в капилляре, обращением в нуль теплоты испарения и обращением в бесконечность сжи- сжимаемости (dV/dP)m. Критические параметры веществ приведены в табл. 13.2. Помимо вириального разложения A3.2) для аппрок- аппроксимации экспериментальных данных часто используют уравнение состояния Ван-дер-Ваальса: коэффициенты которого связаны с параметрами крити- критической точки: о = B7/8) RTKpb, Ь = КГкр/8Ркр. Коэффициент Ь приблизительно равен учетверенному собственному объему молекул газа. За некоторыми исключениями (водород в органических соединениях и т. п.), для коэффициентов Ван-дер-Ваальса справед- справедливы отношения аддитивности: V °А '^B== V пА где ад и Ьд— коэффициенты Ван-дер-Ваальса для газа, состоящего из молекул типа А; ав и Ьв— коэффициенты для газа, состоящего из молекул типа В; адв и ЬАВ — коэффициенты йля смеси этих газов. 245
Формула Критические параметры и коэффициенты Название Элементы Аг Br2 Cl2 Cs F2 H2 D2 DH T2 HT DT He 3He Hg I К Кг Li Na N2 N'e o2 O3 P Rb Rn S Xe Аргон Бром Хлор Цезий Фтор Водород равновесный » нормальный Параводород Дейтерий равновесный » нормальный Дейтеро-водород Тритий нормальный Водород-тритий Дейтеро- тритий Гелий Гелий-3 Ртуть Иод Калий Криптон Литий Натрий Азот Неон Кислород Озон Фосфор Рубидий Радон Сера Ксенон v Неорганические соединения BBr3 BC13 BF3 B2He со со2 COS cs2 C2N2 FC1O3 F2O GeCl4 HBr HC1 HCN HF HI H2O D2O H2O2 H2S H2Se NF-, NH3 NO NOC1 * Трехбромистый бор Треххлористый бор Трехфторнстый бор Дибораи Окись углерода Двуокись углерода Сероокись углерода Сероуглерод Дициан Перхло ри лфтори д Окись фтора Четыреххлористый германий Бромистый водород Хлористый водород Цианистый водород Фтористый водород Йодистый водород Вода Окись дейтерия (тяжелая вода) Перекись водорода Сероводород Селенистый водород Трехфтористый азот Аммиак Окись азота Хлористый нитрозил Ркр, атм 48,0 102 76,1 145 55 12,8 12,797 12,759 16,3 16,432 14,645 20,8 16,4 17,3 2,26 1,17 1640 + 50 — 160 54,27 680 350 33,54 26,86 50,14 54,6 824 157 62,43 116,0 57,64 38,2 49,2 39,52 34,529 72,85 62 78 59 53,0 48,9 38,0 84,0 81,5 53,5 55 80 218,39 215,70 214 88,9 91,0 44,72 111,3 64 92,4 Ван-дер-Ваальса некоторых Т °К 150,71 .584,15 417,15 2057 + 40 144 33 33,244 32,976 38,4 38,35 35,908 43,7 38,3 39,5 5,20 3,35 1460 + 20 826 2228+330 209,38 3200+600 2570 + 350 126,25 44,43 154,78 261,05 968 2093 + 35 377,5 1313 289,74 573,2 452 260,9 289,65 132,91 304,19 375,4 552 400 368,32 215,15 550 362,95 324,55 456,65 144 423 647,3 644,05 730 373,6 410,2 233,9 405,5 180 438,2 Критичес- Критическая плот- плотность pKOf г/см' 0,531 1,18 0,573 .—. — 0,032 0,031 — — 0,067 0,048 0,112 — 0,085 0,0639 — 5D.2) — 0,908 — — 0,311 0,484 0,41 0,54 — — 0,403 1,155 0,90 0,79 — 0,166 0,301 0,468 — 0,44 — — 0,562 — 0,825 0,42 0,195 0,29 1,09 0,32 0,338 — 0,349 0,235 0,52 см'/моль 75,2 135 124 311 — 61,8 64,99 — — 60,3 62,8 53,7 60,3 Е8,5 57,8 — 48 — 209 92,2 66 116 90,1 41,7 78 89,4 — 247 — 80 119,5 278 148 — 167 93,06 94,04 — 170 .— — 97,0 — 98 48 138,6 69 117 56 54,8 — 97,7 — 72,48 58 газов и смесей Литера- Литература [2, 12] [2, 13] [2, 12, 13] [14] [131 [15] [2, 13] [13] [2] [2, 13] [2, 13] [2, 13] [2] [2, 13] [2, 13, 15] [13] [2, 10, 17] [16] [2] [2, 12, 13] [14] [14] [2, 16] [2, 12, 13] [13, 16] [2, 13,15] [2, 13] [14] [13] [2] [2, 12] [18] [2] [2] [2, 19] [2, 16] [2, 16] [2] [2, 16] [2] [2] [2, 13] [18] [2, 12, 13] 2, 12, 13] [2] [2, 13] [2, 13] [2, 13, 16] 2, 13, 19] [2] [2, 12, 16] [18] [21 [2, 12] [2, 12] [18] п. Н'М МОЛЬ2 0,1344 0,8947 0,6497 0,1071 0,0242 0,0245 0,0242 0,0257 0,0254 0,0250 0,0261 0,0254 0,0233 0 00338 0,00272 — — 0,2295 0,1350 0,2088 0,1358 0,3546 0,3231 0,6485 0,4051 0,4365 1,5196 0,3931 0,6032 0,14536 0,36088 0,6458 1,1099 0,7705 0,7272 0,26896 2,2618 0,4456 0,3672 1,1074 0,10712 0,6355 0,5451 0,5464 0,7075 0,4461 0,5251 0,3473 0,4197 0,14384 0,5898 Ь, см'/моЫ! 32,213 58,758 56,241 . 26,861 26,451 26,653 26,517 24,170 23,946 25,1562 21,556 23,961 21,290 23,606 29,376 — — 39,584 38,620 16,971 31,671 49,054 12,053 62,038 111,421 54,405 121,399 54,406 75,197 39,492 42,840 62,122 72,608 69,558 71,300 45,140 148,498 44,331 40,857 87,573 26,861 54,249 30,410 30,634 34,998 43,116 46,225 53,623 37,380 28,856 48,603 246
Продолжение табл. 13.2 Формула NO2 N2H4 N2O N2O4 PF3 PH:i PH4C1 SF4 SF6 so2 SO3 Sbl3 SeF4 SiCl4 SiCl3F SiCl2F2 SiF3Cl SiF4 SiH4 SnCl4 UF6 CH4 C2He C2H4 C2H2 C3H8 QHe C3H6 C3H4 C3H4 QH10 C4H10 C4H8 QH8 C4H8 C4H6 C4H6 C5HI2 QH12 С5Н10 с6н8 QH14 с н C7Hle C7H8 Название Перекись азота Гидразин Закись азота Двуокись азота Трехфтористый фосфор Фосфористый водород Хлористый фосфоний Четырехфтористая сера Шестифтористая сера Двуокись серы Трехокись серы Трехиодистая сурьма Четырехфтористыи селен Четыреххлористый кремний Фтортрихлорсилан Дифтордихлорсилаи Трифторхлорсилан Четырехфтористыи кремний Силан Четыреххлористое олово Шестнфтористый уран Органические соединения I. Углеводороды Метан Этан Этен (этилен) Этин (ацетилен) Пропан Пропен (пропилен) Циклопропан Пропии (аллилен) Пропадиен Бутан Изобутан 1-Бутеи 2-Бутен 2-Метилпропен 1,3-Бутадиен (дивинил) 1-Бутин (этилацетилен) 2-Бутин (днметилацетилен) Пентан 2-Метилбутан 2,2-Диметилпропан (неопентан) 1-Пентеи 2-Пентен Изоамилеи 2-Метил-2-бутен Циклопеитеи Циклопентан Пропилацетилен Гексан Циклогексан Бензол Гептан Толуол Ркр, атм 100 145 71,7 99 42,69 64,5 72,7 — 37,113 77,8 83,8 2,3 — 37,1 35,3 34,5 34,2 36,6 47,8 37,0 45,5 45,8 48,8 50,5 61,6 42,0 45,6 54,2 52,8 37,5 * 36,0 * 39,7 41 39,5 42,7 — — 33,3 32,9 31,6 40 40,4 33,9 34 44,6 44,9 — 29,9 40,0 48,6 27,01 41,6 413 653 309,7 431,2 271,1 324,4 322,2 347 318,7 430,7 491,4 718,2 563 506,8 438,4 369,0 308 259,0 269,6 591,8 503 190,7 305,3 282 309 368,8 365 397,1 401 393 426,2 408,1 419,6 430 417,9 425 463,7 488,7 470,4 461,0 433,8 474 475,6 464,8 470 511,8 504 493,5 508,0 ^ 553 562 540,2 594 Критичес- Критическая ПЛОТ- ность р г/см' 0,56 — 0,457 0,56 — 0,30 — — 0,751 0,524 0,633 — — — — — — — — 0,742 1,39 0,162 0,203 0,227 0,230 0,225 0,233 — — — 0,228 0,221 0,234 0,238 0,235 0,245 — — 0,232 0,234 0,238 — — — — 0,270 0,277 — 0,234 0,273 0,304 0,235 0,29 см3 /моль 82 — 96,3 164 — 113,5 — — 194,3 122 126 — — — — — — — — 351 — 99 148 124 113 200 181 — — — 255 263 240 236 239 221 — — 311 308 303 —. — —. 260 251 — 368 30S 260 426 320 Литера- Литература [2, 15] [21 [2, 16] [18] [2] [18] [18] [21 [2] [2] [2] [18] [18] [2, 18] [18] [18] [18] [2] [15, 18] [18] [18] [15, 18, 20, 21] [15, 16, 20, 21] [15, 16] [15] [15, 18, 19, 20] [15, 18] [18] [19] [15] [15, 18, 20] [15, 18] [151 [15, 18] [15, 18] [15, 18] [15] [15] [15, 18, [15, 19] [15, 19] [15] [15] [151 [151 [15, 18] [18] [15] [15, 18, [151 [15, 19] [15, 18, [15, 18] МОЛЬг 0,4846 0,8355 0,3801 0,5336 0,4891 0,4635 0,4057 — 0,7776 0,6775 0,8187 0,6372 — 1,9670 1,5470 1,1214 0,7881 0,5207 0,4320 2,6875 1,5799 0,2256 0,5427 0,4474 0,4403 0,9200 0,8301 0,8265 0,8653 — 1,3763 1,3143 1,2601 1,2814 1,2562 1,2019 — — 1,8880 1,8354 1,6920 1,5958 1,5907 1,8107 1,8458 1,8349 1,6074 — 2,4523 2,1722 1,8465 3,0697 2,4097 Ьу СМ3/МОЛЬ 42,373 46,204 44,316 44,687 65,154 51,601 45,471 — 88,103 56,798 60,163 32,036 — 140,153 127,420 109,736 92,399 72,594 57,867 163,983 113,422 42,719 64,187 57,292 51,454 90,081 82,123 75,159 77,920 —¦ 116,607 116.297 108,439 107,604 108,547 102,118 — — 144,932 143,763 140,846 121,570 120,771 140,672 141,817 117,735 115,166 — 174,315 141,843 118,642 205,197 146,489 247
Формула C9H20 C10H22 СюНв Q] Н24 Cl2^26 CiM10 С13Н28 Ci4Hjo C16H32 Cie*~i34 Q?H3e CisHs8 ClgH40 C20H42 Название Октан о-Ксилол Нонан Декан Нафталин Ундекан Додекаи Дифенил Тридекаи Тетрадекан Пеитадекаи Гексадекаи Гептадекаи Октадекаи Нонадекан Эйкозан II. Кислородсодержащие соединения CC12O CH4O C2H6O C2H6O CgHgOg C2H4O C2H4O QHiOj, C2H4O0 C3H8O C3H8O C3H8O C3H6O C3H6O2 C3H6O2 C3H6O2 C4H10O с4н10о QH10O C4H8O QH8O2 C4H8O2 С4Н8О2 C4H8O2 С4Н8О2 с4н6о3 С4Н6О4 с6н12о CeH6O С7НвО с,н8о с8н10о С12Н10О Фосген Метиловый спирт (метаиол) Этиловый спирт (этанол) Диметнловый эфир Этилгликоль Ацетальдегид Окись этилена Уксусная кислота Метилформиат Пропиловый спирт (пропанол) Изопропиловый спирт (изопропаиол) Метилэтиловый эфир Ацетон Пропиоиовая кислота Метилацетат Этилформиат Бутиловый спирт (бутанол) Изобутиловый спирт (изобутаиол) Диэтиловый эфир Метилэтилкетон Масляная кислота Изомасляная кислота Пропилформиат Метилпропионат 1,4-Диоксан Уксусный ангидрид Диметилоксалат Этилпропиловый эфир Фенол Л!-Креозол Метилфеиоловыи спирт (аиизол) Фенетол Дифениловый эфир III. Галогензамещенные углеводороды CF4 Углерод четырехфтористый (фре- ои-14) Ркр, атм 24,6 36,9 22,86 21,24 39,3 19,32 18,59 43 17,55 16,56 15,75 14 13 13 12 11 56 78,5 63,0 53 — — 50,7 57,1 59,2 50,2 53 43,4 46,6 53 46,3 46,8 50,6 48,0 35,6 39,5 52 40 40,1 39,3 50,7 46,2 9,5 32,1 60,5 45,0 41,3 33,8 35,2 38,13 569,4 631,6 595,4 619,3 742 642,6 663,8 803,1 683,2 695 710,6 725,3 735,0 753,2 760 775 445 513,2 516 400,1 798 461 468 594,8 487,2 537 508,8 437,9 508,7 612 506,9 508,5 561 538 467 , 533 628 609 538,1 530,5 585 569 533 500,6 692,4 705 642 647 769 227 Критичес- Критическая плот- ность Ркр. г/см» 0,233 0,28 0,236 0,236 0,314 0,237 0,237 0,343 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,52 0,272 0,276 0,242 — 0,36 0,351 0,349 0.273 0,274 0,272 0,273 0,32 0,325 0,323 — — 0,265 0,25 0,304 0,302 0,309 0,312 0,36 — .— 0,260 — 0,35 — — — 0,633 п см'Чмоль 490 379 543 602 408 659 718 449 767 826 888 942 1001 1059 1118 1176 190 118 167 190 122 171 172 220 219 221 213 230 228 229 — — 281 290 290 292 285 282 240 __ 339 — 310 — — 136 эодолжение та Литера- Литература [15, 18, 20) [15, 18] [18, 20, 991 [18, 20, OOl Щ [181 [18, 20, [18, 20, 991 Щ [19] [18, 20, щ [18, 22J [18, 22] [18, 19] [18, 19] [18] [18] [18] [2] [15] [15] [15, 18] [23] [18] [18] [15, 18] [15, 18] [151 [15] [15, 18] [15, 18] [15, 18] [15, 18] [15, 18] [15, 19] [181 [15, 18, 1О1 19J [15, 18] [15, 18] [15, 18] [15, 18] [18] [15] [15, 18] [18] [15, 18] [15] [15] [18] [18] [19] [2, 24] моль- 3,7445 3,0715 2,7513 5,1292 3,9804 6,0728 6,7346 4,2615 7,5567 8,2875 9,1093 10,6761 11,8070 12,4052 13,6759 15,5139 1,0046 0,9532 1,2008 0,8582 1,2273 1,7603 1,1392 1,6320 1,3877 1,0077 1,5776 2,0077 1,5766 1,5697 1,7670 1,7132 1,7405 2,0435 2,1548 2,6344 2,0514 2,0345 1,9176 1,9911 8,4966 2,2182 2,2600 3,1380 2,7644 3,5189 4,7731 0,386 бл. 13.2 Ь, слр/моль 237,468 175,603 267,223 299,071 193,711 341,252 366,352 191,611 399,404 430,593 462,900 531,525 580,068 594,732 649,783 722,846 81,519 67,074 84,033 77,452 94,696 106,865 84,836 109,742 98,485 83,098 111,990 118,462 112,316 111,467 113,740 114,986 134,578 138,443 123,898 156,207 137,666 138,485 118,372 126,361 575,632 160,003 117,420 160,727 155,497 196,395 224,133 61,268 248
Продолжение табл. 13.2 Форяула CF3C1 CF2C12 CFCI3 CCl, CF2fer2 CF3Br CF2ClBr CHF3 CHF2C1 CHFC12 CHC1, CH2F2 OH 2^» 2 CH2Br2 CH^F CH3C1 C2F4 QH2F2 QFsBr CsFiClj, C2F3C13 C2H4F2 C2H4C12 C2H3F2C1 C2H3F3 C3H6C12 C4Fl0 QF8 QH5F QH5C1 QiHjjCl 3 QH4C12 C6Fi2^ C7H6F3 C,FU Название Трифторхлорметан (фреон-13) Дифтордихлорметан (фреон-12) Фтортрихлорметаи (фреон-11) Углерод четыреххлористый Дифтордибромметан (фреон- 12В2) Трифторбромметан (фреон-13В1) Дифторхлорбромметан (фреон- 12В1) Трифторметан (фреон-23) Дифторхлорметан (фреои- 22) Фтордихлорметан (фреон-21) Хлороформ Дифторметан Дихлорметан Дибромметаи Фтористый метил Хлористый метил (фреон-40) Тетрафторэтилен 1,1 - Дифторэтилен Пентафторхлорэтан (фреон-115) Тетрафтор-1,1- дихлорэтан (фреои- 114) Трифтортрихлорэтан (фреон-113) 1,1-Дифторэтан 1,2-Дихлорэтан 1,1-Дифтор-1-хлорэтан (фреон-142) 1,1,1-Трифторэтан (фреон-143) Гексафтордихлорпропан (фреои-216) Перфторбутан (фреон-31-10) Октафторциклобутан (фреон-ФС- 318) Фторбензол Хлорбензол 1,2,4-Трихлорбензол о-Дихлорбензол Перфторметилциклогексан Бензотрифторид Перфторгептан IV. Азот- и серосодержащие углеводороды CH5N C4HUN QH7N CH4S QH4S Метиламин Диэтиламин Анилин Метилмеркаптан Тиофен Смеси Воздух Даутерм D2%-дибензил: 58%-на- mi>rt TTTJT1 1 ЦIаЛИН) Даутерм G3,5%-дифениловый эфир; 26,5%-дифенил) Ркр, атм 39,36 39,6 43,2 45 41,68 44,29 42,53 48,4 50,33 52,7 54 — 60 70,6 58,0 65,9 38,9 40,7 31 32,6 34,65 44,4 53 40,7 42 28,9 24,75 28,6 44,6 46,1 39,3 40,5 24 35,1 16,0 73,6 36,6 52,4 71,4 48 37,2 — 41 Т "К 'кр' * 301,9 384,6 471,2 556,4 464 340 428 288,2 369,2 451,6 536,6 356 510 583 317,8 416 306,45 303,2 353 418,6 487,0 386,6 561 410,2 346,2 449 386 388,6 559,8 632,4 735,0 697 486,6 562,6 474,8 430,1 496 698,8 470,0 590 413,8 801 801 Критичес- Критическая плот- плотность ркр> г/см' 0,580 0,555 0,554 0,558 — — — 0,516 0,525 0,522 0,50 — — 0,525 0,300 0,353 0,578 0,435 — 0,582 0,576 0,365 0,44 0,435 0,434 0,62 0,63 — 0,354 0,365 0,472 0,408 — 0,427 0,584 0,223 0,246 0,314 0,323 0,34 0,35 . — — ^кр. смг/моль 218 218 248 257 — — — 136 165 197 240 — — 165 113 143 173 147 — 276 325 181 220 231 194 356 378 — 271 208 384 360 — 342 664 254 ¦ 297 274 149 247 . — — Литера- Литература [2, 24] [15, 24] [15, 24] [2, 18] [2, 24] [241 [241 [24] [24] [24] [2, 18] [21 [21 [15] [2, 18] [2, 16] [21 [18] [24] [21 [241 [181 [15] [181 [24] [24] [24] [19] [151 [15, 19] 18] 18] 151 18] 15] [15] [15, 18] [15, 18] [18] [181 [12] [23] [191 п н-м* КОЛЬ2 0,658 1,061 1,460 1,955 1,468 0,742 1,224 0,488 0,770 1,099 1,515 — 1,2317 1,3679 0,4948 0,7461 0,6861 0,6418 1,6539 1,5271 1,9448 0,9564 1,6872 1,1746 0,8108 1,9820 1,7105 1,5002 1,9964 2,4649 3,9057 3,4082 2,8032 2,5620 4,0033 0,7141 1,9098 2,6478 0,8790 2,0605 1,3078 — 4,4462 Ь, СМ3/М0ЛЬ 78,695 99,645 111,899 126,847 114,217 78,761 103,249 61,093 75,261 87,919 101,942 — 87,209 84,732 56,217 64,766 80,825 76,432 116,923 131,736 144,201 89,335 108,600 103,395 84,570 159,401 160,012 139,405 128,777 140,745 191,883 176,571 208,019 164,440 304,462 59,956 139,041 136,824 67,537 126,110 114,127 — 2С0.432 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Rossi J. С, Danon F. Disc. Faraday Soc, 1965, v. 40, p. 97. 2. Термодинамические свойства индивидуальных ве- веществ. Справочник. Под ред. В. П. Глушко. Т. 1. М. Изд-во АН СССР, 1962. 3. Кпаар Н. F. P. Physica, 1962, v. 28, p. 21. 4. Varekamp F. H., Beenakker J. J. M. Physica, 1959, v. 25, p. 889. 5. Sherman R. H., Sydoriak S. G., Roberts T. R. J. Res. Nat. Bur. Standarts, 1964, v. 68A, p. 579. 6. Fender B. E. F., Haisey G. D J. Chem. Phys., 1962, v. 36, p. 1881. 7. Schatnp H. W., Mason E. A., Su K. Phys. Fluids, 1962, v. 5, p. 772. 249
8. McGlashan M. L., Potter D. J. B. Proc. Roy. Soc, 1962, v. A267, p. 478. 9. Lambert J. D. Proc. Roy. Soc, 1959, v. A249, p. 414. 10. Douslin D. R. J.Chem. Phys., 1961, v. 35, p. 1364. 11. Cottrell T. L., Hamilton R. A. Trans. Faraday Soc, 1956, v. 52, part 2, p. 156; 1956, v. 52, part 10, p. 1311. 12. Pickering S. A Review of the literature relating to the critical constants. Washington, 1926. 13. Термические константы веществ. Справочник. Под ред. В. П. Глушко. Вып. 1. М., Изд-во АН СССР, 1965. 14. Dillon J. G., Nelson P. A., Swanson B. S. J.Chem. Phys., 1966, v. 44, p. 4229. 15. Kobe K- A., Lynn R. E. Chem. Revs, 1953, v. 52, p. 117. 16. Smithsonian Physical Tables. 9th ed. Washington, 1954. 17. Кикоин И. K-i Сенченков А. П. «Физика металлов и металловедение», 1967, т. 24, с. 843. 18. Справочник химика. Под ред. Б. П. Никольского. Т 2. М.—Л., «Химия», 1963. 19. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963. 20. Varshni Y. P. J. Chem. Phys., 1953, v. 21, p. 2335. 21. Mitra S. S. J. Chem. Phys., 1953, v. 21, p. 2334. 22. Kurata M., Isida K. J. Chem. Phys., 1955, v. 23, p. 1127. 23. Строение и физические свойства вещества в жидком состоянии. Киев. Изд. Киевск. ун-та, 1962. 24. Яковкин Г. А. Фреоиы. Свойства и применения. Л., Изд. ГИПХ, 1959. ГЛАВА 14 КОЭФФИЦИЕНТ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ Коэффициент поверхностного натяжения жидкости о равен работе, необходимой для увеличеиия поверхнос- поверхности жидкости иа единицу площади при постоянной тем- температуре, и зависит не только от свойств самой жид- жидкости, но и от свойств среды, с которой жидкость грани- граничит. Зависимость о жидкости от температуры выражает- выражается равенством [I] Продолжение табл. 14.1 где р — плотность; (X — молекулярная масса; В = = 2,1 г-см21 (сек2-град). Коэффициент поверхностного натяжения твердого тела также определяется как работа образования еди- единицы площади поверхности. Иногда вместо поверхност- поверхностного натяжения экспериментально определяется работа адгезии, представляющая собой работу против сил при- притяжения при разделении граничащих тел. В случае, когда твердое тело граничит с жидкостью, работа ад- адгезии №Тж = оТг+ °жг — °тж. гДе оТг и отж — поверх- поверхностные натяжения иа границах твердого тела соот- соответственно с газом и жидкостью; 0ЖГ — поверхностное натяжение жидкости на границе с газом. 14.1. ЖИДКОСТИ Таблица 14.1 Коэффициент поверхностного натяжения элементов в жидком состоянии Вещество Наименование Алюминий Барий Бериллий Бром Ванадий Висмут Символ А1 Ва Be Вг V Bi Газовая среда — — Воздух » •— — со2 со2 н2 н' Вакуум t, °с 'пл 'пл 'пл —21 13,0 'пл 264 265 300 962 293 с. эрг/см* 914 330 1145 62,1 44,1 1750 390 429,5 464,9 388 340 389,0 Литера- Литература [2] [31 [41 [6] [6] [31 [5] [61 [6] [7] [7] [7] Вещество Наименование Висмут Вольфрам Гадолиний Галлий Гафний Германий Гольмий Диспрозий Европий Железо Золото Индий Иридий Иттербий Иттрий Кадмий Калий Калылий Кобальт Кремний Лантаи Литий Символ Bi^y W Gd Ga Hf Ge Ho Dy Eu Fe Au In Ir Yb Y Cd К Ca Co Si La Li Газовая среда Вакуум » — — — — — — -— — .— Воздух н2 Воз лу х » н2 — — — — со2 со2 н2 н2 Вакуум » » — со2 — — — t. °с 365 600 'пл ЬПЛ 'пл •пл 'пл 'пл 'пл 'пл 1550 «пл 1267 'пл 700 1070 1120 <пл 'пл 'пл 'пл 'пл 'пл 312 336 600 350 355 589 'пл 62 'пл 'пл 1550 ^ПЛ *пл ^пл а, эрг/гм2 300 343,0 2300 650 707 1460 600 650 640 450 1840 1788 949,7 —997 936 1134 1207 612,2 1128 559 2400 450 S00 558 815,2 832,4 570 585 546,4 636,9 589,9 101 411,5 420 1870 1886 860 700 398 Литера- Литература [6] [7] [3] [9] [101 [И] [3] [31 [3] [3] [12] [6| [71 [131 [14] [61 [14] [15} [3] [3] [3] [13] [61 [61 71 7] 6 71 71 [12] [61 [3] [161 [121 [17 [3] [121 250
Вещество Наименование Лютеций Магний Марганец Медь Молибден Натрий Неодим Никель Ниобий Олово Осмий Палладий Платина Празеодим Радий Рений Родий Ртуть Рубидий Рутений Самарий Свинец Продо л ж Символ Lu Mg Mn Си Mo Na Nd Ni Nb Sn Os Pd Pt Pr Ra Re Rh Hg Rb Ru Sm Pb Газовая среда _ — — — Воздух н2 н2 — — со2 Вакуум » — — — ¦— — со2 Вакуум » » н2 н2 Воздух — — — -— ¦— — — — — — Воздух » о2 N2 со2 н2 со2 со2 Вакуум Пар » » Пар — — — ен ие т 'пл 'пл 'пл 'пл 1140 1335 'пл 'пл 90 100 258 'пл 'пл 1550 'пл 'пл 226 247 250 600 253 964 259 408 'пл *пл 'пл 1800 2000 'пл 'пл 'пл 'пл •пл 17,5 18 18 18 18 18 19 201 15 12,5 20 15 67,0 'пл 'пл 'пл 'пл та б л с, эрг/сяг 950 569 1750 1351 581 1120 1251 2050 191 293,6 222 211 680 1810 1934 2150 554 612,4 539,8 575, 505,6 526 514 652,7 616,4 2600 1600 1740 1699 1819 690 450 2500 2050 478 547,2 505 504 495 487 554 473,2 429,1 436,3 438,4 471,6 435,6 423,9 90 2050 620 480 14.1 Лчтера- тура [3] [18] [3] [19] [6] [14] [14] [3] [12] 6] 17] [7] [3] [16] [20] [3] [21] 16] [6 [6] [6] [7] [7] [6 16] [3] [3] [22] [20] [6] [3] [3] [3] [3] [23] [6] [6] 6] 6] 6] 7] 7 17] [14] [6] [6] [14] [3] [3] [3] [15] Продол» Вещество Наименование Свинец Селен Сера Серебро Скандий Стронций Сурьма - Таллий Тантал Тербий Титан Торий Туллий Уран Фосфор Хром Цезий Церий Цинк Цирконий Эрбий Символ РЬ Se S Ag Sc Sr Sb TI Та Tb Ti Th Tu U P Cr Cs Ce Zn Zr Er Газовая среда со. CO, CO, H2 н н H2 Вакуум » » — Воздух » — Воздух — н2 — — со2 н2 н2 . н2 н2 Вакуум Вакуум — — — — — — — со2 — — — — — — Воздух Вакуум » н2 н2 н2 н2 — с е н и с t, °С 325 330 335 350 750 982 1036 370 377 657 'пЛ 217 141 'ПЛ 1000 1000 995 1163 *пл 'пл 'пл 432 640 970 750 1100 640 'пл 300 320 'пл 'пл ^пл 'пл ^пл ^пл 'пл 'пл 'пл 62 146 152 'пл 'пл 360 470 635 510 600 640 700 'пл 'пл табл. а. эре/см 509, 535,9 473 453 423 414 397 465,4 394,2 415,5 106 92,5 58,3 930 782,4 751 923 902 800 350 384 317,2 350 342 368 348 367 490 357 496 2400 650 1390 1050 620 1300 52,3 1590 60 67,5 62,9 62,-: 680 810 967,4 772,2 728,1 785 787 761 763 1400 620 14.1 Лите- Литература [6] [6] [6] [7 m 7] 7 7 6] 7] 3] 6] 61 [24] [6] [6] [14] [14] [25] [3] [26] [6) m [7] [71 [7] [7] [27] 114] [14] [3] 13) [10] [3] [3] [3] [61 [28] [3] [29] [29] [29] [31 [13] [6] [7] [7] [14] [71 [14] [7] [10] [3] 251
Таблица 14.2 t, "С 0, эрг/см2 0 75,62 10 74,11 Коэффициент 20 72,58 30 71,03 поверхностиого натяжения 40 69,41 50 67,79' 60 66,04 воды * 16| 70 64,27 80 62,50 90 60,68 100 58,80 * При 20°С коэффициент поверхностного натяжения D2O <т = 67,8 эрг/см2 114] Таблица 14.3 Коэффициент поверхностного иатяження ртути [61 t. °С а. эрг/см2 20 471,6 40 468,2 60 464,4 80 460,5 100 456,2 120 452,0 140 447,2 160 442,0 180 436,8 Продолжение табл. 14.3 1. °С а, эрг/см* 200 431,2 220 425,2 240 419,0 260 412,7 280 406,4 300 399,5 320 392,3 340 384,6 360 376.4 Таблица 14.4 Коэффициент поверхностного натяжения сжиженных газов [14] Вещество Азот Аммиак Аргон Ацетилен Водород Гелий Днметиламин , Закись азота Кислород Метиламин Формула N2 NH3 Ar н2 Не (CH3JNH N2O о* CHSNH2 t, °С —203,1 —196,0 —29 —188,1 —78,1 —252,8 —271,6 — 78 —89,3 —50 —203,1 —182,9 — 70 эрг/см2 10,53 8,7 41,2 13,2 18,2 2,13 0,354 25,20 26,3 14,39 18,3 13,2 29,2 Вещество Метиловый эфир Неон Окись азота Окись углерода Окись этилена Сернистый газ Триметиламнн Углекислый газ Фтористый водород Хлор Этиламин Формула (СН3JО Ne NO СО (СН2JО SO2 (CH3KN СО2 HF С12 (QH5)NH2 t, °с —40, 1 —248,4 — 163,0 —203,1 — 50,1 — 50,57 —25 —73 —52,2 —81,8 —72 —74 а, эрг/см2 21,0 5,61 27,79 12,11 35,8 37,20 32,6 24,8 16,54 17,60 33,0 28,9 252
Таблица 14.5 Коэффициент поверхностного натяжения неорганических соединений в жидком состоянии [6] Продолжение табл. 14.5 Вещество Азотноватый ангид- ангидрид Бария хлорид Висмута бромид » хлорид Калия бихромат » бромид » вольфрамат » ИОДИД » метаборат » метафосфат » молибдат » нитрат » сульфат » фторид » хлорид Формула N2O4 ВаС12 BiBr3 BiCl3 К2Сг207 КВг K2WO4 KI кю3 КРОз К2МоО4 KNO3 K2SO4 KF КС1 Газо- Газовая среда Пар » — — — — Азот » » » » » » » » » » » » » t, сс 1,6 19,8 'пл 'пл 250,0 442,0 271,0 382,0 420 535 775 920 925,0 1520,3 737 873 992 1142 897 1536,0 930,6 1522,3 380,0 771,6 1070,6 1656,0 912,7 1310 799,5 1167 О, эрг/см2 29,52 26,56 150,5 171 66,5 46,2 66,2 52,0 140,1 135,0 85,7 75,4 161,0 105,6 75,2 66,5 124 97 155,5 100,3 150,5 112,5 110,4 80,2 143,7 106,8 138,4 104,9 95,8 69,6 Вещество Калия цианид Кальция хлорид Лития карбонат » метаборат » метасиликат » нитрат » сульфат » фторид » хлорид Мышьяка трибромид » трихлорид Натрия ацетат » аммониевый фо- фосфат » бромид » вольфрамат » ИОДИД Формула KCN СаС12 Li2ca, LiBO2 Li2SiO3 LiNO3 Li2SO4 LiF LiCl AsBr3 AsCl3 NaCH3COO Na(NH,)HPO4 NaBr Na2WO4 Nal Газо- Газовая среда Во- Воздух » » Азот » » » » » » » » » » » Во- Воздух » Азот » » » — t, "С 'пл 'пл *пл 879,2 1520 1254 1601 358,5 609,4 860 1214 868,5 1270 614,0 1074,6 49,6 179,7 —21,0 110,0 ^пл ^пл 760,9 1165,7 710 1595 705,5 860,7 а. эре/см2 96 98,7 152,5 261,8 192,4 374,6 346,6 111,5 96,2 223,8 200,3 249,5 201,1 137,8 104,6 49,6 36,1 43,8 31,0 38,8 207,8 105,8 78,0 203,3 142,6 85,6 77,6 253
Вещество Натрия карбонат » метаборат » метафосфат » молибдат » нитрат » сульфат » тетраборат » фторид » хлорид Олова дихлорид Рубидия бромид » иодид » нитрат » сульфат » фторид » хлорид Свинца и калия хло- хлорид Серебра бромид » хлорид Серы монохлорид Стронция хлорид Таллия нитрат Фосфора оксихлорид » трибромид » триодид » трихлорид Цезия иодид » нитрат »N сульфат » . фторид » хлорид Продолжение Формула Na2CO3 NaBO2 NaPO3 Na2MoO4 NaNO3 NajjSOa Na2B4O7 NaF NaCl SnCl2 RbBr Rbl RbNO3 Rb2SO4 RbF RbCl PbCl2-KCl AgBr AgCl S2C12 SrCl2 T1NO3 POC13 PBr3 Pis PC13 J Csl CsNO3 Cs2SO4 CsF CsCl Газо- Газовая среда Bo- Азот » » » » » » » у, Во- Ч П W .зду л — — — Азот » » » » » » » » » Во- Воздух » » » » Азот Во- Азот Пар Азот » » Пар Азот » » » » » табл. 14.5 t, °С 'пл 1015,6 1441 827 1516,5 698,5 1212 321,5 738,5 900 1077 1000 1010 1546 802,6 1171,8 307 729,2 1121 673,4 1016 326,5 726,2 1086 1545 802,6 1085,4 750 1150 457 616 'пл 'пл 450,2 550,0 0,0 121,0 'пл 210,0 18,0 лр% 1 ^HJ » 1 —20 17fl 1 /U 75,3 15,0 —70 75,1 16,4 653,6 1030,0 425,5 686,4 1036 1530 722,5 1100,0 663,7 1080 эрг/си2 179,0 193,7 126,2 197,5 147,5 214,0 174,6 119,7 93,7 194,8 184,7 211,9 199,5 143,5 113,8 88,0 97,0 81 Р. О i , v> 87,7 60,6 79,4 55,4 107,5 77,7 132,5 108,9 127,2 102,2 95,7 61,4 105,3 94,4 121,4 212,7 125 113 45,4 9Q А 111,1 117,3 QQ К УУ ,О 31,91 98 V7 а?О, О' 45,8 9fi Ч Z\J, О 56,5 51,4 37,4 21,9 28,71 73,1 51,1 91,8 72,5 111,3 83,0 104,5 78,9 89,2 56,3 Табл и ца Коэффициенты поверхностного натяжения 14.6 органических соединений в жидком состоянии [6] Вещества приведены в порядке возрастания числа атомов углерода Вещество Муравьиная кислота Хлороформ Метиловый спирт Метиламин Четыреххлористый уг- Формамид Уксусная кислота Диметиламин Хлора ль Йодистый этил Бромистый этилен Хлористый этилен Этиламин Этиловый спирт Четырехбромистыи ацетилен Четыреххлористый ацетилен Хлористый ацетил Ацетонитрил Ацетон Этилсульфоцианат Аллиловый спирт Глицерин Этилацетат Этиловый эфир Цианистый этилен Диэтиламин Ацетилацетон Фурфурол Пиридин Анилин Бензол Бромбензол Хлорбензол Циклогексан Гексан Иодид бензола Капронитрил Толуол Бензоиитрил Ацетофенон Этиланилин Октан Хииолин Нафталин Кровь Масло арахисовое (р=0,9149 г/см3) Масло нитроновое (р=0,8197 г/см3} Формула сн2о. СНС13 СН4О CH6N СС14 CH4ON С2Н4О2 C2H7N С2Н51 С2Н4Вг2 С2Н4С12 C2H7N С2НеО С2Н2Вг4 С2Н2С14 С2Н3ОС1 C2H3N с3нео C3H5SN С3Н6О QHso3 QHso2 QH10O C.,H4N2 C4HUN C6H7O2 C5H4O2 QH5N QH7N CeHe CeH5Br C6H5C1 CeHi2 QH14 CeH5I CeHuN C7H8 C,H6N C8H8O с8н„ы C9H7N — — —. Газо- Газовая среда Пар N2 Пар N2 Пар Воздух Пар N2 Пар » N2 N2 Пар N2 N2 Пар Воздух Пар » » Воздух N2 Воздух N2 N2 N2 Пар » Воздух N2 N2 Воздух Пар N2 N2 Воздух Пар N2 Пар » Воздух » t. "С 16,8 25,0 20 ^12 20" 34,5 20 —78,0 19,4 19,1 12,2 29,9 9,9 20 30,4 47,4 14,8 13,8 16,8 17,6 14,8 18,0 25,1 25,3 80,1 23,4 25,2 0 17,5 19,5 17,5 35,6 25,0 П,9 8,2 25,4 47,9 17,5 8,0 24,8 7,4 15,5 10,5 127,0 37,0 18,0 25,0 эре/см2 37,47 26,2 23,02 21,7 25,68 55,53 23,46 25,2 24,48 30,0 38,91 30,1 20,4 22,03 46,7 30,5 25,79 29,18 23,35 35,52 25,99 64,7 22,2 16,7 34,32 18,3 29,2 43,5 36,69 40,84 29,16 35,2 32,9 27,98 18,54 37,1 23,1 28,52 39,61 40,1 37,26 21,31 47,34 27,98 45,4 32,77 26,9 254
Таблица 14.7 Коэффициент поверхностного натяжения о, эрг/см?, циклогексана при различных давлениях водорода [30] Я. атм i 50 100 150 200 300 t, °С 20 25,3 23,7 22,5 21,5 20,7 19,2 25 24,7 23,2 22,0 21,0 20,25 18,75 50 21,9 20,4 19,3 18,4 17,8 16,5 75 19,1 17,7 16,6 15,9 15,4 14,3 100 15,1 14,0 13,4 13,0 12.1 Таблица 14.8 Коэффициент поверхностного натяжения сплавов в жидком состоянии в водороде [7, 14J Сплав 81% Аи — 19% Си 51% Аи — 49% Си 71,9% Ag — 28,1% Си 19% Ag — 81% Си 85% Си — 15% Sb 24% Си — 76% Sb 82% Си — 18% Sn 25% Си — 75% Sn 87,3% Bi — 12,7% Sn 15% Bi — 85% Sn 48,7% Bi — 51.3% Pb 10% Bi — 90%Pb t, °c 1250 1250 1125 1130 1100 1100 1000 1000 1000 1000 1000 1000 а, эрг/см2 1097 1123 1027 1114 797 405 922 538 339 449 352 388 14.2. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА Таблица 14.9 Коэффициенты поверхностного натяжения твердых тел [11, 29] Вещество Бария сульфат Воск пчелиный Калия бромид » ИОДИД » хлорид Кальция фторид Натрия бромид » ИОДИД » хлорид Парафин Свинца иодид » фторид Серебра хромат Соль каменная Стекло Стронция сульфат Формула BaSO4 — КВг KI КС1 CaF, NaBr Nal NaCl — РЫ2 PbF2 Ag2Cr04 SrSO4 t. °c 25 — — — — 30 — — .— ¦— 30 25 26 — 30 а. эрг/см* 1250 46 91,6 74,0 107,5 2500 118,7 95,9 150,2 40,4 130 900 575 315 130 1400 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кнконн И. К., Киконн А. К. Молекулярная физи- физика. М., Физматгиз, 1963. 2. Pelzel E. Berg- und Hiittenmann. Monatsh., 1948, Bd 93, S. 278. 3. Еременко В. Н. «Укр. хнм. журн.», 1962, т. 28, с. 4; Еременко В. Н-, Иващенко Ю. Н., Богатырен- ко Б. Б. Поверхностные явления в расплавах и их роль в процессах порошковой металлургии. Киев, Изд-во АН УССР, 1961. 4. Еременко В. Н., Ниженко В. И., Тай Шоу-вей.— «Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо», 1960, т. 3, с. 116. 5. Семенченко В. К. Поверхностные явления в метал- металлах и сплавах. М., Гостехиздат, 1957. 6. Landolt-Bernstein. Physikalisch-Chemische Tabel- Ien, Bd 1, Berlin, 1923, S. 198. 7. Landolt- Bornstein. Physikalisch-Chemische Tabel- len, Bd 2. Erganzungsband, Berlin, 1931, 1 Teil, ^ S. 148. 8. Calvery A. Proc. Phys. Soc. (B), 1957, v. 70, p. 1040 9. Mack D. L., Davis J. K., Bartell F. E. J. Phys. Chem., 1941, v. 45, p. 846. 10. Surface Tension of Titanium, Zirconium and Haf- Hafnium. Г. Appl. Phys., 1958, v. 29, p. 213. (Auth.: Peterson A. W., Hedesdy H., Keck P. H., Schwartz E.) 11. Keck P. H., Van Horn W. Phys. Rev., 1955, v. 91 p. 512. 12. Taylor J. W. Philos. Mag., 1955, v. 46, p. 867. 13. Кунин Л. Л. Поверхностные явления в металлах. М., Металлургиздат, 1955. 14. Landolt-Bornstein. Physikalisch-Chemische Tabel- len, Bd 3. Erganzungsband, Berlin, 1935, 1 Teil, S. 200. 15. IWelford D. A., Hoar T. P. J. Inst. Metals, 1957, v. 85, p. 197. 16. Еременко В. Н., Ннженко В. И. «Укр. хим. ж.», 1960, т. 26, с. 423. 17. Kingeri W. D., Humenik IW. J. Phys. Chem., 1953, v. 57, p. 359. 18. Живов В. Г. «Труды Всесоюз. алюминиево-магние- вого ин-та», 1947, т. 14, с. 99. 19. Найдич Ю. В., Еременко В. Н. «Физика металлов и металловедение», 1961, т. II, с. 5. 20. Kozakevitch P., Lrrain G. Compt. rend. Acad. Sci., 1961, v. 20, p. 253. 21. Еременко В. Н., Иващенко Ю. Н.. Ниженко В. И. Экспериментальная техника и методы высокотемпе- высокотемпературных исследований. М., Изд-во АН СССР, 1959, с. 295. 22. Еременко В. Н.. Найдич Ю. В. «Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо», 1959, т. 6, с. 139. 23. Пугачевич П. П., Константинов В. А. «Докл. АН СССР», 1947, т. 57, с. 797. 24. Василиу М. И., Еременко В. Н., Фесенко В. Н. Строение вещества и спектроскопия. Л., Изд-во АН СССР, 1960, с. 78. 25. Астахов К. В.. Панин Н., Добкина 3. «Ж- физ. химии», 1946, т. 20, с. 4. 26. Greenway Н. Т. J. Inst. Metals, 1947, v. 74, p. 133. 27. Филянд М. А., Семенова Е. И. Свойства редких эле- элементов. М., Металлургиздат, 1953. 28. Еременко В. Н., Найдич Ю. В. «Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо», 1959, т. 2, с. 111. 29. Тримофеичева О. А., Лазарев В. Б. «Изв. АН СССР, Отд. хим. наук», 1962, т. 2, с. 358. 30. Ефремов Ю. В., Голубев И. Ф. «Ж. физ. химии», 1962, т. 6, с. 36.
III. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ГЛАВА 15 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Коэффициент теплопроводности X может быть определен из уравнения: Qx = — X dt/dx, где Qx—-плотность теплового потока в направлении х; t—температура тела, °С. В системе СИ плотность тепло- теплового потока определяется как количество тепла, проходящего в 1 сек через 1 м2 поверхности, расположенной нор- нормально к направлению х. Размерность X—ет/(м-град). Таблица 15.1 Коэффициенты перевода единиц измерения коэффициента теплопроводности [1—3] Единица вт м-град вт см-град кал см-сек-град ккал м-ч-град Btu it-h-°F CHU ft-h-°F вт м-epad 1 100,0 418,68 1,1630 1,7307 3,П52 вт см-град 0,01 1 4,1868 0,011630 0,017307 0,031152 КОЛ см-сек-град 0,0023885 0,23885 1 0,0027778 0,0041338 0,00.74410 ккал м-ч-град 0,85984 85,984 360,0 1 1,4881 2,6787 Btu ft-h-"F 0,57780 57,780 241,91 0,67198 1 1,800 CHU ft-h-°F 0,32100 32,100 134,39 0,37332 0,55556 1 Теплопроводность тел независимо от их химического состава существенно зависит от их физического состоя- состояния. Коэффициент теплопроводности может меняться в широких пределах в зависимости от того, находится ли тело в аморфном (стекловидном) состоянии или пред- представляет собой монокристалл. Поликристаллические тела обладают промежуточной теплопроводностью между теп- лопроводностями монокристалла и аморфного тела. Их теплопроводность тем ближе к теплопроводности аморф- аморфного тела, чем меньше размеры кристаллов. Сильное влияние иа теплопроводность тел могут ока- оказывать кристаллическая система, примеси, влажность, пористость и т. д. На практике часто случается, что теплопроводность внутри тела и вблизи его границ различна. Это разли- различие может быть вызвано как изменением условий проте- протекания процессов теплопередачи, так и изменением струк- структуры вещества (в результате термообработки, наклепа и т. д.) [31. В таблицах приведены коэффициенты теплопроводно- теплопроводности для части тела, удаленной на достаточное расстояние от границ. ' 15.1. ЭЛЕМЕНТЫ В табл. 15.2 приведены коэффициенты теплопровод- теплопроводности элементов. В первой колонке таблицы даны атом- атомные номера элементов Z, во второй — химические симво- символы элементов или их соединений (например, N2) O2 и т. д.), для которых приведены значения коэффициентов теплопроводности. Для каждого значения коэффициента теплопроводности внизу в скобках указана температура, °С, при которой измерена теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности паров и газов даны при давлении 1 атм. В тех случаях, когда значения коэф- коэффициента теплопроводности приведены для температуры фазового перехода, агрегатное состояние вещества ука- указано буквой, стоящей рядом со значением температуры, например A82 ж.). При этом к. означает кристалличе- кристаллическое состояние; ж. — жидкость; г — газ; т. — твердое вещество; ам. — вещество в аморфном состоянии, мк.— монокристалл. Если коэффициент теплопроводности про- проявляет сильную зависимость от агрегатного состояния вещества при данной температуре, то буква указывает на состояние, для которого приведено значение X. Погрешности приводимых значений колеблются от ±10 до ±20%. 256
Коэффициенты теплопроводности элементов Таблица 15.2 z I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 Химич символ н. He Li Be В С2* o2 F2 Ne Na Mg Al 0,108 (-257) 0,018 (—270,8) 418 (-250) 206 (-173) 1,5 B7—87) 114 B0) 0,0078 (-193) 0,161 (-193) 0,0086 (-173) 0,117 (-248) 168 (-240) 800* (-267) 1340* (-270) 0,141 (-243) 0,027 (—268,9) 71 (-50) 194 (-73) 86 B00) 0,0243 @) 0,0092 (-173) 0,0182 (-73) 0,092 (—243) 142 (-150) 1380* (-254) 4520* (-258) em M*epad 0,053 (-193) 0,058 (—203) 71 A82 т.) 182 B7) 61 F00) 0,0449 C00) 0,025 G) 0,0248 @) 0,0205 (—183) 143 (—53) 180* (—203) 1675* (—233) 0,131 (-73) 0,115 (-73) 42,8 A82 ж.) 156 B27) 47 (900) 0,0583 F00) 0,0649 F27) 0,0269 B7) 0,0464 @) 133 B7) 165 @) 197 (-173) 0,168 @) 0,143 @) 52,9 F27) 120 E27) 40 A200) 0,0772 (900) 0,0923 A127) 0,0344 A27) 0,0598 A27) 123 (97) 112 E00) 207 B7) 0,368 E00) 0,278 D27) 62,1 A027) 83* (800) 34 A500) 0,087 A127) 0,131 A727) 0,0416 B27) 0,0839 C77) 84 (98) 130 F49) 233 C27) 0,568 A027) 0,479 A227) 160 A427) 76 A227) 25 A800) 0,142 B000) 2,924 C527) 0,0628 E27) 0,101 E77) 72 C77) 100 F51) 282 F27) 0,878 A727) 0,941 D000) 110 A727) 62,8* A500) 0,949 E000) 0,396 E727) 0,0774 G27) 0,133 A027) 43 (927) 98 (900) 62 (927) Литерату pa П! [1, 3! [1,4—6] (I,6,7] F1 [1,6] A,6,81 [91 11,3,6] [1,6,8] [3,6] [3.6] 2* Указан коэффициент теплопроводности Хх реакторного графита с плотностью 1,65—1,72 г/смъ поперек направления прессования. Коэффициент теплопроводности вдоль направления прессования X ц обычно в 1,5 раза выше, чем Хх. 257
z 14 16 17 18 19 20 22 23 24 26 27 28 29 Химический символ Si s C1.2 Ar К Ca Ti V Cr Fe Co Ni Cu 167 @) 0,64 (—190) 0,0054 (-73) 0,006 (—183) 110 (—53) 98 @) 15,1 (—173) 32,1 (-173) 72 (—73) 561 (-252) 37,5 (—173) 127 (-173) 1000* (-270) Коэффициент 25,9 A414) 0,208 @> 0,0079 @) 0,0126 (—73) 100 G) 15,5 B0) 33,2 B0) 67 B7) 151 (—190) 70,9 A7) 92 B0) 5200* (—254,3) теплопроводное 0,0088 B7) 0,0167 G) 90 F3.4) 16.9 C00) 34,4 B00) 58 A27) 75 @) 94,0 (97) 83 A00) 1500* (—229,1) em м-град 0,0106 G7) 0,0222 A27) 49 F3,9) 19,4 G00) 35,7 D00) 50 B27) 68 A27) 117 B97) 68 C00) 600* (—210,2) • 0,0124 A27) 0,0436 G27) 38 E27) 10,5* A000) 37,2 F00) 45 C27) 50 D27) 126,8 D97) 62 E00) 395-H402 B0) Продолже мпературе t 0,0158 B27) 0,0667 A727) 29 (827) 8,8*? A660) 39,5 (900) 35 E27) 41 G27) 107 G97) 58 GC0) 373 C00) . °C) 0,0188 C27) 0,102 C227) 21,1 927 42,3 A200) 31 G27) 39 A127) 66 A097) 56 (900) 321 (900) н ие та 0,0215 D27) 0,131 D727) 24,3 1227 45,6 1500 29 A127) 35,6 A530) 11 A397) 55 A300) 301 A083 т.) б л. 15.2 Литерату- Литература A0) [1.31 [1,6] [1,3,6] [5] [3,6] [6] |3,6] [3,6,8] [6] [3,6] [3,6] 258
Продолжение табл. 15.2 Z 30 31 32 33 34 36 37 40 *- 41 42 44 45 46 Химический символ Zn Ga Ge As Se Кг Rb Zr Nb Mo Ru Rh Pd 1300* (—268,5) 41 @) 105 (-1C0) 36,8 B0) 0,13 B5) 0,0042 (-148) 35,5 B0) 22,3 (-173) 49 (-173) 205 (-173) 108 B0) 2380 (-252) 76,2 B0) Коэффициент 1500* (—?61,5) 33 B7) 60,3 @) •> 0,0072 (-48) ' 29,3 C9 ж.) 21,4 B0) 50 (-73) 169 (-73) 211 (-190) геплопроводност 440* (—249,8) 26 C1) 13,4 (957) 0,0097 B7) 29,8 B27) 20,9 B00) 53 B7) 162 B7) 125 A8) ^ em ' м-град 160* (—226,4) 27 A00) V 0,0149 227 25,9 D27) 20,4 D00) 59 C27) 158 , C27) 120 A00) 111 B0) - 0,0196 427 22,2 F27) 19,9 G00) 67 G27) 158 G27) мпературе tt ПО AC0) 0,0238 627 0,0118 G27) 19,7 A000) 76 A227) 114 A227) °C) 59 D19) 0,0275 827 0,0125 A027) 19,6 A300) 91 A827) 100 B127) 57 F19) 0,0307 1027 0,0141 A227) 19,6 A600) 102 B427) 73,3 B620 т.) Литерату- Литература [3,4] [61 [3,5] [9| [9] [»,3] [1.6] [6] [6] [3,61 [3] [3,7,8] [3] 259
Продолжение табл. 15.2 г 47 48 49 50 51 52 53 54 55 72 73 74 75 76 Химический символ Ag Cd In Sn Sb Те I Xe Cs Hf Та W Re Os 7U00* (-269) 950* (—272) 500* (—272) 80,4 (-160) 23 (—100) 3,64 @ m.k.) 0,419 B4,4) 0,0033 (—98) -23,8 B0) 20,9 B0) 63 (—173) 3435 (—252) 50,2 B0) 88 B0) Коэффициент 10 800* (-265) 1200* (-271) 800* (—269) 74 (—100) 23 B0) 58,15 B0) 0,444 C0) 0,0052 @) 19,0 B8,5 ж.) 22,6* A00) 63 (-73) 232,5 (—190) тепдопро вод иост 3810* (—252) 550* (—266) 190* (—263) 65 B0) 17 A00) 1,38 D52 к.) 0,486 D2,86) 0,0067 G7) 19,3 A27) 21 C00) 63 B7) 130 B7) вт ' м-грас 800* (—230) 96 (-100) 90* (—243) 60 A00) 17 C00) 0,0090 B27) 19,2 D27) 18,6* A000) 68 E27) 126 C27) 422 -A00) 93 B0) 88 B0) 34,3 B32 ж.) 21,8 F30 ж.) 0,0121 D27) 17,7 F27) 17,6 B130 т.) 74 (927) 115 (927) ;мпературе t 418 B7) 91.9 A00) 71,5 D0) 33,8 C00) 21 G00) 0,0149 F27) 8,28 G27) 16,7* B3С0) 86 A527) 101 A827) , °С) 362 C00) 45,2 C21 ж.) 71,0 A40) 33,1 D00) 20,9 G30) 0,0176 (827) 9,09 A027) 100 B427) 92 B427) 5,82 (960 т.) 44 G00) 32,5 E00) 0,0200 A027) 10,1 A227) ПО C000) 88 C650 т.) Литерату- Литература [3,5,6] [3,5,6] [3,6] [3-61 [3, 5] |3,6] (9,101 [1] [1.61 [3,5] [3,6] [3,68] [3] [3] 260
Продолжение табл. 15.2 Z 77 78 79 80 81 82 83 90 92 94 К Химическ символ 1г Pt Аи Hg Т1 РЬ Bi Th и Ри 151 (-100) —333 (—252) 1500* (-270) 48 (-173) 1150* (-272) 53,6 (-250) 12 (—200) 40,4 (-173) 17,8 (—73) 4,1 (—173) Коэффициент 148 @) 77,8 (-190) 2900* (-263) 29,6 (-73) 1370* (-270) 47,3 (—200) 8 B0) 35,6 B7) 22,5 B7) 4,65 (-73) теплопроводное 138 B0) 74,1 B0) 1000* (—249) 7,639 (—38,87 ж.) 500* (-263) 40,6 (-100) 7—8,8 B70) 33,3 A27) 26,5 A27) 5,23 B7) ^ вт ' м-грас 143 A00) 75,3* C00) 500 (—239) 8,447 B0) 150* (-243) 34,89 B0) 11,3 B71 ж.) 28,6 C27) 31,8 C27) 5,80 A27) 83,7* A000) 330 (-100) 9,475 A00) 63 (-J73) 28,14 C00) 14 C00) 21,7 F27) 32,4 F27) 6,40 B27) температуре t, °C) ~90 A755 т.) 310 @) 11,69 C00) 47 B7) 15,9 C27,3 ж.) 15 D00) 12,0 A027) 22,4 (927) 6,98 C27) 100* C000) 310 A00) 14,04 F00) 40 A27) 15,58 F00) 17 F00) 7,5 A227) 13,7 A137) 8,20 E,27) 14,98 (800) 36 B27) 19,77 (800) 19 (800) 2,8 A427) 13,8 A227) 9,30 727 Литерату- Литература [3,5,7, 10] [3,8] [3,5] [1,6] [3,6] [3,5,6,8] [3,6] [3,6] [6] [6] * Получено путем пересчета с графиков, приведенных в оригинале. 15.2. ГАЗЫ И ПАРЫ Коэффициент теплопроводности газа связан с его молекулярными характеристиками выражением X ^ «= vlnmcv , где о — скорость молекул; / — длина сво- свободного пробега молекулы; я — число молекул в еди- единице объема; т — масса молекулы; cv — теплоемкость единицы массы при постоянном объеме. Связь к с ко- коэффициентом вязкости газа \х выражается формулой Я = Sncv . Число Стантона S меняется от 2,5 для одно- одноатомного газа до~1 при увеличении числа атомов в молекуле до бесконечности. Коэффициент теплопровод- теплопроводности газов слабо зависит от давления, поскольку уве- увеличение числа молекул в единице объема п приводит к пропорциональному уменьшению длины свободного пробега /. Небольшое уменьшение коэффициента тепло- теплопроводности с уменьшением давления (в среднем ~1% на 1 атм) вызвано изменением удельной теплоемкости [3]. Если длина свободного пробега сравнима с разме- размерами слоя (сосуда) или больше, то предыдущее условие не выполняется, и коэффициент теплопроводности про- пропорционален числу молекул п, т. е. давлению газа, и стремится к нулю с уменьшением давления. 261
Таблица 15.3 Коэффициенты теплопроводности газов, содержащих углерод [3] (при давлении 1 атм) Таблица 15.4 Коэффициент теплопроводности газов, не содержащих углерода (при давлении 1 атм) Газ Химическая формула t, °С Ацетальдегид Ацетилен Ацетон Ацето нитрил Бензол Изобутан к-Бутан Гексан Диоксан Диэтиламин Метан Метилацетат Метил бромистый » хлористый Метилен хлористый Нитрометан Изопентан к-Пентан Пропан Спирт метиловый » изопропиловый » к-пропиловый » этиловый Триэтиламин Углерод четыреххло- ристый Углерода двуокись Углерода окись Фреон-11 Фреон-12 Фреон-21 Фреон-22 Фреон-113 Хлороформ Циклогексан Циклопропан Этан Этил хлористый Этилацетат Этилен Этилен хлористый Этилена окись Этилнитрат Этилформиат Эфир диэтиловый CHgCOH C2H2 CH3COCH3 CH3CN С4Н10 4 10 ^6 14 (С2Н4ОJ (C2H6JNH сн4 СН3СООСН3 СНдВГ СН3С1 СН2С12 CH3NO2 с5н12 СНдОН С3Н7ОН С3Н7ОН с2н5он C6H16N СС14 со2 со CC13F CC12F2 CHC12F CHC1F2 clef с6н12 "Зн6 C2H^C1 СНзСООС2Н6 C2H4 ShIo 2 hcooc2h6 C2H6OC2H6 100 0 100 100 inn 0 о 100 100 100 0 100 100 0 100 100 и 0 о 100 100 100 100 100 100 0 0 100 0 0 0 100 100 100 о 0 100 100 0 100 100 100 100 100 42,0 44 40,5 33,0 40,1 30,4 29,4 48,0 40,0 52,0 69,6 42,1 28,0 27,5 25,2 30,0 29,0 29,3 35,5 53,0 52,5 49,3 54,0 60,0 20,5 34,6 51,1 30,0 20,5 21,5 24,5 23,0 23,4 40,0 27,0 43,5 40 38,6 41,5 32,2 46 38,0 44,0 53,0 15.3. ЖИДКОСТИ Коэффициент теплопроводности жидкостей при тем- температуре 0°С и атмосферном давлении с погрешностью ±10% может быть рассчитан по полуэмпирической формуле [3] • Газ или пар Азот Азота двуокись » закись » окись Аммиак Аргон Вода Вода тяжелая Водород Воздух Гелий Кислород Криптон Ксенон Неон Сероводород ^еры двуокись Уран шестифто- ристый Хлор Хими- Химическая форму ла N2 NO2 N2O NO NH3 Ar H2O D2O H2 He O2 Кг Xe Ne H2S so2 UFe CJ Темпе- Температура ния, °С —196 — —88 —152 —33 —185 100 101,4 —253 —269 —183 —153 — 107 —246 —62 —10 56 —35 t, °C 0 55 0 0 0 0 100 300 500 700 100 300 500 0 -191,1 0 200 0 0 0 0 0 0 0 100 0 x. ic-« KaA см • сек -град 57,4 95,7 33,6 56,4 52,2 39,0 56,1—58,9 103,9 164 234 57 106 173 401 18,2 57,5 88 342 57,5 20,9 12,3 109,5 30,4 19,8 21,4 17,8 Литера- Литература [3] [10] [3] [3] [3] [3] [1,3,6j [1.6] [1.6] [1.6] [1] [1] [1] [3] [10] [3,1] [3] [3] [3] C] [3] [3] [31 [3] [3] [3] где Я, — коэффициент теплопроводности, калПсм-сек- ¦град); ТКИП — температура кипения, °К;р — плотность жидкости, г/см3; Ср — удельная теплоемкость при пос- постоянном давлении, кал/(г-град); N — число атомов в молекуле жидкости. С понижением температуры коэф- коэффициенты теплопроводности жидкостей увеличиваются. В интервале температур —50 < t < + 50°С зависи- зависимость k(t) может быть приближенно представлена вы- выражением: МО = X (°> f1 + °'01 * (VT^~n/23,5 - 1)] . Вода и глицерин представляют исключение. У всех жидкостей коэффициент теплопроводности возрастает с ростом давления. Это увеличение практи- практически несущественно до давлений 50 атм. При высоких давлениях Р, достигающих 12 000 атм, коэффициент теплопроводности при температуре 0Х можно рассчи- рассчитать по формуле: (р) * X. @) (Р 10-е 9QCp Л/0,25 где Р — избыточное давление, атм. В табл. 15.5 приведены коэффициенты теплопровод- теплопроводности жидкостей при температуре 0Х (если не указано другое значение температуры). 262
Таблица 15.5 Коэффициенты теплопроводности жидкостей Жидкость Формула см-сек-град Аллил бромистый Аммиак Анилин Ацетальдегид Ацетон Бензол Бромбензол Бромоформ о-Бромфенол Бутилацетат Вода при ?=0°С 100°С 200Х 350°С Вода тяжелая при ?=0°С 100°С 200°С 350°С Гексан Глицерин Дихлорметан Дихлорпропан Дихлорэтан Кислота муравьиная » пропионовая » серная » стеариновая » уксусная Метилацетат Метил йодистый Метил формиат Нитробензол Нитрометан о-Нитротолуол Пентахлорэтан Пиридин Пропанол Сероуглерод Спирт аллиловый » метиловый » этиловый Тетрахлорэтан Тетрахлорэтилен Трихлорэтилен Толуол Углерод четыреххлористый Фреон-11 Фреон-12 Фреон-21 Фреон-22 Фреон-113 Фреон-114 Фторбензол Хлорбензол Хлороформ о-Хлорфенол Этил бромистый » йодистый Этиленгликоль Этил формиат О,Н,Вг NH3 C6H6NHa СН3СОН СН3СОСН3 66 QH5Br СНВг3 QH4OHBr сн3соос4н/ D2O 71 —33 184 21 56 80 56 149 195 125 100 101.4 C6H12 (СН,ОНJСНОН СН2С12 CjHsCl2 С2Н4С12 сноон СН3СН2СООН H2SO4 СН3 (СН2IЬ СООН СН3СООН СН3СООСН3 СН31 нсоосн3 QH5NO3 CH3NO2 QH4CH3NO2 QHC^ CsH5N C3H,OH cs2 C3H6OH CH..OH C2H6OH C2H2C14 C2C14 C2HC13 QH6CH3 CC14 CClgF CCI2F2 CHC12F CHC1F» C2C13F3 C2C12F4 C6H6F CHClg C6H4OHC1 C2H6Br C2H61 ch,ohch2oh hccxx:.,hs 69 290 41 97 83 101 141 330 387 118 57 42 33 211 101 222 162 115 97 46 103 65 78 146 121 87 111 77 22 —30 9 —41 46 4 85 133 61 76 38 72 198 54 278 1200 432 415 406 365 280 254 318 402 1350 1631 1569 978 1335 1522 1419 833 355 680 372 310 350 648 420 715 400 450 390 237 480 397 508 366 305 440 410 336 455 530 440 285 308 290 330 268 250 225 290 265 225 215 312 317 300 364 269 230 635 407
15.4. СПЛАВЫ В табл. 15.6—15.15 приведены коэффициенты теп- теплопроводности сплавов при различных температурах. Для некоторых сплавов и сталей в первой колонке таб- таблиц дано название нли сокращенное наименование со- . гласно ГОСТу. В скобках приведены устаревшие назва- названия. Число перед химическим символом элемента, вхо- входящего в сплав, означает его массовое содержание в сплаве. ^ Таблица 15.6 Коэффициенты теплопроводности сталей [6] Продолжение табл. 15.6 Марка стали Ст. 20 Ст. 35 Ст. 45 Ст. 65Г Ст. У8 13Н2ХА, 15ХА, 15Х, 20Х ЗОХГС, ЗОХГСА 15ХМ ЗОХМ, ЗОХМА 1Х11МФ, 1Х12ВНМФ 12Х1МФ 15Л, 20Л4-55Л Х5М 1X13 (ЭЖ1) 2Х12ВМБФР (ЭИ 993) 4X13 (ЭЖ4) 1Х12В2МФ (ЭИ756) Х18Н9Т AХ18Н9Т, ЭЯ1Т) 0Х18Н12Б(Х18Н11Б, ЭИ402) Х23Н18 (ЭИ417) Х17Н13М2Т (Х18Н12М2Т, ЭИ448) 1Х16Н13М2Б (ЭИ680), ЗХ19Н9МВБТ (ЭИ572) Х16Н25М6 (ЭИ395) f t, °С 27 527 927 27 527 927 27 527 927 27 727 27 527 927 27 927 27 927 27 927 27 927 27 927 27 927 27 927 —73 1127 —73 1127 —73 1J27 —73 1127 —73 1127 —73 427 1127 —73 497 927 —73 1127 —73 1127 —73 1127 —73 1127 X, кал. сМ'сек-град 0,136 0,10 0,0645 0,115 0,0955 0,0715 0,115 0,0885 0,055 0,107 0,0575 0,12 0,0815 0,062 0,093 0,072 0,0925 0,084 0,10 0,075 0,092 0,0835 0,10 0,074 0,10 0,086 0,109 0,0785 0,105 0,081 0,0735 0,079 0,079 0,072 0,078 0,0755 0,0727 0,0768 0,0323 Г> П4Я и, и*ю 0,067 0,0325 0 0484 о! 0622 0,0323 0,0434 0,033 0,0424 0,0328 0.04J9 0,0304 0,0461 Марка стали ХН35ВТ (ЭИ612), 1 ХН35ВТР (ЭИ725), ХН35ВМТ } (ЭИ692) 1 Х22Н26, ВЖЮ0 ХН78Т (ЭИ435, Нимоник-80, США) ХН77ТЮР (ЭИ437Б), ХН77ТЮ (ЭИ437А) ХН80ТБЮ (ЭИ607, Инконель X, США) ХН70ВМЮТ (ЭИ765), ХН70ВМТЮ (ЭИ617) ХН60Ю (ЭИ559) ХН60В (ЭИ868) Армко-железо @,023% С; 0,007% Si; 0,025% Мп; 0,007% Р; 0,02% S; остальное Fe) Чугун t, С —73 1127 —73 727 27 627 —73 727 —73 1127 —73 1127 —73 1127 —73 727 0 27 х, кал см-сек-град 0,0316 0,0455 0,0258 0,056 0,030 0,0545 0,0263 0,0575 0,0263 0,0645 0,0167 0,0575 0,0191 0,070 0,0215 0,054 0,186 0,07—0,14 Таблица 15.7 Коэффициенты теплопроводности сплавов меди [3,6] Сплав (состав, вес. %) Бронза: ОФ 10-1 ОЦ 10-2 ОС 10-10 А-5 АЖМЦ 10-3-1-5 КМЦ 3-1 МЦС 8-20 Константан МНМц 40-1,5 D0%№ + + примесь Со; 1,5% Мп; 58,5%Си) Копель МНМц 43-0,5 E6,5% Си; 0,5% Мп; 43% Ni + примесь Со) Латунь ЛАН 59-3-2, алюминиево- никелевая Латунь ЛМц 58-2, марганцовистая Латунь ЛС 59-1В, свинцовистая Латунь ЛО 70-1, оловянистая Манганин МНМц 3-12 C% Ni; 12% Мп; 85% Си) *,°С 27 627 27 627 27 527 27 627 27 527 27 427 27 627 0 400 0 27 627 27 fi97 27 DZ/ 27 327 0 300 X, em м-град 34 52 55 77 , 45 67 105 153 59 84 42 54 32 53 20,9 37,2 24,2 84 152 70 199 105 loo 92 136 21,7 36,0 264
Продолжение табл. 15.7 Таблица 15.9 Сплав (состав, вес. %) Нейзильбер МНЦ 15-20 A5% Ni; 20% Zn; 65% Си) Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 Томпак ЛТ 96, волоченый » РТ 90, прокатный Си —А1 (99,29% Си; 0,71% А1) (95,39% Си; 4,61% А1) (90,0% Си; 10,0% А1) Си—Si (99% Си; 1% Si) (96,09% Си; 3,91% Si) Си —Р (99,925% Си; 0,075% Р) (99,520% Си; 0,480 Р) Си —Мп (85% Си; 15% Мп) G0% Си; 30% Мп) Си —№ (98,03% Си; 1,97 №) (90% Си; 10% Ni) (82,7% Си; 17,3% Ni) E4% Си; 46% Ni) Си —Zn G0% Си; 30% Zn) F1,5% Си; 38,5% Zn) Си —Sn (99,01% Си; 0,99 Sn) (95,08% Си; 4,92% Sn) G5% Си; 25% Sn) t,°C 0 600 0 27 527 27 527 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 27 20 20 17 20 20 20 27 X, em т-град 125 229,1 37,1 244 260 114 288 175 82,9 46,9 82,5 36,4 238,6 90,5 21,7 12,6 171,6 59 34 20,3 109 [4] 78,7 228 81,6 25,1 Коэффициенты теплопроводности сплавов алюминия [3, 6] Сплав (состав, вес. %) А (примесь <0,2%) Al, A2, АД1, АД2 (примесь АВ(А1: 0,6% Си; 0,7% Mg; АК4, АК4-1 АК8 (Al; 4,4% Си; 0,5% Mg; 0,8% Si) АЛЗ, АЛЗВ Afl4(Al;9,2%Si; 0,25% Mg; 0,9% Fe) Al— Li (99% Al; 1% Li) (95% Al; 5% Li) (90% Al; 10% Li) AMr(Al; 2,5% Mg; 0,3% Mn AMr(Al; 5% Mg; 0,35% Mn; АМц (Al; 0,2% Си; 0,03% Mg B95 (Al; 1,7% Си; 2,3% Mg; 6% Zn) Д1 (Al; 4,3% Си; 0,6% Mg; Д16(А1; 4,4% Си; 1,5% Mg; Д18 (Al; 2,6% Си; 0,35% Mg; Al—Si (95% Al; 5% Si) (88% Al; 12% Si) (80% Al; 20% Si) a? (Al; 12% Si; 0,35% Mg; 0,29% Mn) RR-77 (Al; 2,2% Си; 2,5% Mg; Y (Al; 3,76% Си; 1,85% Ni; 0,25% Mn) ; 0,8% Mn; 0,38% Mn; ; 0,1% Си) 0,2% Си) ; 1,3% Mn) 0,6% Mn; 0,6% Mn) 0,6% Mn) ; 0,2% Mn) 0,28% Fe; 4,96% Zn) 1,33% Mg) 20 27 427 27 27 20 20 20 20 20 20 20 20 20 x,- м-град 225 206 209 144 167 186 163 146 125 75 54 126 116 186 143 170 169 174 142 176 160 186 163 182 Таблица 15.8 Коэффициенты теплопроводности сплавов никеля [3,6] Сплав (состав, вес. %) Алюмель НМцАК 2-2-1 Инвар C5% Ni; 65% Fe) Монель F8?/о Ni; 28% Си; 2,5% Fe; 1,5% Мп) Нихром (90% Ni; 10%Сг) Нихром (80% Ni; 20% Сг) Ферронихром F1 % Ni; 20% Fe; 15% Сг; 4% Мп) Хромель ХН9 (91% Ni: 9% Сг) t. °с 0 0 300 0 400 800 0 400 0 600 0 600 0 400 м-град 32,7 11,0 12,7 22,1 33,7 46,0 17,1 24,1 12,2 22,6 11,6 13,1 16,0 23,5 Таблица 15.10 Коэффициенты теплопроводности сплавов титана [3, 6J Сплав (состав, вес. %) ВТ, ВТ1-1 (Ti; 0,1% С; C,3%Fe; 0,15% Si; 0,15% О) BT3(Ti; -5% Al; -2,5% Сг) ВТ4 (Ti; -4,2% Al; -1,4% Mn) BT5-1 (Ti; 5% Al; 2,5% Sn) BT6 (Ti; -5,5% Al; 4% V) BT8 (Ti; -6,3% Al; 3,3% Mo) BT14 (Ti; 4% Al; 3% Mo; 1% V) BT15 (Ti; 3% Al; 8% Mo; 11% Cr) BT16 (Ti; 2,5% Al; 7,5% Mo) OT3 (Ti; ~2%A1; -1,4% Mn) OT4 (Ti; 3% Al; 1,5% Mn) (92,5% Ti; 2,5% Sn; 5,0% Al) (89,5% Ti; 4,0% Al; 4,0% Mo; 2,0% Sn; 0,5% Si) (96% Ti; 2,0% Mn; 2,0% Al) 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 50 400 50 400 50 400 x, кал см- сек-град 0,0397 0,017 0,0215 0,0179 0,0179 0,017 0,020 0,0191 0,0251 0,0217 0,0198 0,0183 0,0277 0,0185 0,0275 0,0237 0,033 265
Таблица 15.11 Продолжение табл. 15.12 Коэффициенты теплопроводности сплавов магния [3, 6] Сплав (состав, вес.%) MAI (Mg; 0,3% Al; 0,1% Zn; 2,5% Mn) MA2 (Mg; 4% Al; 0,8% Zn; 0,5% Mn) MA3 (Mg; 6% Al; 1% Zn; 0,5% Mn) MA5 (Mg; 8% Al; 0,5% Zn; 0,5% Mn) Магнокс А12 (Mg; 1,15% Al; 0,45% Be) МЛ2 (Mg; 0,2% Al; 0,2% Zn) МЛЗ (Mg; 3,6% Al; 1,5% Zn; 0,5% Mn) МЛ4 (Mg; 6% Al; 2,5% Zn; 0,5% Mn) МЛ5 (Mg; 8,5% Al; 0,5% Zn; 0,3% Mn) МЛ6 (Mg; 10% Al; 0,3% Mn) AZ61 (Mg; 6,5% Al; 1,1% lr; 0,5% Mn) M15Z (Mg: 0,5% Zr; 0,1% Mn; 0,53% Zn) M25 (Mg; 0,37% Zr; 0,24% Mn) M15C (Mg; 0,57% Zr; 0,1% Mn: 1,36% Ce) W1635 (Mg; 5,56% Ni) W1662 (Mg; 3,17% Ce; 1,8% Mn) W1648 (Mg; 2,65% Ce; 5,36% Ni) W1702(Mg;2,2%Ce; 2.4% Co; 1,6% Mn) ZW1 (Mg; 0,7% Ir; 1,5% Zr) x. em м-град — 0 27 27 27 27 50 50 50 50 27 151 104 96 83,7 120 127 106 79 75 74 82,9 120 114 109 142 117 130 132 133 Таблица 15.12 Коэффициенты теплопроводности сплавов урана [6] Сплав (состав, вес.%) 99,0% U; 1,0% А1 90% U; 10% А1 70% U: 30% AJ 50% U; 50% А1 10% U; 90% А1 99,65% U; 0,35% V 99,89% U: 0,11% Сг 95% U; 5% Zr 60% U; 10% Zr 80% U; 20% Zr 30% U; 70% Zr 95% U; 5% Mo 70% U; 30% Mo 30% U; 70% Mo 10% U; 90% Mo 95% U; 5% Fe 90% U; 10% Fe t. °C —73 227 627 —73 227 627 —73 227 527 —73 427 27 300 300 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 K, em м-град 14,1 13.9 13,6 10.1 9,9 9,8 30,6 29,3 27,9 68,2 34,4 186,0 28.9 31,0 14,5 14,0 9,0 6,0 25,08 26,75 67,45 108,16 24 22 Сплав (состав, вес. %) 80% U; 20% Fe 30% U; 70% Fe 67% U; 33% Be 53,1% U; 46,9% Bi 36.3% U; 63,6% Bi 70% U; 20% Pu; 10% продукты деле- деления 20% U; 80% Th 10% U; 90% Th t, °C 27 27 77 427 1027 27 27 50 300 600 800 600 600 em м-град 18 33 105 75 45 21 17 9,63 15,91 23,86 30,14 41 42 Таблица 15.13 Коэффициенты теплопроводности сплавов свинца [6] Сплав (состав. Баббит Б6 Б16 Б83 Ь89 Припой ПОС-18 ПОС-30 Сплав 90,25% РЬ: 8% вес.%) Sb; 1,75% As em м ¦ град 21 25 33 39 38 39 11,3 Таблица 15.14 Коэффициенты теплопроводности сплавов циркония [3, 6] Сплав (состав, вес.%) 92% Zr; 8% U 91% Zr; 8% U: 1% Н 99,С6% Zr; 0,1% С; 0,84% Sn 97,5% Zr; 2,3% Sn; 0,1% С; 0,1% О 92,2% Zr; 7,6% Mo; 0,1% С; 0,1% О 90% Zr; 9,8% Nb; 0,2% С 100 450 100 400 250 250 250 250 х, em м-град 14,5 17,0 19,5 17,2 15,9 12,5 14,6 14,6 266
Таблица 15.15 Коэффициенты теплопроводности сплавов Na, К. Bi и других металлов Таблица 15.17 Коэффициенты теплопроводности окислов [6, 7] Сплав (состав, вес.%) 56% Na; 44% К; tlw = 19° С, 'кип = 825°С 22% Na;78%K; (П,=_11>5°С, 'кип = 784Х 55,5% Bi; 44,5% Pb; tIW =¦ 123,4СС 50% Bi; 31% Pb; 19% Sn 48% Bi; 26% Pb; 13% Sn; 13% Cd 67% Be; 33% Al 64% Be; 36% Al 57% Be; 43% Al S0% Pt; 10% Ir 90% Pt; 10% Rh Сплав Вуда 92% Аи; 8% Pt 55% Аи; 45% Pt 4% Аи; 96% Pt t, °c 19 427 927 — 11,7 427 927 150 700 0 0 27 27 27 17 17 18 18 18 X, кал см* сек-град 0,059 0,066 0,0744 0,0495 0,063 0,0574 0,0268 0,0400 0,0406 0,0311 0,0458 0,0511 0,046 0,074 0,072 0,0319 0,191 0,050 0,110 Источ- ник [61 6] 6) 6] 6) 6] 6] 6) 6] [6] [6] 6] 6] 4] 4] 4] 8] 8] 81 15.5. ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО Таблица 15.16 Коэффициент теплопроводности огнеупорных материалов Материал (состав, вес.%) Графит реакторный (вдоль направления прессования) Графит реакторный (перпен- (перпендикулярно к направлению прессования) Карборунд A9,52% А12О3; 25,64% SiO2; 49.39% SiC; 5,01% MgO; 0.44%Fe2O3) Корунд (81,54% A12O3; 15,35% SiO; 1,27% MgO; l,84%Fe2O3) Муллнт CAl2O3-2SiOa) Периклаз Силлиманит F2,96% A12O3; 34,87% SiO2; 0,91% MgO; 1,26% Fe2O3) Шамот F8,80% SiO2; 31,06% A1,O3; 1,19% Fe2O3; 1,95% MgO) Шпинель (MgO-Al2O3) Форстерит BMgO-SiO2) Циркон (ZrO2-SiO2) e CM3 1,7 1,7 2,19 2,72 ^2,5 — 2,12 1,84 3,27 2,22 3,69 t, °C — 173 423 1494 — 173 423 1423 300 1100 300 1100 100 12C0 0 1100 300 1100 300 1100 100 19ПП 100 19ПП 200 1400 x, em м-град 210 100 4fi Q 160 75,7 40,2 4,81 3,89 2,36 2,08 5,73 3,64 41,8 5,86 1,31 1,50 0,88 1,09 13,8 ^ П9 о, yjz, 3,68 1 РЛ 1 ,00 4,6 3,1 Лите- Литература 6] 6] 6] 6] 6] 6] 3] 31 [3] [3] [7] [71 3] 3] 13] [3] [3] [3] [7] 171 I'J [7] [7] [7] 17] A12O BeO CaO SiO2 MgO NiO TiO2 ZnO ZrO2 Окисел j (глинозем) (известь) (кремнезем) (жженая магнезия) ¦ г Р- —: см3 3,7—3,8 2,7—2,86 3,0—3,1 2,3—2,6 3,3—3,5 5,0—5,1 4,0—5,1 3,72 5,2—5,35 t, °С 100 1600 100 1600 100 1000 127 827 100 lfinn 1UUU 600 600 600 100 1400 х, кал см- сек-ерад 0,069 0,0138 0,500 0,0346 0,0333 0,0170 0,0167 0,012 0,0823 П П1 ^7 и, vji о' 0,010 0,0083 0,011 0,004 0,005 Таблица 15.18 Коэффициенты теплопроводности карбидов [6. 7] Карбид SiC Ве2С ZrC TiC NbC Nb2C TaC Ta2C Mo2C vc vx we W2C HfC СГзСг B4C г 3,23 3,08 — 2,3—2,4 — 6,6 4,92 4,75 7,82 7,85 14,5 15,5 9,18 5,48 5,75 15,65 17,30 12,67 6,68 — t, °c —73 527 1527 2227 27 627 27 —23 427 127 -1600 127 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 127 -20 ~.2C0 , кал см-се к-град 0,086 0,0455 0,0287 0,0335 0,0765 0,043 0,0478 0,079 0,0263 0,0335 0,105 0,0455 0,0525 0,086 0,0167 0,0598 0,0717 0,0694 0,086 0,0155 0,031 0,07—0,2 267
Таблица 15.19 Коэффициенты теплопроводности силицидов при t = 27°C [6] Таблица 15.22 Соединение TiSi2 ZrSi2 NbSi2 TaSia p. 4 4 5 8 г CM3 ,35 ,88 ,45 ,83 x, кал см- сек-град 0,031 0,043 0,062 0,0287 Соединение CrSia MoSia WSia P- - 4, 6, 9, г CM3 4 3 33 x, кал см-сек-град 0,0143 0,0694 0,0454 Таблица 15.20 Коэффициенты теплопроводности боридов [6, 7] Соединение TiB2 ZrB2 NbB2 ТаВ2 СгВ2 Мо2В6 W2B6 СаВ6 SrB6 ВаВ6 р, г/см3 4,5 6,1 6,0 11,7 5,6 8,0 п,о .— — — t, °с 23 23 23 23 — .— .— 20 20 20 ч кал см-сек-град 0,058 0,058 0,040 0,026 0,0526 0,0645 0,0765 0,055 0,062 0,086 Таблица 15.21 Коэффициенты теплопроводности нитридов [6] при t = 20°C Нитрид TiN ZrN VN NbN TaN о» г/см3 5,21 7,35 6 04 8,4 13,8 > кал 0,0695 0,0335 0,074 0,0239 0,055 Нитрид CrN Cr2N MoN Mo3N p, г/см3 5,9 6,5 8,6 9,9 CM 0 0 0 0 X, KQA сек-град ,0765 ,143 ,0382 ,12 Коэффициенты теплопроводности кремиийоргаиических соединений [1| Соединение Тетра - о- крези локсиснлан (CH3C6H4OLSi Диэтилполисилоксан (сили- (силикон) Р, е/ся3 1,128 0,987 0,858 0,956 0,863 0,744 t. °с 20 200 350 20 150 300 х, ¦ П-4 КаЛ см-сек-град 2,94 2,53 2,19 3,16 2,5 1,75 Таблица 15-23 Коэффициенты теплопроводности высокотемпературных композиций ядерного горючего [6] Соединение (состав, вес.%) UO2 (спеченная двуокись урана) 50% РиОа; 50% UO2 (спечен- (спеченная смесь) РиОа ThO2 (спеченная двуокись то- тория) UC ис2 47% UO2; 53% ВеО (спеченная смесь) 60% UO2; 40% А1 (спеченная смесь) 19,9% UO2; 80,1% С (спечен- (спеченная смесь) 30,3% UC; 69,7% С (спечен- (спеченная смесь) 50 об. % UOa; 50 об. % W 60 об. % UO2; 40 об. % Мо 20% UO2; 80% полиэтилен 20% UO2; 20% сажа —60% полиэтилен и3ое UN U3Si USi USi3 USi2 U3Si2 UA13 UBel3 US PuBe13 ThB6 e CMS 10,97 11,10 11,46 9,96 10,2 10,8 3,2— о, и 4,9 1,93 2,22 — — — — 7,90 14,32 15,6 10,4 8,15 9,25 12,2 6,8 4,37 10,87 4,36 — t, °c 0 400 700 1500 27 —73 427 1227 —73 327 1327 100 400 827 200 1600 27 27 27 27 100 1000 100 1000 20 20 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 20 x, кал см-сек-град 0,0278 П П1 77 \J ,\J 1 1 1 0,0108 0,006 0,0103 0 0172 0,0101 0,00527 0,0276 0,0136 0,0055 0,06 0,053 0,0634 0,0306 0,0481 0,0696 0,0167 0,042 0,136 0,125 0,101 0,0766 0,064 7,1-10-* 8,7-10~4 0,0163 0,0406 0,0471 0,0383 0,043 0,0406 0,0335 0,0621 0,0251 0,0264 0,215 0,10 268
15.6. СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ДРЕВЕСНЫЕ ПОРОДЫ И ПРОЧИЕ ВЕЩЕСТВА Таблица 15.24 Коэффициенты теплопроводности некоторых строительных материалов и грунтов [3. 5) Продолжение табл. 15.24 Материал (состав, вес. %) Асфальт Базальт [4] Бетоны (предварительно не про- просушенные) на легких запол- заполнителях (пемзе) или топлив- топливных шлаках Бетоны (предварительно не про- просушенные) на доменных шла- шлаках Бетоны (легкие, предваритель- предварительно не просушенные) на золах или кирпичном бое Бетоны ячеистые (пенобетоны) на кварцевом песке (непро- (непросу шенные) Бетоны ячеистые (пенобетоиы) на аморфном песке (предва- (предварительно не просушенные) Бетон с гравием Битум Боксит Вермикулит Гипс (нлн известковый песча- песчаник), высушенный на воздухе Глина огнеупорная горшечная » огнеупорная высокого качества » глиноземистая огнеупор- огнеупорная Гранит [4) Инфузорная земля Кварциты Кирпич глиноземистый 99% А12О3 90% А12О3 (без пор) 90% А12О3 60% А12О3 Р'~Г 2,1 — 0,6 ,8 1,0 1,2 1,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0,6 0.8 1,0 1,2 1,4 0,6 0,8 1,0 1 2 Ь4 1,05 3,2 — 0,6 1,0 2,'о 2,0 2,05 1,985 2,6- 2,7 — -2,63 2,867 2,980 2,787 2.307 t. °С 20 — 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 90 20 — 20 — — 415 1П9Я 345 969 423 981 — — — 137 1079 129 1089 152 1101 375 1044 кал см-сек-град 1670 5200 390 560 720 950 1200 360 500 640 780 940 470 640 860 1080 1360 1750 720 1050 1440 1920 2360 580 830 1050 1360 1700 1 3580 2300 -10 500 155 420 750 147П i^ / и 2500 2500 чппп 2000 2700 2800 3000 6400— 8000 170 — 11 000 12 600 5900 10 200 6170 5670 4500 3300 3170 Материал (состав, вес.%) Кирпич огнеуцорииш: для доменных печей s для тяжелых условий эксплуатации C5—40% А12О3) для сверхтяжелых условий эксплуатации (—44% А12О3) Кирпич силикатный: для тяжелых условий эксплуатации (96,3% SiO2; 0,2% А12О3; 2,9% СаО) обычный t95,8% SiO,; 0,5% А12О3; 2,9% Саб) футеровочный (94,9% SiO2; 1,0% А12О3; 2.9% СаО) изоляционный (пористый), (-92.5% SiO2) Кирпич: магнезиальный (—93,6% MgO) магнезиально-хромовый E5,6% MgO; 15,4% Сг2О3; 14,6% А12О3) хромово-магнезиальный C4,2% MgO; 24,9% Сг2О3; 21,7% А12О3) хромовый A8,2% MgO; 29,7% Сг2О3; 34,1%А12О3) форстернтовыйE0,3% MgO; 29.5% SiO2; 10,9 А12О3) Кремень Мел (пикарднйскнй) Мрамор [4] Пегматит Порфир Руда железная г Р'~~Г 2.419 2.195 2,355 1,874 1,81 1,714 0,945 2,787 2,787 3,012 3,108 2,627 2,5 1.9 2,8 2.7 2,65 -4,0 г, °С 367 1036 135 1047 1,67 1091 153 1117 167 1086 167 1085 106 1086 161 906 131 1080 160 1097 161 1127 161 1084 — — — — — л, 10-« кал см-сек-град 3900 4400 3080 азбо 3360 3750 3050 4300 2620 4170 2400 3900 660 1900 24 000 10 200 4280 4300 4000 4280 5170 4670 4300 3560 4000 -2800 -6500 -6400 -6400 -7000 269
Таблица 15.25 Коэффициенты теплопроводности некоторых теплоизоляционных материалов растительного и искусственного происхождения [3—5] Материал (состав, вес. %) Асбест волокнистый » прессованный » распушенный Асбестовая вата Асбестовый картон Асбестовая ткань Аиетилцеллюлоза Бумага Вата хлопковая » шлаковая Войлок Еойлок стеклянный » древесный Воск пчелиный Гуттаперча Замша Ипорка Камышит прессованный Капок (растительный пух) Картон Каучук натуральный Каучук (80% метилвинила; 20% ZnO) (80% метилвинила; 20% ТЮ2) (80% метилвиннла; 20% СаСО3) G0% диметила; 18% TiO2; 12% ZnO) Кожа Лед Льноволокно прессованное Льняное полотно Мазонит Опилки Пеностекло Песок (морской, 0Средн = = 0,2 мм) Пробка измельченная » прессованная Пряжа хлопковая Полистирол Резина вулканизованная: 38% каучука 50% каучука Сажа Слюда (перпендикулярно к слоям) Снег уплотненный Стиропор Тальк (природный магниевый силикат) Торф измельченный Фарфор Фланель Целлюлоза Целотекс Шелк Шелковая шерсть Шлак Эбонит р- —', см' 0,47 0,70 -1,9 0,5 0,6 1,32 — — 0,1—0,8 0,1 0,3—0,4 — — — -0,011 0,215 — 0,086 — — 1,0 0,9 0,196 — 0,355 0,150 1,63 0,037 0,4 — 1,06 ¦— — — 2,5 — 0,025 2,6 0,1 — — — — 0,1 0,058 — — t, сс 20 20 20 20 20 20 — — 100 100 50 — — 20 — — 50 — 20 50 0 — — — 20 50 50 — — 20 20 20 100 20 — 20 20 50 — — — 20 0 0 — — х, ю-» кал см-сек-град 375 570 890 355 490 130 ' 250 300 455—700 144—308 62 120—330 86—94 120 195 89 480 150 84 122 83 ччл оои 100 1070 930 780 1520 420—445 5300 ПО 210 128 120 120 720 95 158 43 195 700 530 70 570 510 92 -6500 133 2500 230 1100 120 95-М 20 80 2000 420 Таблица 15.26 Коэффициенты теплопроводности древесины [3, 4] Приведены коэффициенты теплопроводности древесины в направлении, перпендикулярном к волокнам. Экспери- Экспериментально установлено, что теплопроводность вдоль во- волокон в два-три раза выше теплопроводности перпен- перпендикулярно к волокнам. Значения \ приведены для со- содержания воды в древесине 12% веса сухой древесины, что соответствует среднему влагосодержанию древесины в воздухе с влажностью 60% при комнатной температуре. Коэффициент теплопроводности сухой древесины А =а %0,0232+0,174 р, вт/(м-град), где р — плотность дре- древесины, ?/см3. Порода дерева Бальзовое Береза Береза желтая Дуб Дуб белый ¦» красный Ель аляскинская Ильм белый Кедр красный » красный западный Кипарис красный Клен белый » черный Лиственница Лиственница западная Пихта » (вдоль слоев) » дугласова » колорадская Пробковое Секвойя Сосна белая » желтая длиннохвонная » » короткохвойная » норвежская » пондозова » сахарная Тополь Фанера Хемлок восточный » калифорнийский Ясень Ясень белый м-град -0,125 -0,72 0,68 -0,85 0,74 0,72 0,425 0,52 0,47 0,4 -0,385 0,63 0,71 -0,6 0,62 0,53 0,4 0,5 0,44 0,61 0,54 0,48 0,49 0,41 -0,45 0,46 0,46 -0,7 0,64 0,045 0,15 0,117 0,171 0,139 0,138 0,079 0,105 0,095 0,082 0,099 0,12 0,134 0,128 0,114 0,037 0,127 0,089 0,075 0,04 0,11 0,С95 0,11 0,111 0,096 0,096 0,080 0,100 0,125 0,093 0,087 0,145 0,12 270
Таблица 15.27 Коэффициеиты теплопроводности стекол [3. 10] Название Бетол Викор Крон бариево-фосфатный » боросилнкат » калийно-фосфатный » обыкновенный » фосфат Кварц плавленый Сера плавленая Пирекс Стекло: А В С D Е F G Н I J К кремнеземное L Флннт обыкновенный » тяжелый Хрусталь р, г/см' — — — — — — — — 2,23 2,22 2,27 2,45 2,52 2,42 2,55 3,19 3,18 3,55 3,56 4,29 — 6,10 — -2,72 t. сс —78 20 45 —150 чо 100 45 45 0 100 0 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0 20 0 0 20 вт X, м•грид 0,129 1,32 0,758 0,494 1 14 1 , Ю 1,36 0,825 1,00 0,753 1,46 0,197 1,14 1,13 1,13 1,07 1,00 1,00 1,10 0,829 0,749 0,749 0,778 0,70 1,390 0,536 0,795 0,783 0,896 Таблица 15.29 Коэффициенты теплопроводности некоторых диэлектрических монокристаллов и кристаллических тел [3] Таблица 15.28 Коэффициенты теплопроводности масел и некоторых продуктов перегонки нефти Вещество Бензин Б-70 Вазелин Газолин Глицерин Керосин Т-1 Масло касторовое » оливковое » парафиновое » трансформаторное № 1 » » ¦ № 3 » Ministry of works » Medium cylinder oil » Mobiloil В » Rabbeth Spindle oil » Red oil » Velocite В Нефть Парафин Парафин медицинский Топливо дизельное t, °С —50 50 25 30 20 —50 0 150 20 20 30 30 30 25 30 30 30 30 30 .— 30 30 20 вт к, м-град Ф 0,131 0,1105 0,184 0,138 -0,276 0,127 0,119 0,0965 0,178 0,165 0,123 0,132 0,124 0,108 0,153 0,157 0,143 0,141 0,143 0,140 0,123 0,118 0,117 Лите- Литература [1] [1] [4] [3] [1, 3, 41 1] 1] 1] 4] 4] 3] 3] 3] 3] [3j 3] 3] 3] 3] 4] [1. 3( [3] [1] Кристалл Алмаз Бромистый ам- аммоний Бромистый ка- калий Бромистый нат- натрий Йодистый калий » рубидий Кальцит Корунд Кремнезем (кварц) Магнезия Нитрат бария Окись бериллия Сернистый цинк Фтористый ба- барий Фтористый ка- калий Фтористый каль- кальций Фтористый лн- тнй Хлорат натрия Хлористый ам- аммоний Хлористый ка- калий Хлористый нат- натрий Хлористый ру- рубидий Химическая формула С NH4Br КВг NaBr К1 Rbl СаСО3 А12О3 SiO2 MgO Ba(NO3J BeO ZnS BaF2 KF CaF2 LiF NaClO3 NH4Cl' KC1 NaCl RbCl 3950 815 1C03 1029 953 915 1612 2323 1900 2773 868 2843 1850 1573 1129 1634 1143 550 793 1050 1074 987 0,104 0,00215 0,0027 0,00215 0,0021 0,0037 0,00172 0,00775 0,00477 0,0139 0,00131 0,035 0,0115 0,00502 0,00407 0,00437 0,00675 0,00152 0,00207 0,0064 0,00605 0,0029 1,5 0,0064 0,0100 0,00809 0,0073 0,0122 0,0102 0,0659 0,0332 0,1408 0,00417 0,364 0,0778 0,0289 0,0168 0.0262 0,0282 0.C0306 0,00602 0,0245 0,0237 0,0105 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Изд. 2-е. М., «Наука», 1972. 2. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Пео. г англ. М., Гостоптехиздат, 1964 3. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. Пер. с франц., М., «Мир», 1968. 4. Handbook of Chemistry and Physics. Chemical rubber publishing Co., Cleveland, Ohio, s. a. 5. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К. П. Яковле- Яковлева. М., Физматгиз, 1962. 6. Чиркин В. С. Теплофизнческие свойства материалов ядерной техники. М., Атомнздат, 1968. 7. Техника высоких температур. Под ред. И. Э. Кэмп- белла. Пер. с. англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959. 8. Landolt-Bernstein. Physikalisch-Chemische Tabel- len. Berlin, 1931. 9. Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie. Ber- Berlin, Weinheim, 1927—1959. 10. Техническая энциклопедия- Справочник. Т. 7. М., «Советская энциклопедия», 1931. 271
ГЛАВА 16' вязкость Сила сопротивления сдвигу т, возникающая при относительном движении двух слоев жидкости или газа, пропорциональиа градиенту скорости о в направлении нормали к потоку жидкости или газа: т = rtdv/dn. Коэффициент пропорциональности т) называют ди- динамической вязкостью. В системе СГС динамическая вязкость измеряется в гНсм-сек), в системе СИ—в кг/(м-сек). Величина ф, обратная динамической вязкости, на- называется текучестью. Единица текучести в системе СИ — м2/(н-сек). Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости г\ к плотности жидкости р: В системе СГС кинематическая вязкость измеряется в см*/сек, в системе СИ — в мг1сек. Для газов зависимость г\ от абсолютной температу- температуры Т определяется формулой Таблица 16.3 Вязкость кислорода -ц. 10~8 кг1{м-сек) [1] Р, атм 1 22 42 62 82 102 122 Температура, СС 15 1993 2013 2055 2114 2188 2269 2351 50 2182 2211 2249 2295 2345 2401 2463 100 2437 2460 2490 2525 2564 2608 2655 Р, атм 1 20 50 100 150 200 300 400 500 600 700 Температура, СС 15,8 1997,5 2024,0 2093,5 2250,0 2451,5 2688,5 3220 3769 4330 4862,0 5392,0 54,8 2207 2288 2434 2610 . _ где С — постоянная Сезерленда. 16.1. ВЯЗКОСТЬ ГАЗОВ И ПАРОВ ПРИ ДАВЛЕНИИ ВЫШЕ АТМОСФЕРНОГО Таблица 16.1 Вязкость водорода i;. 10~8 кг/(м-сек) [1] Р, атм 1 50 100 200 300 400 500 600 800 15 866 875 885 910 943 975 1010 1050 1120 25 886 895 905 931 960 994 1030 — Температура 50 935 943 952 977 1005 1035 — 100 1030 1040 1050 1070 1090 1115 1140 1165 1220 • С 150 1125 ИЗО 1140 1155 1175 1195 1215 1235 1280 200 1210 1215 1220 1235 1250 1265 1283 1300 1335 250 1295 1300 1305 1315 1330 1340 1355 1370 1400 Таблица 16.2 Вязкость азота ¦»]. 10~8 кг/{м-сек) [1] Р. атм 1 20 50 100 150 200 300 40С 500 600 700 800 0 1665 1695 1760 1905 2090 2300 2750 3200 3675 4125 — 25 1775 1805 1860 1985 2135 2305 2680 3075 3460 3850 4225 4580 50 1880 1905 1955 2060 2180 2325 2645 2995 3335 3670 3995 4325 Температура 75 1985 2010 2050 2145 2245 2370 2655 2965 3260 3565 3865 4160 100 2090 2115 2155 2230 2325 2430 2675 2940 3220 3490 3765 4030 °С 150 2280 2300 2340 2400 2475 2565 2760 2970 3190 3405 3630 3850 200 2460 2480 2510 2565 2630 2700 2860 3025 3210 3390 3580 3770 300 2640 2655 2680 2730 2780 2845 2980 3120 3275 3430 3590 3750 Таблица 16.4 Вязкость гелия ¦«], 10~8 кгI{м-сек) [1] Р, атм 69,05 137,1 205,15 273,2 409,25 545,4 681,5 Температура, СС —50,1 1601 1622 1654 1668 1734 1794 1879 —24,8 1724 1734 1758 1781 1839 1880 1971 0,0 1855 1853 1876 1884 1931 1993 2068 25,0 1990 1983 2007 2015 2042 2103 2154 Т а б л иц а 16.5 Вязкость аргоиа -ц, 10~8 кг!(м-сек) [1] Р. атм 1 25 50 100 150 200 300 400 475 0 2095 2180 2290 2585 2910 3265 4030 4865 — 15 2190 2265 2370 2640 2920 3225 3885 4625 —- Темпе 25 2250 2320 2425 2680 2935 3225 3830 4510 —• затура, ° 50 2400 2465 2555 2780 ЗОЮ 3265 3780 4355 —¦ С 100 2695 2745 2815 2995 3195 3390 3800 4220 200 3225 3265 3330 3440 3570 3715 4000 4290 4520 272
. . , ¦ Таблица 16.6 Вязкость воздуха rj, 10~8 кгЦмсек) [1] Р, атм 1 20 50 100 150 200 250 300 0 1720 1815 1970 2165 2370 2605 2860 14 1786 1816 1877 2018 2190 2382 2589 2820 Температура, 16 1795 1825 1885 2025 2195 2385 2590 2815 25 1837 — 1922 2060 2215. 2395 2590 2800 «С 50 1955 1980 2032 2150 2280 2435 2600 2780 90 2135 2170 2200 2298 2390 2510 2640 2800 100 2180 — 2240 2335 2420 2530 2650 2810 Таблица 16.7 Вязкость окиси углерода ij, 10~8 кгЦм-сек) [1] Р, атм 2 20 50 100 150 200 300 400 500 600 800 о ' 1660 1690 1750 1895 2080 2300 2740 3175 3600 — 25 1765 1795 1850 1990 . 2140 2305 2680 3065 3450 3825 4550 Температура 50 1870 1900 1945 2050 2175 2315 2640 2985 3330 3660 4300 100 2075 2105 2145 2225 2320 2430 2680 2950 3225 3490 4010 г С 150 2270 2290 2320 2385 2465 2550 2765 2970 3185 3405 3820 200 2450 2470 2500 2560 2630 2710 2870 3035 3200 3400 3760 250 2625 2645 2670 2715 2770 2830 2970 — Вязкость углекислого газа rj, 10~8 кгЦм-сек) [1] Таблица 16.8 Р, атм 1 20 50 70 V, 80 90 100 120 150 200 250 300 400 500 600 700 800 20 1463 1560 1850 2320 2680 8000 8280 8820 9520 10400 , , 11170 1 11820 ' 12960 14000 , 15000 — 30 1510 : 1590 1 1830 2500 5310 5980 6500 7300 8080 9090 , 9930 ! ' 10610 ' 11780 12860 . 13850 . ¦ 14840 15600 40 1560 , 1630 1805 2120 2470 3350 4875 1 6030 ' 6950 8000 8850 9590 10800 11850 12820 13720 14600 Температура, °С 60 1650 — 4650 6020 6980 7810 9130 10230 11200 12110 12950 90 1790 1820 1900 2030 2110 2200 2300 2590 3120 4190 5130 5960 7300 8400 9370 10200 11000 100 1825 1855 1950 2040 2100 2160 2240 2440 2850 3800 4700 5470 6780 7880 8800 9620 10400 150 2045 2075 2140 2190 2220 2250 2290 2390 2560 2980 3480 3980 4980 5920 6760 7530 8250 200 2254 2280 2340 2385 2420 2450 2480 2540 2660 2900 3200 3540 4260 4960 5640 6280 6900 250 2456 2485 2540 2590 2610 2640 2665 2730 2810 2980 3180 3380 3890 4440 5020 5570 6100 10—748
ГС -vl 16.2. ВЯЗКОСТЬ ГАЗОВ ПРИ ДАВЛЕНИИ НИЖЕ АТМОСФЕРНОГО Вязкость т) газов при давлении ниже атмосферного, 10~8 кг/(м-сек) Таблица 16.9 Водород Б5,05°К Р, мм рт. ст. 760 7,31 1,542 0,569 0,260 0,116 0,0568 0,0112 0,00514 Ч 394,1 391,0 382,3 356,4 319,2 259,9 185,8 56,2 23,75 20,4°К Р, мм рт. ст. 700 7,19 0,899 0,120 0,0562 0,0237 0,0113 0,00414 0,00214 Ч 110,7 111,8 110,3 101,6 92,5 74,3 52,3 22,81 11,78 Гелий 90,27°К Р, мм рт. ст. 760 15,4 1,876 0,885 0,416 0,228 0,049 0,0105 0,0057 1 910 907 861,8 816,2 729,6 620,9 275,9 66,9 36,67 14,62°К Р, мм рт. ст. 760 3,32 0,472 0,1258 0,0528 0,0189 0,00704 Ч 293,7 293,7 285,4 260,4 221,0 142,9 64,43 Неон 90,08°К Р, мм рт. ст. 300 9,51 2,186 1,149 0,600 0,312 0,0772 0,0222 0,0052 ч 1344 1340,6 1303,4 1267,7 1209,5 1105,4 696,5 313,9 77,5 20,42сК Р, мм рт. ст. 300 3,71 0,696 0,217 0,097 0,0246 0,0111 0,005 0,0218 Ч 359,3 359,3 344,1 333,9 316,5 244,1 165,6 92,5 39,8 Воздух 1Б°С Р, мм рт. ст. 750 380 20,5 0,978 0,956 0,908 Ч 1810 1828 1817 1770 1730 1643 Углекислый газ 1Б°С Р. мм рт. ст. 750 380 20 2 0,6 ч 1490 1490 1480 1470 1380 16. 3. ВЯЗКОСТЬ ГАЗОВ И ПАРОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ [1] Вязкость т) газов и паров в интервале температур от —220 до 1000°С, 10~8 кгЦм-сек) Таблица 16.10 Температура, <? —220 —210 —200 —190 — 180 —170 —160 —150 —140 — 130 —120 —110 —100 —75 —50 —25 0 20 25 50 Азот _ 650 718 783 846 907 967 1028 1082 1143 1285 1419 1542 1665 1766 1778 1883 Окись азота NO _ 860 930 1000 1064 ИЗО 1198 1357 1510 1656 1800 1899 1920 2035 Закись азота N2> _ — — — — — — 990 1115 1240 1360 1460 1482 1 1595 Аммиак NH» _ — — — — — 870 760 850 935 1С00 1025 1110 Аргон Аг 470 550 630 710 790 870 950 1025 1105 1180 1255 1325 1405 1585 1760 1930 2085 2215 2248 2400 Водо- род н2 — 332 367 399 430 460 488 516 542 568 593 618 677 733 788 840 880 890 938 Водя- иой пар Н2О _ 883 975 1065 Воз- Воздух 520 663 730 800 860 922 990 1050 1109 1170 1312 1445 1582 1708 1812 1840 1954 Гелий Не 640 716 790 862 930 995 1055 1117 1176 1235 1290 1345 1400 1526 1640 1750 1860 1946 1968 2065 Кисло- ог 635 710 785 860 935 ЮЮ 1085 1150 1218 1286 1452 1612 1753 1910 2026 ?052 2182 Крип- Криптон Кг _ — — — — 2330 2480 2515 2695 Ксенон Хе _ — — — — 2110 2255 2290 2470 Метан СН4 _ 336 375 414 453 490 528 566 603 640 677 769 860 946 1028 1С92 1168 1185 Неон Ne 858 1008 1149 1280 1400 1510 1615 1720 1819 1315 2005 2095 2182 2388 2600 2788 2975 3113 3142 3310 Сернис- Сернистый газ SO, — — — — — — — — 855 955 1053 1158 1250 1270 1390 Угле- Углекислый газ СО2 _ — — — — — — 886 1007 1126 1247 1367 1463 1486 1607 Окись "Углегю- ^а^О — — — — — 1030 1090 ИЗО 1275 1400 1528 1662 1749 1766 1872 Этан с,н. — — — — — — — — 552 915 1022 1126 1223 1290 1319 1410 Этилеи с,н4 — — — — — — 623 703 780 855 915 929 1020
*oi ЮОООСЛОСЛОО слюю ОШОС o> 3^ •—'-^ji&cS»— ел со ОТООСТ>СЛ©СЛОСЛ I JtOCOCntOQOCngotOCJl^Cj О CT1 О CO ОТ N3 *w О ОТ Ю 00 CT1 С O^COCOtOtOtOtON——•>—>—>—" tO GO 00 QO <J> CO >— 00 -*J С1) СЛ 4^ С SN- ^mh3CpOOCO"*Ji*^tOCOC СЛОСЛСЛОСЛООСПОСЛС »^ CO CO tO tO tO n-ОТ — Ц) J* tO I | I I I | I tO OTCOtO 00 СЛ I I I t I I I *** *ч^ ^^v ^< | I 4sw -т— w^* 4^%^ OOWOM-*iOWb3 I I I I I I I -«1 -1 O) 1 I I I I I I 00 A.g о ~? cntocooco»—©oooo-^j to to to i I I I ел wo ¦ . i- -- CnOtOOOCnOOCn© CO O5 J^ tsD |я— С5 ^0 0Э **J **¦} ^5 О) О5 I I t^ cjt i— оэ •--' O5 со N3 j^i K5 ^j ОООСДСЛ00СЛОЮСЛО СД CO tsD О CO 00 • Щ1 CON3 Г о о оо с 00*^Oo56^5c5^io о> Бром Вгг Бромная ртуть к-Бутан Бутан С4Н„ а-Бутилен A-бутен) с4нп Р-Бутилен B-бутен) сн Водород бро- бромистый НВг Водород йо- йодистый HI Водород хло- хлористый НС1 Водород фос- фосфористый РН3 и-Гексан н-Гептан Диметиловый Диэтиловый эфир (СгН5)гО Дифенилме- тан С,яН,г Днфен иловый эфир (С,Н,)гО из S о я о 1 OV S» S 000101W050tO*»030501 СЛСЛСЛОООСпОМСлЙО! О N3 N3 N3 i— ¦— ' ¦ ' ' слёсоосломм C^ ^^ ^^ ^i (^j) ^^j c^i ^^) qo 00 СЛ Ol ООСЛОСЛОО^СОСЛСЛО »—COOOOT^COtOtO*-OtO OOTtOOOCOGOCO»—'tOCOOO COCnOOOTOOtOCDCOOOCOCn . ,_coootototototot oo>— 5ocntocO"^cnco»— t^ 1 4^i ОТ СЛ СО 00 &i cn^^^cooocotototototo tO C^ CO ^^ ^^J »js c^ 00 O^ tjs tO '"^ ОООООСЛСЛСЛКЭСЛ»—'СП JCO hNtO OO O СЛ44 to to OObOtOtOt •"¦OOCTlJ^t OOtOCnCT> СЛ О О СЛ ^^J 00 ^ ОО UtOCnC^CO СЛОСЛСЛОО 0)СЛ '—'О ^^COCOOOtOtOtOtOtO'—'•—' ОТ '"— 00 ^ft CO CO O) ^ tO О 00 **J СЛ 4^ "*J C^ О 'УЭ i^ СЛ СЛ й^ гО »"— ООСТ>ССО^СТ>СТ>4СЛ^СТ> "^J 4^ tO О СО "^J Ul О СО О СЛ О О О tO »—cOCT>Cn4^tO'— О О О СЛ О О О 03 Hi sill
ш NDtsDtsD СЛСО>—iCO~"J © >— •— >— «— слслслооо О О 00 N3 CON3 > I I I I I i oo oo 010 00 "-^ ) о en СГ5 CO I I „ „ _ ^i^cons'—ocooooooo^i •-¦' ^J от 4* WO^S^OOI СЛСЛ ЮС0О05Ю05"- OO I О N3 СЛ & — СОФ* N3 N3 N3 О ¦— «JO 1111 СЛ 4ь Ы N3 О О СО С S3fe = 3S8i О -*J СЛ CO S3 •—' CO CD О СЛ О О СЛ >—'ОО CD 0 ^ ^ ^ i '-• СЛ 00 "*J >—' ! ООООСЛ оо -j да ^Я?сл о СЛ 4» Sell I I О СП W N3 N3 О 0(OC0 05 oo ел оо о сл t СО ^} ОЭ 4* N3 I— © С CO О) О СО СГ> 00 05 < N3 rf> 4Ь С СО } ОЭ 4 N3 CO О) О СО СГ> 00 О О) О N3 N3 rf> 4 <У> 4^ СО ts3 I— I— о О СЛ 4^ О0 ^J 00 О5 Температура, Метилхло- рид СН3С1 Ннтрсаил хло- хлорид NOC1 м-Нонан С9Н20 «-Октан Окнсь угле- углерода со «-Пентан С5Н10 Р-амилен B-пентен) Пиричин C5H,N Пропан С/Н, Пропил ацетат C5Hi 0O2 Пропилен С,Н, «-Пропиловый спирт С3Н7ОН Ртуть Сероводород HS Сероуглерод CS2 Силан S:H4 Толуол С,Н„ 5О ^1CnN3tO_ СЛОСЛОО I I I I I СЛ'-СЛОКЗ'-С О СЛ ^J О СО СГ) С СЛОКЗС СЛ ^J О СО СГ) С 3 О СО 00 00 • 3*i ij 2n ¦— С 1 I I! I 1- О CO 00 O0 ' Jb rf^ СЯ СЛ rf^ to "*j ¦—• 00 о CO 00 *¦»] •«^ сл со с ОТ^COJ >соо-^слоо О О СЛ СО О СО СО tsD tsD tsD tsD ^OOCO^tsDp сло5о"^сг>^ tsD СЛ 00 00 tsD СЛ NDOOCDOOOOOO CO CD N3 СЛ ^Л О5 О О О О «— СО ^J 00 I I I I ! I I I ! I COtsDtsDtsD' ОСОСООО"-0-^ cfioooco.e»o J OD J ' СЛ 4^ | I l I '—OOCOCO ODOO 1 I I I 1 I I I CO I I I I 00 ^ О СЛ 4^ OS CO Q ^J O^ ^ сл 4^ ю o^ Oo PI Изопентан Изопропило- вый спирт С3Н,ОН Иод Йодистая , ртуть Hgl3 Метнлацетат С2НвО2 Метнлацети- лен С3Н4 З-Метнлен-1- бутен С5Н10 Метилбромид СН3Вг Мезитилен Метилен хло- хлорид СН2С1г Метилизобу- тират СаНюО Метиловый спнрт CHjOH Метилтиофен С4Н36Н, Мышьяковис- Мышьяковистый водород AsH,
LLZ iv- i , 1 о о о с СЗСЗОС - ¦ ' 1 ¦ ! ¦} ¦- 1 '[ 1 j * ОЭ Ю Ю ь-4»— . * 5 СЭ СЛ СЭ От СЭ "^*Д С71 п^*О t*O ¦" ЗОООООСпОСпОО Ill CJ1 CO >"¦^ OO C7l CO ОЭ *-J СЛ *-* ООСЛОСЛОСО**>-ЮООО "millill^sssa 691 741 768 857 941 1027 1110 1 1 1 1 1 1 О00ЮО1Ш00Ш Ю С7> СЭ rf1* OO СТЭ CO — OO *• ~CO ^jS^ ^ 1 till О)-О1'-^^ШкЭ 1 1 1 1 1 ооооэюслоою ЮЮЮ^-— " — " OO Sj CT> СЛ to J^ OO OO 1 1 1 1 1 OOOOOlOOlO 906 - 966- 982 1061 1141- 1216 1367 1517 1670 1815 2100 1 1 1 1 1 il OlslSoMOU OO CJ) tt=- ЬО -" ОСООООО -^З--J-^3C7l O^ *^J 00 CO CO CO OO 1Wfc4 *^"^ 1Wfc4 *^"^ <"^ СЛ 1 1 1 1 1 ?1Ю ^ссооооооо 5250 6000 6750 i i t s : s j ' ; i '" J i l ; ' ¦¦ i 1 1 1 Г 1 И 1 1 1 825 912 1000 1170 1340 1510 1670 1980 1245 1335 1360 1465 1570 1675 1882 2090 2295 2505 " " 2920 .3326. 3730 : 933 1000 1017 1100 1182" 1265 1430 1590 1750 .1906 2205 960 743 756 820 ¦ 884 949 1078 1206 1206 1333 1462 1710 .I960 i •''.- '-• »lilllillilia 1 1 II 1 |'й?§?§81 ¦ СДОО^ОО! О1 liilililiSB Температура, ,°С Тиазол C3H3SN Тиофев C4H4S 2, 2, 3-триметил- бутаи СгН1в Триметилэтилен' Четырехбромистое олозо SnBr4 Четыре^хлористое олово SnCt4 Четыреххлористый углерод ССЦ Цианистый во- водород HGN v Циклогексан с,н12 Циклопропан С3Нв ?? Уксусная кислота С2Н4О3 •о Хлороформ СНС13 1 Эгилацетат * - С4Н„О2 ' Этиловый спирт С2Н5ОН Эгилпропиоиат С5Н10Ог Этнлхлорид СаН5С1 д ¦а о
Таблица 16.12 Вязкость сжиженных газов. 10~в кг1(м-сек) [1] Азот Г°К 63,9 64,4 64.8 69.1 69.25 71.4 76.1 77,33 1 292 290 284 231 228 209 165 158 Аммиак Г°К 188,16 193,16 198,16 223,16 233,16 237,16 283.16 288.16 298,16 1 147,9 141,1 134,5 317 276 255 162,4 155,5 148 Apr» Г°К 84,2 86,25 86,9 87,3 280 262 256 252 Водород Г°К 14,85 15,89 16,35 17,77 18,78 20,43 21,62 19,32 18,49 15,93 14,48 19,00 Гелий г°к 1,282 1,304 1,335 1,586 1,762 1,906 1,988 2,086 2,111 2,116 2.145 2,159 2,171 2,174 0,154 0,124 0,179 0,233 0,356 0,675 0,960 1,15 1,26 1,35 1,55 1,77 2,02 1,95 Гелий Г°К 2,178 2,29 2,315 2,642 2,934 3,738 3,81 3,97 4,021 2,30 1,87 1,97 2,35 2,40 2,75 2,87 2,88 2,98 Воздух 7°К 90,1 107,2 111,0 125,1 126,4 132 94,5 90 82,5 80,5 Йодистый водород Г°К 223,3 225,6 227,2 229,6 231,5 233,9 236,4 1 1418 1394 1378 1368 1345 1321 1298 Бромистый водород 7-°К 186,8 188,8 190,8 193,7 197,3 199,4 1 874 865 854 841 822 816 Кислород 7°К 54,4 54,5 54,6 54,9 56,4 57,1 57,4 59,7 61,7 63,5 68,9 72.3 77,4 80,0 90,1 ч 873 863 821 772 717 638 638 631 521 476 377 323 273 250 190 Метан Г°К 111,2 125,9 134.2 154,6 167,1 168,4 98 90 82 €7 63,5 62,5 Окись углерода 7°К 73,2 75,2 77,8 82,8 90,1 99,6 111,6 129,6 •ч 224 203 186 165 146 116 100 66 Пропан Г°К 83,5 85,1 86,6 88,1 89,8 93,1 96,8 101,6 106,7 107,8 1353 1154 988 866 738 609 459 358 257 249 Пропилеи Г°К 88,7 89,8 90,1 94,3 98,0 102,6 106,9 111,1 119,0 1 1446 1273 1240 784 537 358 273 215 155 Сероводород Г°К 191,0 193,3 198,2 201,2 206,1 209,8 525 506 489 468 451 435 Продолжение Хлористый водород Г°К 160,8 166,7 171,7 177,0 183,2 188,2 •ч 566 546 508 493 473 457 табл. 16.12 Этан Ток 172,8 186,0 201,0 215,4 230,0 231,8 243,4 247,6 270,0 273,1 288,9 175 137 114 97 90 92 82 76 67 63 55 Этилен Г°К 183,8 204,6 226,4 252,2 273,1 ч 135 115 92 72 64 16.4. ВЯЗКОСТЬ ВОДЯНОГО ПАРА Таблица 16.13 Вязкость и) водяного пара в зависимости от температу- температуры и давления, 10"» кг/(м-сек) [1] Продолжение табл. 16.13 (И н& 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Давление, атм я a X 124 133 142 152 163 175 188 201 217 1 124 132 140 148 155 163 171 179 186 20 _ — — 184 190 196 40 _ — — — — — — 211 60 — — — — — — — — 80 — — — — — — — — 100 — — — — — — — — 150 — — — — — — — — ?00 — — — — — — — — о Темпера тура t, 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 Давление, атм X 235 257 282 318 365 — 1 194 202 209 217 225 232 240 247 254 262 269 277 20 203 210 217 225 232 240 247 254 262 269 277 284 40 217 223 230 236 243 250 257 264 271 279 285 292 60 232 236 242 248 254 261 268 275 282 288 294 301 so 250 255 261 266 272 279 284 291 298 304 311 100 268 272 278 283 289 295 302 308 315 322 150 318 308 311 316 322 329 335 342 349 200 361 354 354 358 363 370 380 278
16.5. КОНСТАНТЫ СЕЗЕРЛЕНДА Значения коистаиты Сезерлеида С [1—3] Таблица 16.14 Газ Азот Азота закись Азота окись Аммиак Аргон Ацетилен Ацетон Бензол Бром ¦ Бромистый водород Бромная ртуть «-Бутан п-Бутилен Р-Бутилен Воздух Водород | Водяной пар Гелий «-Гептан j С 103,9 104,7 260 128 503 142 198,2 541,5 447,5 533 375 657 377,4 328,9 362,1 106,8 111 73 86 105 234 673 83 95 173 445 Интервал температур, °С 25—280 20—825 25—280 20—250 20—300 20—827 20—120 119—306 130—313 190—600 0—100 219—582 20—120 20—120 20—120 20—280 16—825 20—200 100—200 200—250 713—822 100—350 100—200 200—250 682—815 100—252 , Газ н-Гексан Дициан Диэтилэфир Днфенил -метан Дифенилэфир Изоамнлен Изобутан Изобутилен Изопропиловый спирт Иод Йодистый водород Йодная ртуть Кадмий Кислород Криптон Ксенон Мезителен Метан Метилацетат Метилбромид Метиловый спирт Метил тиофен Метиленхлорид Метил хлорид Метилэфир Мышьяковистый водород Неон «- Нонан «-Октан н- Пентан с 436,1 330 ' 404 ' 387 400 368 368 339 459,9 568 390 717 1053 126,6 125 188 252 136,3 162 501,8 379 486,9 400 425 ' 441 345 300— 61 70 82 128 276 337 382,8 Интервал температур, С 121—307 20—100 122—309 166—360 176—362 20—120 20—120 20—120 119—308 106—523 0—100 282—512 506—627 20—280 15—630 0—100 ,0—100 100—200 20—500 143—307 20—120 111—312 50—250 22—309 20—308 20—120 0—100 20—100 100—200 200—250 686—827 100—250 1(Ю—250 122—306 Газ Пиридин Пропан П ропилен ' н-Пропиловый спирт Ртуть Сернистый газ , Сероводород * Сероуглерод Тнофен Толуол Фосфористый водо- водород Углерода двуокись Углерода окись Углерод четырех- хлористый Хлор Хлористый.^одород Хлороформ' Циан Цианистый водород Цинк Цинк четыреххло- ристый Цинк четырехбро-. мистый ' : Циклопропан Циклогексан Этан Этилацетат Этилен | С 320 278 290 321,6 515,6 942 306 331 499,5 467 370 290 254 213 101,2 335 365,4 351 360 373 330 901 876 432 525 372 350,9 252 504 225 Интервал температур. °С 98—265 20—250 25—280 20—120 122—273 220—610 300—825 0—100 114—310 20—245 60—250 0—100 25—280 300—824 22—277 50—250 128—315 20—250 0—250 121—308 0—100 20—330 600—680 107—592 105—578 20—120 122—306 20—250 128—314 20—250 16.6. ВЯЗКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Таблица 16.15 Вязкость t[ простых веществ. 10~s кг/(м-сек) [2] Ag Bi \ i, "С 1167 1200 304 451 600 601 3,02 2,98 1,662 1,271 1,000 0,996 и °с Вг2 0 5 10 15 20 25 30 1,253 1,178 1,107 1,045 0,992 - 0,941 0,855 t, °С Вг2 40 45 50 55 60 Cd 349 , 406 466 506 550 603 0 0 0 0 0 1. 1, 1. 1, 1, 1, Продолжени е i ,817 780 746 715 686 44 34 27 18 15 10 t. СС Сц 1085 1100 1150 1200 97,5% Fe; 2,5% С 1350 , 1400 97% Fe; 3% С 1300 1350 1400 габл. 16.15 3,36 3,33 3,22 3,12 2,65 2,25 2,800 2,375 2,025 279
; t, rc 96,5%Fe; 3,5% l t I i 96% С 1250 1300 1350 1400 Fe; 4% С i Hg ,. ¦i - К Na P - Pb 1250 1300 1350 1400 —20 —10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 200 250 300 340 100 150 200 100 132 183 43, 45, 48, 50, 53, 60 69 79 300 400 450 500 550 600 2 05 1 5 65 2 7 9 Продолжение 2,90 2,40 2,00 1,75 2,10 1,75 1,55 1,45 1,855 1,764 1,685 1,615 1,554 1,499 1,450 1,407 1,367 1,331 1,298 1,268 1,240 1,214 1,191 1,169 1,149 1,130 1,052 0,995 0,950 0,921 0,466 0,382 0,324 0,814 0,742 0,635 1,73 1,70 1,64 1,60 1,55 1,45 1,32 1,21 2,649 1,315 ! 2,057 1,850 1,681 1,540 Pb s* Sb Sn Zn t, °c 650 700 750 800 , 850 ' 123 135,5 149,5 156,3 158,2 159,2 159,5 160,0 160,3 165 171 184 190,5 197,5 200 210 217 220 650 700 750 800 850 240 260 280 300 350 400 450 500 550 * 600 650 700 750 800 450 500 550 600 , 650 700 табл. 16.15 * .1 . 1,438 ! 1,356 1 1,29 1,23 1,18 10,94 8,66 ; 7,09 7,19 7,59 9,48 14,45 22,83 77,32 0,5-10s 4,5-10* 1610s 19,7-10s 21,3-10s 21.5103 20,5-103 19,1-10s 18,6-103 1,50 1,26 1,16 1,08 1,05 1,91 1,82 1,74 1,67 1,51 1,38 1,27 1,18 1,11 1,05 0,99 0,94 0,91 0,87 3,168 2,779 2,476 2,233 2,033 1,865 11 . Таб л и ца 16.16 Вязкость ч неорганических соединений, \0-3кг1(м-сек){2\ * Значения т) до 160,3°С определены для очищенной, но не обез- гажениой серы, остальное — для обезгажеиной. i.°C AgBr , 609 ' 649 688 770 803 AgCl 603 632 669 734 Agl ' 605 630 698 730 827 BiCl3 260 270 280 290 300 320 340 CaCl2 ' 800 HgBr2 240 247 258 KBr 745 775 805 KC1 790 835 920 1035 K2Cr2O7 400 410 420 430 440 . 450 460 470 " " 480 490 '500 510 KNO3 , 350 ' 360 380 ' 400 ; 420 440 1,863 1,661 1,487 1,217 1,192 1,606 1,466 1,372 1,186 3,026 2,748 2,375 2,123 1,556 23,0 29,5 27,0 25,0 30,0 20,5 18,0 4,940 331 2,97 1,97 1,48 1,34 1,19 1,42 1,21 0,99 0,71 13,16 12,41 11,71 11,05 ; 10,42 ,. 9,80 9,20 8,62 8,06 7,52 i 6,99 6,49 2,728 2,578 1 2,312 2,094 ' 1,905 : 1,738 i t. °C 460 480 500 520 540 550 кон 400 450 l 500 550 600 LiNO3 260 270 291 300 310 322 LiNO3 330 354 390 429 MgCl2 808 N2H4 5 10 15 20 25 N2O4 0,72 5,09 9,15 15,36 Na3AlFs 1000 NaBr 762 ¦ 766 780 NaCl 825 850 875 900 925 950 ' 975 1000 . 315 320 340 360 380 i 400 420 •4 1,596 1,476 1,380 1,301 1,239 1,211 2,3 1,7 , , 1,3 1,0 0,8 6,477 6,260 6,476 5,058 4,696 4,318 4,240 3,630 2,490 2,054 4,120 1,21 1,12 1,04 0,97 0,91 0,5220 0,4954 0,4720 0,4401 2,800 1,42 -1,35 1,28 1,432 1,275 1,138 1,017 0,912 0,820 0,752 0,704 2,916 2,826 2,527 2,283 2,077 ' 1,895 1,741 280
/. "С NaNO3 - 440 460 NaOH 350 ¦' 400 450 500 550 NaPO3 650 700 750 800 850 PbBr2 372 392 412 432 Г Продолжение ,4 , ; 1,616 1,518 4,0 : - 2,8 2,8 ; 1,8 1,5 1250 700 440 300 210 10,2 8,06 6,97 6,13 ! > t,"C 452 , 472 492 PbC^ 498 ! 518 1 538 558 578 598 60S SnCl4 , 30 40 50 UF6 70 80 90 табл. 16.16 ч 5,38 4,70 4,07 5,53 4,66 ¦¦ 4,02 ' 3,59 3,28 3,06 2,95 0,806 0,725 0,668 0,91 0,86 0,76 16.7. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ ВОДЫ I ' Таблица 16.17 Кинематическая вязкость v воды, 10г* м2/сек, ¦ при р=\ атм [4] t, °с 1,7865 1,5138 10 !,3037 15 1,1369 20 25 30 40 ,0019 0,8909 0,7982 0,6540 0,5477 0,4674 50 60 16. 8. ВЯЗКОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Таблица 16.18 t, t. - °с ¦") °с ¦") —100 16 80 0,271 —90 8,8 90 0,240 Вязкость —80 5,7 100 0,214 —70 4,02 ПО 0,190 Ч метанола (метилового спирта СН4О' —60 2,98 120 0,170 —50 2,26 ^ 130 0,152 —40 1,75 140 0,136 —30 1,39 150 0,121 —20 1,16 160 0,109 — 10 0,970 170 0,098 0 0, , ю-» 0 ,817 180 0883 0 0 кг/(м 20 ,578 190 0794 0 0 ¦сек] 30 ,509 200 ,0716 [5] 40 0,446 210 0,0646 0 0 50 ,393 220 0583 0 0 60 ,347 230 0528 70 0,306 240 0,0460 Таблица 16.19 Вязкость ч этанола (этилового спирта С2Н6О), 10~3 кгЦм-сек) [5] t, °с ¦") t, °С ¦") —98,1 44,0 15 1,332 —90 28,5 20 1,200 —80 18,1 25 1,096 —70 12,5 30 1,003 —60 8,7 35 0,914 —50 6,4 40 0,834 —40 4,79 45 0,764 —30 3,65 50 0,702 —20 2,78 55 0,644 — 10 2,23 60 0,592 0 1,773 65 0,551 5 1,623 70 0,504 10 1,466 75 0,0471 281
Таблица 16.20 /, °с V t, °С Вязкость тг] пропанола—1 —70 54,6 i 90 0,535 —60 31,6 100 0,457 —50 в 20,2 (н-пропилового спирта —40 13 ПО 0,392 ,5 —30 9,50 120 0,337 —20 6,90 130 0,289 —10 5,10 140 i 0,247 С„Н8О) 0 3,85 150 0,211 , ю-» 10 2,89 160 0,183 кг/(м- 20 2,20 170 0,160 сек) [5] 30 1,72 180 0,143 40 1,38 190 0,128 60 0,92 200 0,114 80 0,635 210 0,102 Таблица 16.21 t, °с ¦") —60 66,1 Вязкость —50 37,6 —40 23,2 ij пропанола —30 14,9 —20 10,1 (изопропилового спирта Са —10 6,8 0 4,6 10 3,26 15 2,86 Н8О), 20 2,39 1<Г3 кг/(м-сек) [2] 30 1,77 40 1,33 50 1,03 60 0,80 70 0,65 80 0,52 Таблица 16.22 t. °c —50 34,7 —40 22,4 Вязкость tj н-бутанола (бутилового спирта С, —30 14,6 —20 10,3 —10 7,4 0 5,19 10 3,87 20 2,95 30 2,28 40 1.78 Ю-з кгЦмсек) [5] 50 1,41 60 1,14 70 0,93 80 0,76 90 0,63 100 0,54 110 0,46 Таблица 16.23 t, °С 0 12100 5 7050 10 3950 Вязкость 20 1480 30 600 т) глицерина 40 330 50 180 (СзН8О; 60 102 ), 10~: 70 59 кгЦм-сек) 80 35 90 21 15] 100 13 120 5,2 140 1,8 160 1,0 180 0,45 200 0,22 282
Таблица 16.24 Вязкость 1) днэтнлового эфира (С4Н100). 10~з кг/(м-сек) [5] t, °c t, °c —120 4,25 —20 0,364 —110 2,54 —10 0,328 —100 1,71 0 0.296 —90 1,24 10 0.268 —80 0,97 20 0.243 —70 0.79 30 0.220 —60 0,65 40 0,199 —50 0,55 60 0.166 —40 0.470 80 0.140 —30 0,410 100 0,118 Табляца 16.25 t, °с ¦") 0 10,2 10 6,5 1 20 4,40 Зязкость т] анилина 30 3.12 40 2,30 50 1,80 (СвН7), 60 1,50 ИГ3 70 1,28 кгЦмсек) \Ц 80 1,10 90 0.94 100 0,80 ПО 0,69 120 т- 0,59 Таблица 16 26 Вязкость 1) нитробензола (CeH6NO2). 10~3 кг/(м-сек) \5] t,°C ¦") 0 3,09 10 2,46 20 2,01 30 1,69 40 1,44 50 1,24 60 1,09 80 0,87 100 0,70 Таблица 16.27 Вязкость ¦») этилацетата (С4Н8О2), 10~3 кг/(м-сек) t, °С ¦ц 20 0,477 40 0,380 60 0,308 80 0.250 100 0,212 120 0,177 140 0,149 160 0,125 180 0,104 200 0,086 220 0,068 230 0,059 240 0,048 247 0,036 283
Таблица 16.28 t, °C | 30 0,79 ' Вязкость т ,40 - 0,69 уксусной кислоты (С2Н]С ¦' 50 " 0,62 60 0,55 J), 10~3 кгЦм-сек) [-5] - 80 '" 0,453 ! 100"" ' 0,377 '{ 120 s - 0,320 '130 ' 0,297 16.9. ВЯЗКОСТЬ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ, СОЕДИНЕНИЙ Вязкость т; тетракрезнлоксиснлана ii i „ Таблица 16.29 •Si], 10(«г-сек)/м? [5] "¦ t°, с 1- 10 19680 180 154 С <, °с 20 6080 190 143 0 2010 160 113 30' 2890 200 132 40 2290 210 212 Вязкость 10 1350 170 104 20 991 180 96 50. 1630 220 114 *60 1030 230 105 70 766 240 97 80 > 617 250 88 ' 90 ' 505 260 80 too 415 270 74 280 62 | _ !¦ г] силикона (диэтилполисилоксана), 10 30 750 190 88 40 590 200 82 50 476 210 76 60 395 220 71 70 332 230 66 80 285 240 62 по; 356 290 62 120 300 300 59 130 255 310 56 {кг-сек)/м2 [S] 90 246 250 58 100 215 по 190 260 55 270 52 140 225 320 54 150 200 330 51 160 180 340 48 Та блица 120 169 130 152 280 49 140 137 290 46 170' 168 350 46 16.30 150 124 300 44 Таблица 16.31 16.10. ВЯЗКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДОВ ! Вязкость ч циклических углеводородов, 10~з кг/(м-сек) [2,5] Формула С5Ню C6Hi2 СбН12 С7Н14 С7Н14 с8н16 с8н16 С21Н42 С21Н42 Название Циклопентан Метилциклопентан Циклогексан Этилциклопентан Метилциклогексан Пропилциклопентан Этилциклогексан Гексадецилциклогексаи Пентадецилциклогексан Температура. °С —20 0,72 0,86 0,96 1,41 1,24 1,63 —10 0,631 0,745 0,829 1,175 1,049 1,356 0 0,555 0,648 0,725 0,991 0,886 1,142 10 0,491 0,569 1,180 0,637 0,847 0,772 0,976 20 0,439 0,505 0,979 0,565 0,731 0,679 0,843 9,63 30 0,393 0,450 0,826 0,506 0,639 0,603 0,737 7,28 8,91 40 0,354 0,404 0,704 0,456 0,562 0,538 0,651 5,56 6,69 50 0,323 0,365 0,608 0,412 0,500 0,488 0,581 4,43 5,21 60 0,330 0,531 0,376 0,446 0,444 0,523 3,55 4,15 80 0,411 0,32 0,36 0,38 0,43 2,45 2,74 100 0,27 0,30 0,33 0,37 1,84 1,87 по 0,30 0,34 1,58 1,57 284
Таблица 16.32 Вязкость ij ароматических углеводородов, 10~3 кг/{м-сек) [2,5] Формула с6н6 C7Hg С8Н10 С н С8Н10 с16н26 С20Н34 * При Название Бензол Толуол Этилбензол о-Кснлол ж-Ксилол п-Ксилол Гексилбензол Децилбензол Т етрадецилбензол давлении насыщенного пара —20 0,989 1,170 1,447 — — 5,17 16,0 выше точки 0 1 1 3 9 -10 ,863 ,021 ,232 — ,66 ,81 кипения 0 0 1 0 2 6 0 _ ,770 ,873 ,055 ,805 — ,60 ,72 0 0 0 0 0 1 4 10 10 755 667 757 917 699 ,98 ,94 ,63 20 0,649 0,584 0,671 0,804 0,615 0,648 1,63 3,80 7,65 Температура, °С 30 0,559 0,517 0,596 0,707 0,548 0,571 1,362 3,02 5,66 ' 40 0,489 0,469 0,530 0,623 0,490 0,514 1,162 2,46 4,43 60 0,389 0,381 0,436 ,0,500 0,405 0,416 0,909 1,730 2,90 0 0 0 0 0 0 0 1 2 80 ,318 ,318 ;збз ,417, ,340 ,354 ,712 ,279 ,06 , | j • : ! 100 0,261* 0,269 0,368 0,345 0,290 0,293 0,574 0,977 1,507 0 0 0 0 0 0 0 1 I г 120 ,220* ,265 ,294 ,250. ,250 ,47 . ,77 ; ,14 i i ! ! | 150 0, 0 0 0 169* ,36 ,56 ,79 Таблица 16.33 Формула QH10 QHio C.Hjo СеН12 C6HX4 CbHi4 с н16 QH СоНоП г н M0 22 СцН24 ^13*^28 C14H3Q Ci6H34 С ti *-Jl7^136 C19 H40 Q0H42 Название Бутан ** Изобутан Пентан Изопентан B-метил- бутан) Неопентан B,2-диме- тилпропан) Гексан Изогексан B-метил- пентан) Гептан Изогептан B-метил- гексан) Октан Нонан Декан Ун декан Додекан Тридекан Тетрадекан Пентадекан Гексадекан Гептадекан Октадекан Нонадекан Эйкозан 0 0 1 3 1 -90 ,63 — ,448 — .— ,82 — ,85 — .— — — — — — Зязкостъ —50 0,355 0,392 0,474 0,55 — 0,742 .— 1,18 — 1,83 2,99 — — .—. — — — — — — — — 0, 0, 0, 0, о, о, 0 1 1 2 »3 предельных углеводородов, 10~3 кг/(м-сек) -20 252 267 341 353 479 689 ,967 ,40 ,93 ,779 — 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 2 0 ,207* ,214* ,283 ,277 ,327 ,381 ,370 ,526 ,476 ,714 ,968 ,27 ,742 ,264 ,962 — — — — — — — 10 0,191* 0,195* 0,259 0,248 0,280* 0,343 0,331 0,466 0,424 0,622 0,827 1,07 1,425 1,827 2,339 2,96 3,663 — — — — 20 0,174* 0,176* 0,240 0,224 — 0,307 0,298 0,417 0,379 0,546 0,714 0,907 1,182 1,492 1,878 2,322 2,841 3,451 4,209 — .— — Температура. °С 40 0,140* 0,146* — — 0,253 0,246 0,339 0,309 0,435 0,555 0,701 0,871 1,064 1,312 1,560 1,873 2,232 2,652 3,060 3,588 4,072 60 — .— — 0,222 0,206 0,283 0,257 0,356 0,445 0,552 0,671 0,803 0,969 1,135 1,355 1,560 1,829 2,060 2,379 2,665 80 — — — — — 0,241 0,216 0,298 0,366 0,448 0,535 0,632 0,751 0,868 1,010 1,161 1,340 1,484 1,693 1,880 ¦ [1] 100 о,: 0, о, о, о, о, о, 0, о, о, 1, 0, 1, 1, _, 209* 255 308 372 437 510 598 685 786 892 014 952 719 403 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 SO ,— — ,220 ,264 ,314 ,365 ,334 ,380 ,431 ,483 ,532 ,598 — ,719 ,094 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 200 —. — — ,213 ,249 ,288 ,231 ,262 ,294 ,326 ,349 ,392 .— ,468 ,505 0 0 0 0 0 0 250' . . — . . ,207 ,231 ,242 ,277 ,327 ,353 300 - . 0,203 0,24 0,26 • При давлении иэсыщениого пара выше нормальной точки кипения. 285
to 00 O5 16.11. ВЯЗКОСТЬ НУКЛИДОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ Вязкость т[ нуклидов н их соединений, 10~7 кг/(м-сек) Таблица 16.34 *>BF3 "BF3 i4NH3 «NH3 14Nl6O S2Ne 15N2 14N2 3He D2 H2 t,°C ¦") t, °C ¦ц t,°C /,"C ¦") t,°C t,°c 20 165,40 20 166,60 20 98,50 20 100,75 20 189,90 20 0 —20 —40 155,35|l44,80|l34,15 0 —20 —40 —60 123,15 —60 156,50|l45,85|l35,lo|l24,00 0 91,85 0 —20 84,60 —20 —40 77,60 —40 —60 70,72 —60 93,95| 86,50| 79,3б| 72,30 0 —20 —40 179,25|l68,10|l56,70 0 —20 —40 —60 144,80 —60 ¦ri 1192,851182,251170,701159,101147,10 t, °C ¦") t,°C ¦") /,°K ¦") t, °K ¦") t, °C <, °c 21,6 311,7 23,3 327,8 293,3 179,9 297,4 177,3 22,1 171,6 25,9 125,2 26,5 90,2 18,9 309,6 19,0 —10,3|—50,5 288,7 20,0 324,4 |325,2 292,7 179,3 292,7 175,5 21,6 171,2 24,1 124,7 24,3 89,7 292,0 179,0 289,0 258,0 17,5 323,5 —80,8 -80 —100 112,00|l01,45| —80 112,70 —80 —100 102,05| —100 — 120 —140 132,40|ll9,66|l06,40| 93,00 —80 —100 —120| —140 134,45|l21,50|l08,09| 94,45 —90,2 -102,3 -110,3 233,3 |225,8 |215,6 |208,5 —20,3 294,2 291,2 |291,0 178,3 285,0 173,7 |l71,8 18,0 170,0 20,0 123,6 20,0 88,8 17,6 169,8 —28,1 109,8 178,1 234,2 147,8 —20,0 154,4 —44,1 104,8 —35,6|—73,1 77,0 68,4 -33,3 283,6 291,0 178,2 211,0 135,5 —53,5 140,5 —73,0 95,8 —96,9 62,7 —38,2 280,1 272,5 154,7 203,7 131,4 —58,0 138,8 -107,1 83,3 -75,2 249,4 205,5 134,8 168,8 112,1 —68,0 134,2 -154,3 66,1 -118,51-139,6 57,4 51,8 — 122,2 206,8 —100,6 227,6 199,2 131,5 116,0 80,2 -93,4 123,3 —183,0 54,1 — 162,1 45,3 —160 78,80 —160 80,00 —130,2 190,3 —119,0 210,3 199,0 131,5 80,6 56,7 — 121,7 110,6 —195,8 48,3 — 183,0 —155,0 166,2 —146,7 182,4 198,1 130,7 77,5 54,6 —123,7 109,7 1 —156, б|—156,8 164,8 —150,0 178,7 150,0 103,1 -147,5 98,0 —195,81 39,1 | 35,2 164,5 —154,2 174,8 124,5 87,3 — 159,4 91,8 —161,5 159,6 — 156,0 173,0 82,2 58,9 — 160,0 91,7 -174,3 145,3 — 160,0 168,2 79,3 57,0 — 174,6 83,6 — 179,0 140,1 —177,3 148,4 79,2 56,8 —179,1 81,2 - —195,8| 120,3 -181,5 143,6 77,5 55,6 — 195,8 71,7 —195,8 125,0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Голубев И. Ф. Вязкость газов и газовых смесей. М., Физматгнз, 1959. v 2. Справочник химика. М.—Л., «Химия», 1966. 3. Кэй Д., Лэби Т. Справочник физика-эксперимента- физика-экспериментатора. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1949. 4. Кэй Д., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. Пер. с англ. Под ред. К. П. Яковлева. М., Физматгиз., 1962. 5. Варгафтнк Н. Б. Справочник по теплофнзическим свойствам газов и жидкостей. М., Фнзматгиз, 1963. 6. Менабде Н. Е. Коэффициенты вязкости изотопов во- водорода (Н2, Da), неона (Ne20, Ne22) и гелии (Не3) в температурном интервале от —195 до +25°С.— «Атомная энергия», 1965, т. 19, № 5, с. 453. 7. Менабде Н. Е. Влияние изотопного замещения на вязкость газов.— «Атомная энергия», 1968, т. 25, № 1, с. 42. 8. Менабде Н. Е. Коэффициент вязкости в интервале температур 78—300°С. — «Атомная энергия», 1964, т. 17, № 4, с. 307. — N|5 ГЛАВА 17 ДИФФУЗИЯ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ Диффузия — процесс выравнивания концентрации частиц атомов, молекул, ионов, электронов в среде. Прн наличии градиента концентрации п частиц в веще- веществе возникает поток этих частиц j, выравнивающий их концентрации. Поток связан с коэффициентом диффузии D посредством закона Фнка: t j = — Dgradn. A7.1) Это соотношение справедливо, когда размеры системы в направлении градиента много больше длины свобод- свободного пробега частиц в среде, а изменение концентрации на расстоянии длины свободного пробега много меньше характерного значения концентрации частиц п. Кроме того, предполагается отсутствие внешних полей, гра- градиентов температуры и давления. 17.1. ДИФФУЗИЯ В ГАЗАХ Диффузия частиц в газах определяется парными соударениями пробной частицы с атомами или моле- молекулами газа. Поэтому вплоть до очень высоких давле- давлений* коэффициент диффузии обратно пропорционален плотности частиц газа и выражается через характерис- характеристику парного соударения пробной частицы и частицы газа—диффузионное сечение рассеяния о*. Согласно элементарной кинетической теории газов, выражение для коэффициента диффузии малой приме- примеси в газе, состоящем из одного сорта частиц, а также для коэффициента самоднффузин имеет вид A7.2) где < v > — средняя относительная скорость соударе- соударения частиц примеси и частиц газа, <v > «|/277ц; 7" — температура газа; р. — приведенная масса стал- сталкивающихся частиц; 31 = 1/по* —длина пробега пробных частиц в газе; п — плотность числа частиц газа. Соотно» * Область давлений, где указанная зависимость вы- выполняется с достаточно высокой точностью (погрешность 2—5%), зависит от температуры. Вблизи критическо- критического давления точность существенно падает. шенне A7.2) является точным, если о* не зависит от скорости сталкивающихся частиц. В противном случае понятие длины пробега теряет определенность, и ука- указанное соотношение справедливо для эффективных ве- величин. Принято приводить значение коэффициента диффузии не прн постоянной плотности частиц, а при постоянном давлении. В этом случае, учитывая урав- уравнение газового состояния Р = nkT, получаем зависи- зависимость D = 1HG7273I.5, где ?>„— коэффициент диффу- диффузии при нормальных условиях. Это соотношение спра- справедливо прн тех же условиях, что и соотношение A7.2). Коэффициент самодиффузии газов В табл. 17.1 представлены значения коэффициентов самоднффузнн Do некоторых газов прн нормальных ус- условиях G" = 273°К, Р = 1 атм). Дан интервал тем- температур, для которого температурную зависимость коэффициента самодиффузнн можно аппроксимировать степенной функцией D(T) = D0 G7273)*; A7.3) приведены значения показателя о. Таблица 17.1 Параметры зависимости A7.3) [1.2] Газ Не Ne Аг Кг Хе N2 о2 UF6 смг/сек 1,62 0,452 0,156 0,08 0,048 0,17 0,18 0,0165 а 1,71 — 1,92 — 1,9 1,92 1,6 Темпера- Температурный интервал. 14—296 77—353 77—353 77—353 144—296 Газ н2 СО НС1 НВг со2 СН4 Н2О (пары) о,. см'/сек 1,28 0,175 0,125 0,079 0,097 0,206 0,277 287
Таблица 17.2 , Коэффициенты самоднффузни газов при высоких температурах, см2/сек, при Р=\ атм [1]. Данные получены теоретически, с использованием потенциала межатомного взанмодейстння, восстановленного из экспериментов по рассеянию атомных пучков Газ Температура, 103 "К 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 10 12 13 15 Не 13,3 26,9 46,7 70,3 98,6 130 167 207 250 299 350 407 467 595 738 898 1070 1260 1460 1670 1890 Ne 3,93 7,76 12,7 18,5 25,2 32,6 41,1 50,4 60,7 72,0 83,8 96,5 ПО 139 172 207 244 284 325 368 414 Аг 1,51 300 5,03 7,50 10,4 13,9 17,8 22,1 26,8 31,9 37,4 43,3 49,5 62,8 77,4 93,2 111 129 148 169 190 Кг 0,853 1,72 2,83 4,14 5,67 7,38 9,32 11,4 13,8 16,4 19,222,2 25,5 32,6 40,7 49,6 59,6 70,2 81,5 93,7 107 Хе 0,502 1,01 1,65 2,43 3,32 4,32 5,42 6,64 7,97 9,43 10,9 12,6 14,4 18,2 22,5 27,2 32,4 37,7 43,4 49,4 55,7 1,56 3,08 5,05 7,48 10,4 13,8 17,621,9 26,631,8 37,3 43,2 49,6 61,5 78,9 95,5 ИЗ ИЗ 153 174 197 Коэффициенты взаимной диффузии в газах В двухкомпоиентной смеси при отсутствии внешних ?0 полей, химических реакций, а также градиентов тем- 5-5 пературы и давления потоки ji и ]2 частиц первого и ~Н^ второго сортов выражаются соотношениями: 5|Г ji = — nD12 grad xi, it = — nD A7.4) I 10 10* -10s Т,°К где n —полная плотность числа частиц; xi и хъ—мольные ^_ доли частиц первого и второго сортов. Эти уравнения ^~ справедливы в системе отсчета, в которой газ как целое " покоится (ji^J2 = 0). Поскольку, кроме этого, xi -4rXz= = 1, ТО Dl2= I>21. Коэффициент диффузии Dab частиц произвольного Рис. 17.1. Неопределенность данных, представленных сорта в смеси двух газов А и В определяется соотноше- табл. 17.3, в зависимости от температуры. 288
' ' Таблица 17.3 Неопределенность значения коэффициента диффузии, %, для систем трех групп Группа I II III Система Не—Ne, —Ar, —Kr, Xe; Ne—Ar, —Kr, Xe; Ar—Kr, Ar—Xe; Kr-Xe; H,—N2 3He—"He; He—H2, —N2, —CO, —O2, —воздух, —CO2; H2—Ne, —Ar, —Kr, —D2, CO, —воздух, —СО»; N2—Ar, —CO, —CO, Ar—CH4, —CO, —CO2, —воздух, SF6; H2—Xe, —CH4; —O2, —SF6; CH4— He,—N2, — Ог, —воздух, SF6; N2—Ne, —Kr, —Xe, —CH4, Osj, SF6; CO— Kr,—O2, — воздух, СО2, SF6; O2—Ar, —CO2, —SF6; CO2 — воздух, —N2O, —SF6; SF6—He, — воздух Температура, "К 1,75 6 65 2 4 300 1 2 3 500 2 3 4 103 5 7 10 10* 10 15 20 Таблица 17.4 Неопределенность значений коэффициента взаимной диффузии для систем IV группы Система Н2О—N. Н2О-О2 Н2О—воздух Н2О—СО2 СО2—Ne СО2-С3Н8 Н—Н2 Н—N2; О—N2; О—Ог Н—Не; Н—Аг; О—Не; О— Аг Интервал температур, °К 282—373 282—1070 282—1070 296—1640 195—625 298—550 ^300 > 1000 , -300 >1000 -300 >1000 Неопреде- Неопределенность, % ±4 ±7 ±5-10 ±7—10 + 3—5 ±3—5 ±5 ±30 ±10 ±25 + 15 ±30 нием (закон Бланка), справедливым с погрешностью до нескольких процентов: где Dia и Dib — коэффициенты взаимной диффузии пробной частицы в газах А и В при давлениях, равных суммарному давлению в рассматриваемой смеси. Точность, с которой известны коэффициенты взаим- взаимной диффузии газов, существенно зависит от интервала температур, где измеряются эти коэффициенты, а также от сорта исследуемого газа. Представленные результа- результаты измерений коэффициента взаимной диффузии раз- различных пар газов разделены на четыре группы (табл. 17.3 и 17.4). Погрешность, с которой извест- известны коэффициенты взаимной диффузии газов первых трех групп, видна из рис. 17.1, а для четвертой группы соответствующие сведения приведены в табл. 17.4. В табл. 17.5 и 17.6 представлены параметры, входя- входящие в эмпирические выражения для температурной зави- зависимости коэффициентов систем, представленных имеет вид взаимной диффузии [2]. Для в табл. 17.5, эта зависимость A7.5) D = Do G7273)* ехр (- -у - -|j где S, S'—эмпирические параметры, а экспоненциаль- экспоненциальный множитель может быть опущен без потери точности для температур выше 200°К. Для систем, представленных в табл. 17.6, эмпири- эмпирическая зависимость имеет вид D=D0 (Г/273)" ехр (— S/T), A7.6) причем при Т >• 20S экспоненциальный множитель мож- можно заменить единицей. Таблица 17.5 Параметры выражения A7.5), действительные в 1 температурном интервале Тх — 104 °К Система 3Не—4Не Не—Ne ' Не—Аг Не—Кг Не—Хе Не—Н2 Не—N2 Не—СО Ne—Аг Ne—Кг Ne—Хе Аг—Кг Аг—Хе Ar—N2 Kr-Xe Кг—Н2 Н2—D2 Н2—N2 н2—со N2—CO о», см'/сек 1,55 0,235 0,635 0,503 0,391 1,32 0,613 0,613 0,278 0,242 0,197 0,14 0,122 0,79 0,0812 0,664 0,99 0,66 0,66 0,175 а ,501 ,509 ,552 ,609 ,644 ,510 ,524 ,524 ,546 ,555 ,584 ,556 ,563 ,519 1,608 1,564 ,500 1,548 ,548 ,576 S, °К —0,9630 1,87 1,71 —32,65 —68,87 1,82 20,4 10,1 47,3 59,9 39,8 52,7 26,4 6,072 —2,80 —2,80 36,2 S', "К 1,894 2036 5416 — 1170 — — — 38,10 1067 1077 3825 1,74 65 77 77 169 90 77 77 90 112 169 169 169 242 169 77 14 65 65 78 Группа п I I I I II II II II I II II " I II II 289
^ Таблица Параметры эмпирической зависимости A7.6) 17.6 Продолжение табл. 17.6 Система Не—СН4 Не—О2 Не—воздух Не—СО2 He-SF6 Ne—H2 Ne—N2 Ne—CO Ar—CH4 Ar-N2 Ar—CO Ar—O2 Ar—воздух Ar—CO2 Ar—SF6 Kr-N2 Kr-CO Xe-H2 Xe—N2 H2—CH4 H2—O2 H2—воздух Ho—CO2 H2—SF6 CH4—N2 CH4—O2 CH4—воздух CH4-SF6 N2-O2 N2-H2O NF СП N2-SF6 CO—O2 CO—воздух CO—CO, CO—SF6 O2-H2O 0,-CO, O2-SF6 см2/сек 0,57 0,45 0,62 0,52 0,35 0,99 0,28 0,22 0,172 0,17 0,17 0,167 0,165 0,177 0,114 0,13 0,13 0,54 0,106 0,62 0,69 0,66 0,56 0,52 0,2 0,22 0,186 0,119 0,182 0,204 0,208 0,122 0,175 0,182 0,142 0,129 0,207 0,264 0,174 0,138 a 1,750 1,710 1,729 1,720 1,627 1,731 1,743 1,776 1,785 1,752 1,752 1,736 1,749 1,646 1,596 1,766 1,766 1,712 1,789 1,765 1,732 1,750 1,750 1,570 1,750 1,695 1,747 1,657 1,724 2,072 1,570 1,590 1,724 1,730 1,803 1,584 2,072 1,632 1,661 1,522 S, °K . — — . ^ . .— 89,1 145,4 — . 16,9 — — 11,7 102,5 44,2 — 69,2 113,6 119,4 . — — 139,4 61,3 129,0 Температур- Температурный интервал °K 298—104 244—104 244—10* 200—530 290—104 90—10* 293—104 195—625 307—10* 244—10* 244—104 243— IO4 244—104 276—1800 328—104 248—104 248—104 242-10" 242—104 293—104 252—104 252—104 200—550 298—104 298—IO4 294—104 298—IO4 298—IO4 285—IO4 282—373 288—1800 328—IO4 285—IO4 285—IO4 282—473 297—IO4 282—450 450—1070 287—1083 297—IO4 Группа III II II II III II III III II III III III III III III III III III III III 11 11 III III III III III III IV 11 III III III III III IV IV III III Система Воздух —H2O Воздух—Н2О Воздух—СО2 Воздух SF6 Н2О—СО2 СО2—N2O СО2-С3Н4 СО2—SF6 Н-Не Н-Аг Н—Н2 N—N2 О—Не О—Аг О—N2 0—О2 D« см*/сек 0,205 0,26 0,207 0,126 0,41 0,095 0,074 0,069 2,35 0,112 0,184 0,29 0,84 0,23 0,28 ¦0,26 а 2,072 1,632 1,590 1,576 1,500 1,866 1,896 1,886 1,732 1,597 1,728 1,774 1,749 1,841 1,774 1,774 S, °К 102,1 121,1 307,9 •—• Температур- Температурный интервал, °К 282—450 450—1070 280—1800 328—10* 296—1640 195—550 298—550 328—472 275—104 275—104 190—104 280—I О4 280—104 280—10* 280—10* 280—104 Группа IV IV IV IV IV III IV III IV IV IV IV IV IV IV IV Таблица 17.7 Коэффициент диффузии метастабильных атомов инертных газов в собственном газе при давлении 1 мм рт. ст., см2/сек [3]* Atom He B=»S) He B*S) Ne CP«) Ar (аРЛ Kr CP2) Xe (sp2) 20 60 45 19 8 — 3 40 100 75 33 13 12 5 Гемпература, СК 77 160 120 56 20 12 8 150 260 210 .—. 34 20 13 300 460 370 64 38 22 500 710 570 51 33 • Погрешность данных не превышает ± 5—10%. Диффузия заряженных частиц в газе. Амбиполярная диффузия В слабоионизоваииой плазме, где степень ионизации пе/па < (Te/Ry) (ne, пи — плотность электронов и ней- нейтральных частиц соответственно; Те — температура элек- электронов; Ry = 13,6 эв — атомный масштаб энергии), диф- диффузия заряжеивых частиц (электронов н ионов) опреде- определяется в основном парными соударениями этих частиц с нейтральными частицами (атомами н молекулами). При этом в случае максвелловского распределения заряжен- заряженных частиц по скоростям коэффициент диффузии элек- электронов (ионов) связан с их подвижностью К, а соответ- соответственно и с электропроводностью плазмы о, соотношением Эйнштейна*: ' * Когда распределение заряженных частиц по энерги- энергиям отличается от максвелловского, соотношение A7.7) выполняется приближенно с погрешностью 10—15%. 290 {k — постоянная Больцмана; Т — температура плазмы, е — заряд электрона), которое позволяет определить коэффициент диффузии электронов на основании данных по электропроводности слабоионизованной плазмы. Если характерный размер, на котором заметно изме- изменяется плотность заряженных частиц в плазме, много больше радиуса Дебая плазма является квазииейтральиой, т. е. плотности по- положительных и отрицательных зарядов равны. При этом имеет место амбнполярная диффузия с коэффициентом диффузии Da, единым для электронов и ионов и выра- выражающимся через коэффициент диффузии ионов в том же газе Dt: A7.8)
Таблица 17.8 Коэффициент диффузии ионов, см2/сек, в чужом газе при нормальных условиях (Я = 1 атм, Т -= 273°К) Ион Li+ ' Na+ К+ Rb+ Cs+ N0+ о; К Ne+ Ar+ Kr+ Xe+ He? Ne? Ar2 Xe2 Основной газ 0,45 0,38 0,37 0,37 0,36 0,38 0,38 0,38 0,39 0,37 0,37 0,36 0,44 0,37 0,37 0,36 0,37 Ne 0,22 0,15 0,14 0,12 0,12 0,15 0,15 0,15 — 0,14 0,12 0,12 0,21 0,14 0,12 0,12 0,14 Ar 0,103 0,066 0,056 0,048 0,045 0,061 0,060 0,059 0,069 — 0,048 0,045 0,098 0,056 0,049 0,043 0,056 Кг 0,081 0,049 0,040 0,031 0,029 0,046 0,045 0,047 0,052 0,040 — 0,029 0,076 0,040 0,031 0,026 0,040 Xe 0,062 0,036 0,030 0,022 0,020 0,033 0,032 0,034 0,039 0,030 0,022 — 0,059 0,030 0,023 0,017 0,031 H, 0,29 0,26 0,26 0,26 0,25 0,26 0,26 0,26 0,27 0,26 0,26 0,25 0,28 0,26 0,26 0,25 0,26 N, 0,103 0,069 0,061 0,053 0,051 0,065 0,063 0,073 0,061 0,053 0,051 0,098 0,061 0,054 0,049 0,062 O, 0,108 0,071 0,062 0,054 0,052 0,067 — 0,067 0,074 0,062 0,054 0,052 0,103 0,062 0,054 0,048 0,062 CO 0,098 0,066 0,058 0,05 0,053 0,062 0,060 0,063 0,070 0,058 0,05 0,023 0,094 0,058 0,051 0,046 0,058 CO, 0,082 0,052 0,074 0,037 0,035 0,048 0,048 0,049 0,054 0,044 0,037 0,035 0,078 0,044 0,038 0,033 0,045 Здесь 77 и Те — температура иоиов и электронов соот- соответственно. Соотношение A7.8) справедливо с той же точностью, с какой выполняется соотношение Эйнштей- Эйнштейна A7.7). Коэффициент диффузии ионов в чужом газе с хоро- хорошей точностью (погрешность 10—15%) может быть вы- выражен через поляризуемость р основного газа и приве- приведенную массу иона и молекулы основного газа [4]: Mi Mr Mi + Mr лы основного газа): {Mi —масса иона; Мг — масса молеку- 0,0031 A7.9) где Ti — температура ионов, °К; Р — поляризуемость в атомных единицах (атомная единица поляризуемости эквивалентна 1,5-10~28 см3), а ц — а.е.м. В табл. 17.8 представлены значения коэффициента диффузии различных ионов в некоторых газах при 77 = = 273° К и Р — 1 атм [4]. Коэффициент диффузии ионов в собственном газе выражается с неопределен- неопределенностью 5—10% через сечение резонансной перезарядки иона на атоме, когда температуры ионов и атомов близ- близки [4]: 0,341 A7.10) где Т — температура газа, °К; М — масса атомов (ио- (ионов), г; а* B,24)/277М)— сечение резонансной пере- перезарядки иона на атоме при скорости соударения 2,241/277/И, см2; п — плотность числа частиц газа, см~^. В табл. 17.9 представлены значения коэффициента диф- диффузии некоторых ионов в собственном газе, вычислен- вычисленные на основании выражения A7.10). Таблица 17.9 Коэффициент диффузии иоиов в собственном газе, см*/сек (и = 2,7 - 10" см~3) [4] г, °к Не+ 77 0,0860,041 195 0, 300 0,26 350 630 1400 Ne+ 0,013 194 0,077 0,0303 0,109 0,041 Аг+ Kr+ 0,022 Хе+ 0,016 Hg+ 0,0078 Rb+ Cs+ 0,0069 0,005 0,0077 17.2. ДИФФУЗИЯ В ЖИДКОСТЯХ Диффузия в жидкостях обусловлена процессами многочастичного взаимодействия пробной частицы с частицами жидкости. Поэтому теоретическое определе- определение коэффициентов диффузии в жидкостях весьма затрудиеио, и единственным источником надежной ин- информации является эксперимент. Исключение состав- составляет диффузия больших молекул в растворителе с низ- низкой молекулярной массой, которая описывается фор- формулой Эйнштейна—Стокса: D12 = fe77Fiw), A7.11) 291
где г — радиус большой молекулы, форма которой ап- аппроксимируется сферой; . v — динамическая вязкость жидкости. В уравнении A7.11); справедливом" Для мно- многих систем, величина г остается неопределенным пара- параметром, который известен с точностью до множителя 2. Коэффициенты диффузии для многих веществ в различных растворителях хорошо аппроксимируются эмпирической формулой [5]* = К\ К2, A7.12) где Ki— коэффициент, не зависящий от свойств рас- растворителя, a /G— коэффициент, ¦ не зависящий от свойств растворенного вещества. Коэффициенты Кг и Кг зависят от температуры, однако если известно зна- значение ?>i2 при температуре Ti, можно определить D(T) из соотношения '¦' ;1 .•¦'¦' т' Растворенное вещество Аллиловый спирт Анилин Ацетон Бензальде- ГИД Бензол Бромбензол Бромэтан Бутиловый спирт Вода 1,2-Дибром- этан Диэтиловый эфир Изоамило- вый спирт Подметан Метиловый спирт Муравьиная кислота Н итробензол / о/* Г» 1^ 15 15 15 15 25 15 15 15 25 15 15 15 7,5 15 6 15 Кг. ю-3 (см/секI1* 2,328 2,178 3,546 2,364 3,460 2,403 4,025 2,049 2,591 2,913 3,833 2,282 3,912 2,861 4,159 2,322 Растворенное . вещество Пиридин Пропило- вый спирт Пропионо- вая кис- кислота Тетрахлор- метан Трихлор- метан Толуол Уксусная кислота Фенол Фурфурол Хлораль- гидрат Хлорбензол Этиловый спирт и - 20 15 15 25 15 25 25 5 15 15 15 15 к,, ю-3 (см/секI /г 2,723 2,243 3,008 3,578 3,328 3,037 2,312 1,889 2,178 2,033 2,591 2,456 A7.13) где Ч2(Т2), v2(Ti) — динамическая, вязкость раствори- растворителя при температурах ,Га и 74. ,B ,-табл. 17.10 представ- представлены значения Ki для некоторых растворенных веществ, а в табл. 17.11 — Кг для некоторых растворителей. . , : , ' - . Таблица 17.10 Значения Kt для различных растворенных веществ [5] * Везде ниже, если это ие оговорено особо, речь идет о диффузии вещества, концентрация которого в растворе мала. Таблица 17.11 Значение А'2 для различных растворителей [5]' Растворитель Бензол Бромбензол Вода Метиловый спирт 15 25 25 15 кг ю-3 см/сек /* 5,925 5,094 4,151 6,745 '¦ i 1 Растворитель Тетрахлор- метаи Толуол Хлорбензол Этиловый спирт и 25 25 25 25 К, ш-а см/сек '* 4,239 6,109 5,676 3,831 Для 'сильно разбавленных растворов электролитов коэффициент диффузии ' ¦ 1 2RT A7.14) где /? = 8,316 джЦград¦ моль) — газовая постоянная; Т—температура, °Ki; ^_,;А+ — проводимость отрицательных и положительных ионов в пределе нулевых концентраций, а ¦ г-экв/(см* • в); ¦ Fa = 9650 к/г-экв — число Фарадея. Предельные значения проводимостей А0 и А0 в воде при /= = 25еС представлены в табл. 17.12. В этом случае вы- выражение 07.14) имеет вид 0,536 • Ю-*. ?>„ смй/сек. Значения коэффициентов диффузии некоторых веществ, растворенных в воде, приведены в табл. 17.13 и 17.14. , ¦ Таблица 17.12 Предельные значения иониой проводимости в воде при , 25°С, аггэкв1(см*в) [5] Катион Н+ Li+ Na+ К+ + NH4 Ag+ Tl+ V2 Mg2+ xi Ca2+ Ч* Sr2+ i/2 Ba2+ V2 Cu2+ i/2 Zn2+ i/3 La3+ V3 CO(NH3)!+ 349,8 38,7 50,1 73,5 73,4 61,9 74,7 53,1 59,5 50,5 63,6 54 53 69,5 102 Анион OH- ci- Br" СЮ4 HCO~ HCO^" CH3CO2 2 2 CNCH2CO^~ сн3сн2со- CeHeCG7 HQ07 V, CeO^- i/2 SO2- V2 Fe(CN)g~ V. Fe(CN)*- ¦*L 197,6 76,3 78,3 76,8 71,4 68,0 44,5 54,6 40,9 39,8 41,8 35,8 32,6 32,3 40,2 74,2 80 101 111 292
J. ч i , . - . Таблица 17.13 Коэффициенты диффузии неорганических веществ, раствореиных в воде [1] , Пр"бД'о|Л'же нне табл. 17.13 Растворенное вещество Вг2 со2 СаС12 CdSO4 С12 СоС12 CuCI2 CuSO4 D2O н2 на Концентрация, моль/л ' 0,00105 1 0,00173 I 0,00183 i 0,00193 ' 0,00230 0,00309 0,00429 0,00501 0 0,29 0,37 1,5 0 0,5 1,0 1,5 • 2,0 3,0 3,5 4,5 5,5 6,5 7,0 0,1 ' 0,1 0,0062 0,0127 1,5 0,1 0,5 0,95 0 0 0 0,02 0,02 0,05 0,05 0,2 0,2 0,35 0,35 0,43 1,0 2,0 2,0 t. "С . Л 25 - 25 -1 25 ' 25 25 25Г ¦' 25 25 18 9 9 9 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 '12 16,3 18 11 10 17 17 17 25 18 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 0 25 0 11 D. 10-* , смг/сек ' 1,25 ' 1,24 • 1,235 ! 1,23 ' 1,22 . 1,202 1,193 1,18 1,46 0,79 1,09 0,84 0,35 0,34 0,33 0,44 0,43 0,44 ¦ 0,34 ¦ 0,36 0,4 0,45 0;48 1,4 1,3 0,7 0,73 0,5 0,45 0,34 0,27 2,5 3,6 2,2 ¦ 3,1 2,1 3,0 2,0 2,9 2,1 3,0 2,1 3,1 1,6 3,6 1,8 2,5 Растворенное вещество НС1 HNO3 Н20 КВг _"- К2СО3- КС1 . KI KNO3 кон K2SO4 Концентрация» ; моль/Л* |. ¦ 5,0 ' : 6,5 , 8,0 ( 9,0 -¦ , 0,84 . ¦ 3,0 , з.о , !' ' 20 ' 0,011 0,99 0,103 1,0 ' 3,0 0,00125 0,00194 0,00325 0,00585 0,00704 0,00980 0,02 0,1 0,5 '. • 0, 0,05 0,10 0,20 ¦¦ 0,50 1,00 1,5 2,00 0,01 . 0,01 0,10 0,10 1,0 1,0 5,5 5,5 0,05 0,20 0,40 0,80 1,0 ¦ 2,0 2,5 0,1 0,9 3,9 0,02 0,05 0,28 г 0,95 ' ¦ и ...х " 0 ' ' 11 0 11,5 , 5,5 6,0 ¦ 7 . ," 9 20 ' ' 20 , 20 10 10 25 ¦ ' 25 25 25 25 25 „ ' 25 25 25 18,5 , 18,5 18,5 18,5 18,5 18,5 18,5 ' 18,5 10 18 10 18 10 18 10 18 18 18 18 18 18 18 18 13,5 13,5 13,5 19,6 19,6 19,6 19,6 , ?>, 10~5' ^ i: см2/сек : 2,2 ' 3,1 2,7 " 3,4 i 1,7 Г 1,8 ' 2,4 ' 1,3 ! 0,89 1,05 . '1,00 1,2 0,70 ' 1,96 1,95 . 1 I ' ,95 ,94 ,93 ,92 ,94 ,89 , ,82 ,7 ,56 ,54 ,53 ,55 1,61 ,67 1,73 ,3 1,7 ,24 1,61 1,21 1,59 1,37 ,8 1,45 1,39 1,35 1,28 1,24 1,15 1,17 2,0 2,16 2,82 1,27 1,12 i. 1.0 ! ( ),92 293
Продолжение табл. 17.13 Про дол жение табл. 17.13 Растворенное вещество LiBr LiCI Lil MgSO, N2 NH3 NaBr Na2CO3 NaCl NaNO3 NO к o2 NaOH N2SQ, NaCH3COO Ni(NO3J Концентрация, моль/л 2,3 4,4 0,01 0,01 1,0 1,0 4,2 4,2 1,3 0,5 1,0 3,0 4,5 0 0,683 3,55 2,9 2,4 0.05 0.40 1,00 2,0 3,0 4,0 5,0 1,0 2.0 0,6 3,0 5,0 6,0 0 0,05 0 0,02 0,10 0,90 3,9 1,4 0,2 0,0088 0,0226 0,068 10 10 9 18 9 18 9 18 10 15,5 15,5 15,5 15,5 18 4 4,5 10 10 18.5 18,5 18,5 18,5 18.5 18,5 18,5 10 10 13 10,5 10,5 13 16 25 25 12 12 12 12 10 12 18 18 18 D, 10"» см'/сек 0,93 1,04 0,88 1,16 0,81 1,06 0,84 . 0,11 0,93 0,54 0,53 0,59 0,73 1.63 1,23 1,23 1,0 0,45 ,26 ,2 ,24 ,29 1.36 ,43 ,49 0,93 1,04 1,04 0,88 0,96 0,90 1,54 ,25 2.60 1,3 1,29 1,21 1,14 0,76 0,71 0,667 0,822 0,93 Растворенное вещество Pb(NO8J ZnSO4 ZnfCHjCOOJ Концентрация, ноль/л 0,22 0,82 0,025 0,050 0,55 2,95 2,0 2,0 t, CC 12 12 19,5 19,5 19,5 19,5 0 18 D, io-« см'/сек 0,82 0,76 0,58 0,54 0,12 0,38 0,139 0,243 Таблица 17.14 Коэффициент диффузии оргаиических соединений в водных растворах [6] Растворенное вещество Аллаксан Арабииоза Ацетамид Ацетонитрил Гидрохинон Глицерин Глюкоза Кислота винная » уксусная Кофеин Лактоза Мальтоза » Маннит Мочевина Никотин Пентаэритрит 1 Пирогаллол Рафиноза Резорцин Сахароза Сероводород Спирт аллиловьш » бутиловый » изоамиловый » метиловый » пропиловый » этиловый Уретан * Of4 Г» \~i 20 20 20 15 20 10 15 15 12,5 10 20 20 10 20 12 20 20 15 20 20 12 15 15 15 15 15 15 15 15 Концентрация, моль/л 0 0 0 0 0 0,125 0 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,05 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D. 10-» см'/сек 0,67 0,70 1,05 1,26 0,78 0,63 0,52 0,61 0,91 0,42 0,46 0,426 > 0,328 0,605 0,99 0,53 0,69 0,56 0,36 , 0,77 0,36 1,43 0,90 0,77 0,69 1,28 0,87 1,00 0,87 294
Таблица 17.15 Коэффициент диффузии различных веществ в метиловом спирте (концентрация раствора 1%, t = 15° С) [6] Продолжение табл. 17.IS Растворенное вещество Аллиловый спирт Анилин Ацетанилид Ацетил дифенила- дифениламин Ацетонитрил Бензальдегид Брома нилии Бромбензол Бромнитрофеиол З-Бромпропилен Бромфенол Ванилин ' Гидрохинон Дибензиламин п-Дибромбензол Дибромнафталин Динодметан ж-Динитробеизол Динитронафталин 2, 4-Дииитрофенол /, / - Динитро гид- рин Дихлорнафталин Изоамиловый спирт Иодбензол Йодоформ З-Иодпропилен Кислота: промпропионовая дихлоруксусная иодпропионовая молочная пропионовая трибромуксусная •31 1 1,80 1,49 1,50 0,98 2,64 1,66 1,41 1,75 1,43 2,22 1,34 1,00 1,25 0,86 ,55 ,33 ,68 ,56 1,32 ,40 1,36 ,52 ,34 1,65 ,83 ,72 1,35 1,36 ,36 1,36 1,62 1,23 Растворенное вещество трихлоруксусная фталевая хлорбензойная хлоруксусная ж-Нитробензальде- гид Нитрофенол Пиридин Салол 2, 4, б-Трибром- феиол 2,4,6-Тринитрофе- нол 2, 4, б-Трихлорфе- нол Уретан Фенетол Фенилацетат Фенол Фенолфталеин Фурфурол Хлоралгидрат Хлоранилин Хлорбромметан /-Хлоргидрин Хлорнитробензол Хлороформ Хлорфенол Четыреххлористый углерод Этил бромистый » йодистый Этилен бромистый » йодистый Этилиитрат 1 1,45 1,30 1,29 1,52 1,24 1,38 1,58 1,29 1,12 1,32 1,21 1,41 1,40 1,62 1,40 0,78 1,70 1,16 1,34 2,50 1,30 1,68 2,07 1,32 1,70 2,40 2,16 1,95 1,56 2,20 Таблица 17.16 Коэффициеит диффузии веществ в бензоле (концентрация раствора 1%, t = 15°C) [6] Растворенное вещество Альдегид салици- салициловый Ацетилдифенила- мин Бензальдегид Бром @,1 М, 12°С) Броманилин Бромбензол а-Бромнафталин Бромиитробензол Бромоформ A8°С) Бромфенол Гексахлорбензол «1%, 8°С) 8 1,78 0,90 1,73 2,00 1,41 1,86 1,30 1,33 1,62 1,34 1,02 Растворенное вещество п-Дибромбензол Дибромиафталин ж-Динитробеизол Динитро нафталин я-Дихлорбеизол Дяхлорнафталии Иод @,05М, 20°С) Иодбензол (<!%, 8°С) Йодоформ Кислота бензойная » фталевая » хлоруксус- хлоруксусная Метилсалицилат сек •а е- ,37 ,25 ,54 ,23 1,90 ,40 ,95 ,35 ,38 ,36 ,37 ,48 1 ,56 Растворенное вещество Нафталин «1 %, 8°С) Нитробензол <х- Нитро нафталин Спирт изоамиловый » пропиловый 1,2, 4, 5-Тетра- хлорбензол «1%, 8°С) Тринитротолуол 2, 4, б-Тринитро- фенол /, 2, 4-Трих лор- бензол « 1 %, 8°С) Is 1,19 ,84 ,39 ,48 ,60 1,24 1,39 1,39 1,34 Растворенное вещество /, 2, З-Трихлор- Фенантрен «1 %, 8°С) Феиол E°С) Хинон Хлораиилин Хлорбензол а-Хлорнафталнн Хлориитро бензол Хлороформ Хлорфеиол Эти леи бромистый » йодистый Эфир этиловый IS 1,72 0,95 t ,27 ,68 ,56 ,42 1,20 ,70 2,11 ,42 1,97 1,40 2,21 Таблица 17.17 Коэффициеит Растворитель Анизол Ацетон Бромоформ » » » Гексан Гептан Декалин Кислота уксусная То же » » Сероуглерод Спирт изоамиловый Спирт этиловый » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » диффузии веществ растворителях [6] Растворенное вещество Иод Бромоформ Ацетон Бензол Метанол Спирт этиловый » пропиловый » амиловый Эфир этиловый Бромбензол Иод Бромбензол а-Бромнафталин Иод Бромбензол Иод Бром Фенол » Азобензол Аконитин Спирт аллиловый Спирт амиловый Ацеталь Ацетамнд Ацетоин Бромнафталин Бромоформ Бруцин Гидрохинон Глицерин Иод Иодбензол Камфара Пиридин Резорцин Салигенин в различных fill 0,1 0 0,25 1 0,5 0,5 1 1 0,25 0 0,1 0 0 0 0,1 0,1 0 0 0 0,2 0,04 1 1 1 0 0 0,5 0,5 0,062 0 0 0,1 0,25 0,5 0,5 0 0 t> 20 20 20 20 20 20 20 20 20 7 20 7 7 7 20 16 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 8 20 20 20 20 20 q| 1,13 2,73 0,272 1,69 1,93 0,976 0,77 0,516 0,342 2,60 2,67 0,47 0,34 1,51 1,68 3,60 3,40 0,20 0,20 0,74 0,27 0,95 0,76 1,13 0,67 0,556 0,740 0,976 0,28 0,488 0,532 0,90 0,97 0,694 1,Н 0,451 0,608 295
Продолжение табл. 17.17 Растворителе Растворенное вещество III Таблица 17.19 Коэффициент диффузии в амальгамах [4] ¦ Спирт этиловый » » » » Эфир этиловый ' Тетралин Тетрахлорэтан Толуол Углерод четырех- хлористый Хлороформ Циклогексан Этилацетат Этил бензол Эфир дибензиловый Кислота стеарино- стеариновая Фенол Хлорал Хлороформ Бромбензол Бромоформ Нитробензол Фенол Бромбеизол а-Бром нафталин Тетрабромэтан Бромбензол Иод Фенол Бромбензол Иод Бромбензол а-Бромнафталин 0, о, 1 0 0 0 0 0 0 о, 0 о, о, 0 0 0 0 0 0 2 1 06 1 1 05 1 20 20 20 20 7 17 8 19 7 7 50 7 20 20 10 10 7 20 7 ¦7 0,59 0,80 0,614 1,25 3,25 3,30 3,24 3,60 0,48 0,36 0,94 1,59 1,95 1,36 1,93 1,60 1,14 2,15 1,44 0,149 Таблица 17.18 Коэффициент диффузии веществ в расплавлеиных солях [6] . Диффундирующее вещество AgNO3 AgNO3 AgNO3 AgNO3 AgBr AgCl AgCl AgCl AgCl Ba(NO3J Ba(NO3J KB KC1 PbCl2 PbCL NaNO3 Sr(NO3J Sr(SO8J TIBr T1C1 T1C1 TINO3 T1NO3 i Среда KNO3 KN03 NaNO3 NaNCy KBr KC1 KC1 KC1; LiCl KC1, LiCl KNO3 NaNO3 KNO3 KNO3 KC1, LiQ KC1, LiCl KNO3 KNO3 - NaNO3 KBr KC1, LiCl KC1 KNO3 Na2NO3 t. °c 360 390 330 360 780 720 780 480 740 370 360 360 360 530 720 360 360 345 770 520 720 345 360 D, lO-5 апг/сек 4,56 4,86 4,57 5,06 4,92 4,63 - 5,10 5,61 ' 6,61 2,06 3,71 3,01 2,96 2,06 4,40 5,22 2,81 4,17 4,28 3,10 3,14 3,17 4,31 Металл Li Ma К Rb Cs Ag Au Tl t, °c 25 25 25 7,3 25 16 25 25 D. КГ* см'/сек 0,93 0,86 0,71 0,53 0,64 1,11 0,73 1,18 Металл Zn Cd Sn Bi Pb' Ba Sr Ca t, °C 25 25 25 25 25 7,8 9,4 10,2 D. 10-6 смг/сек 2,4 * 2,0 ¦ 2,1 . 1.5 \ 2,1 . 0,60 0,54 • 0,62 . Таблица 17.20 Коэффициент диффузии в расплавлениых металлах [4] Mg Аи Si Si Аи Среда днффузин А1 Bi Fe Fe PI 700 500 1480 1560 50 ¦Й 7,54 5,22 2,4 10,8 3,7 s a ttcrs Rh Pt Ag Au Pb i? и « Pb Pb Sn Sn Sn ° ¦- 500 490 500 500 500 L a 3,52 1,95 4,8 5,37 3,68 17.3. ДИФФУЗИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Основным источником информации о коэффициентах диффузии в твердом теле, так же как и в жидкости, яв- является эксперимент. При этом, вследствие крайней чув- чувствительности результатов измерений к чистоте иссле- исследуемого вещества и к температурным колебаниям, результаты различных измерений характеризуются разбросом в пределах порядка величины. Данные, пред- представленные в таблицах, усреднены по нескольким изме- измерениям, при этом, в силу произвольного способа усред- усреднения, указанные данные справедливы по порядку величины. ¦ Температурная зависимость коэффициента диффузии в твердом теле описывается простой полуэмпирической формулой D = Doexp(— Q/kT), A7.15) где Q — энергия активизации; Do— фактор диффузии. Соотношение A7.15) выполняется в широком диапазоне температур в пределах точности измерений коэффициен- коэффициента диффузии. Для веществ, имеющих кристаллическую структуру, коэффициент диффузии является тензором. Приведенные ниже данные являются обычно результа- результатом усреднения этого тензора по направлениям. В от- отдельных случаях приводятся значения коэффициента Диффузии в направлениях, параллельном (D й) и пер- перпендикулярном (D±) к главной оси кристалла. В табл. 17.21 — 17.31 представлены значения параметров, вхо- входящих в соотношение A7.15), а также интервал темпе- температуры, гае производились измерения. » . 296
Таблица 17.21 Параметры выражения A7.15) в различных диапазонах температур [7] Металл Ag Al Аи Со Си o-Fe 7-Fe 8-Fe Ni Pb Pd Vt 6-Pu <x-Th P-Th Be, x Be, U Та <Z-U p-u 7-U V Температурный интервал, °C 450—900 330—460 450—650 600—950 850-^-1050 770—1050 1000—1300 500—1000. 700—900 900—1200 1070—1350 1407—1515 700—1100 1042—1404 174—322 1050—1500 1250—1725 35—440 1100—1400 1450—1550 550—1050 550—1050 1250—2200 1827—2527 580—650 700—755 800—1050 880—1356 1356—1833 Do, см2/сек 0,81 . 0,10 1,71 0,031 0,107 ' 0,50 0,2 70,0 120 3,6 1,05 6,8 0,48 1,9 0,281 0,205 0,22 0,0045 700 10» 0,52 0,62 0,12 2 0,002 0,0135 0,002 0,36 214 Q, ккал/моль 45,6 30,5 ' 34 39,36 42,26 65,4 62 56,0 66,3 71 67,8 61,7 65,8 68 24,2 63,6 66,5 23,8 83,5 99,7 37,6 39,4 98,7 110 40 42 27 73,65 94,14 Металл Sb, x Sb, || Cd, x Cd, || Mg, X Mg, || <x-Ti P-Ti a-Tl, X a-Tl, || a-Zr p-Zr Cr Hf Li Mo Na Nb e-Pu ¦ Rb W In, x In, II p-Sn, x p-Sn, || Cs Прод о Температурный интервал, °С 500—630 500—630 110—315 • 110—315 468—635 468—635 690—850 895—1580 150—275 200—415 200—410 300—700 650—827 900—1500 900—1750 950—1250 1200—1600 1795—1995 —65-^250 1700—1920 1850—2350 —65-=-250 878—2400 500—610 —65^-250 1287—1453 2000—2700 2660—3230 44—144 44—144 160—228 160—228 830—1030 750—950 л же ние т по,см2/сек 0,10 56 0,10, 0,05- 1,5 1,0 6,4-10-8 0,0016 0,4 0,39 0,08 5 10-е 5-10-2 0,0024 10~4 0,28 0,0012 0,24 2,77 0,3 0,20 1,1 0,022 - 0,23 6,3-10' 0.-54 42,8 3,7 2,7 10,7 7,7 47 11 а б л. 17.21 Q, ккал/моль 35,8 . 48 19,1 18,2 32,5 32,2 29,3 35 22,6 24,9 22,0 22 52 38 27,7 52,7 73,8 38,7 13,^2 111 95 10 96 18,5 9,4 135,8 120,5 153,1 18,7 18,7 25,2 25,6 61,4 57,2 Таблица 17.22 Параметры выражения A7.15) для коэффициента самодиффузии в твердых диэлектриках [7] Параметр /, °с Ц,., см2/сек Q, ккал/ моль Аг —195 . 350 „ ! 4,15 С (графит) 1995—2347 : 10 163 Ge 730—915 ! 10,8 1 69,4 а-Р белый 0—30 1,07-10-3 9,4 _152-=—115 i 7,3 , 7,4 ¦ i 297
Таблица 17.23 Параметры выражения A7.15) для диффузии малой [примеси в серебре Таблица 17.26 Примесь Fe Со Ni : Си Zn Ge Ru Pd Ag Cd In Sn Sb Аи Hg i Tl Pb г, °к 718—927 — 750—950 700—950 640—925 — 794-945 735—939 450—900 592—937 592—937 592—937 468—942 650—950 650—950 650—800 700—825 Do. см'/сек 2,42 * 104 , 21,9 1,23 • 0,54 0,084 180 9,57 0,81 0,44 0,41 0,25 0,17 0,26 0,08 0,15 0,22 , Q, пиал/моль 49,04 59,9 54,8 46,1 41,7 36,5 65,8 56,75 45,6 41,7 40,6 39,3 38,3 45,5 38,1 37,9 38,1 ' Таблица 17.24 Параметры выражения A7.15) для диффузии малой примеси в меди Прнмесь Fe Со Ni Си Zn Ga As Pd Ag Cd Sb Аи Hg Tl г, °к 719—1074 701—1077 743—1076 500—1000 —. 807—1056 600—1000 700—1000 — 785—996 Do, см2/сек 1,4 1,93 2,7 70 0,34 0,55 0,12 1,71 0,63 0,93 0,34 0,15 0,35 0,71 Q, ккал/моль 51,8 54,1 56,5 56 45,6 45,9 42,0 54,37 46,5 45.C7 42,0 45,7 44 43,3 Таблица 17.25 Параметры выражения A7.15) для диффузии малой примеси в золоте Прнмесь Fe Со Ni Ag Аи Pt Hg г, ск 701— 948 702— 948 702— 948 700—1007 704—1048 799—1055 499—1027 Do, см*/сек 0,082 0,068 0,034 0,072 0,091 7,6 0,116 Q, ккал/моль 41,6 41,6 42,0 40,2 41,7 60,9 37,4 Параметры Прнмесь Mg А1 Si Ti Cr Mn Fe Co Си Mo W Аи выражения A7.15) для диффузии примеси в иикеле [7] t, °С 800—970 1100—1300 800—970 1100—1300 800—970 1100—1300 1100—1300 690—900 1100—.1268 1100—1300 900—1500 748—1192 1155-1373 1054—1359 1100—1300 1100—1300 900—1100 Do. см2/сек 2,3-10~6 0,44 1,1 1,87 10,6 1,5 0,86 0,03 1.1 7,5 0,8 0,75 1,11 0,57 3 11,1 2 D. малой ккал/моль 31,3 56 59,5 64 64,7 61,7 61,4 40,8 '" 65,1 67,1 61 64,7 64,9 61,7 68,9 76,8 65 Таблица 17.27 Параметры температурной зависимости коэффициента диффузии малой примеси в p-Ti, аппроксимируемой выражением D = Dol exp (— QJkT) + D02 exp (— QJkT)* ' Примесь Ti р Sc V Cr Mn Fe Co Ni Nb Mo Sn Та t, °C 900—1540 945—1600 919—12S0 900—1550 950—1640 940—1640 910—1640 920—1640 940—1640 1000—1640 900-^-1640 953—1595 1000—1600 /сек \ 2 36,2 21 10 74 76 SO 130 170 13 7 38 7,2 29,8 24,1 32,7 34,7 36,6 34,3 30 30,9 31,6 34,9 36,9 31,6 36 /сек \ Q?fe 1,0 5 34 3,4 14 12 15 16 20 9,5 3,6 9,5 50 /моль ккал с? 59,8 56,5 61,5 65,5 64,5 60,7 61,3 60 69,5 65 69,5 80 • При низких температурах преобладает первый член выражения, при высоких — второй. 298
Таблица 17.28 Параметры выражения A7.15) для взаимной диффузии металлов и сплавов [1] Диффундирую- Диффундирующий элемент Ag А1 Аи В Bi С Cd Со Сг Cs Си Fe Ge Hg In Li Mg Mn Mo N Диффузионная среда Al Au Cu Pb Cu Ag Cu Pb <x-Fe , Pb Fe a-Fe Ag Cu Pb a-Fe 7-Fe Сталь a-Fe T-Fe Сталь W Ag Al Au Ge Pt Р-Латунь D5% Zn) Au 20%Fe, № —С Ni W Ce Cd Ag Ge Si Al Cu W Fe Th a-Ti p-Ti Концентрация диффундирующего элемента, ат. % 1,26 9 3 <0,12 15—21 100 18,4 2,4—3,5 100 нли 0,03—0,09 2,0 Карбонизация 1,1 вес. % 0,1—1 вес. % 2,0 —. 3 1,6 — — 1-й адсорбционный слой 2-й адсорбционный слой 2,0 Эвтектика 0,85 или 0,17 100 25,6 13,9 — 18.3 — # — — 0,04 Самодиффузия 4 20 — Эвтектика 5,5—11,0 8—11,4 Монокристалл Поликристалл — t.°c 466—573 850—1000 720—800 220—285 500—850 218—601 767—916 400—970 100—300 220—285 800—1100 900—1250 750—1250 650—895 — 720—860 167—252 — — — 27—427 27—427 650—895 440—540 457—565 301—616 443—740 1041—1461 — 753—1003 — — — 1927—2527 — 156—202 650—895 365—440 395—577 400—850 1533—2260 1533—2260 — А,, см*/сек 1,1 2,9-10-2 2,9-10"» 7,4- ИГ2 7,1-10-* 5,3-10-* l.MO-* 6.810-* 0,35 105 1,83-10-* 1,67-10"* 0,486 0,12±0,07 7,9- КГ» 2-КГ* 4,9-10-ь 0,44 3,04-10-* 1.83-10-3 0.4 1,2-10» 90 310* 1,8-10* 10 0,2 1,64-10-я 5,910-ь 2,3 8,4-10-* 1,06-10-з 5,8-10-4 1,9-10-* 4,8-10-* 3,8-10~2 1.16-10-* 18-10—°-92 СС3' 71.,0-0.65 [С] 8,4-10-* 11,5 87 2,6 7,3-10-ь 0,41 2,5-10 2,3-10 1,5-КГ* 0,12 7.2-10-6 6,3-10-4 5-10-» 3,1-10-8 3 10-3 6,6-10-* 2,1-10-8 1,2-10-* 0,35 Q. ккал/моль 32,6 38,0 37,2 15,2 39,2 29,8 26,6 22,5 14,0 62,0 18,4 28,7 36,6 32,6 18,1 20,1 22,35 41,7 23,7 15,4 54 104 80 82 97 75 14,0 23,0 24,8 34,9 32,6 27.4 27,4 4,1 55,7 24,9 24,4 G5-3-6) 1С]* G5-5-5) [С] 51,0 140,0 73,5 19,6 24,4 4063 11,8 15,2 38,5 28,6 23,2 80,5 80,5 18,0 18,2 18,6 22,5 45,3 33,8 [С] — концентрация углерода, ат. %. 299
Продолжение табл. 17.28 Диффунди- Диффундирующий элемент Ni О 1 Pd Pt Sb Si Sn P-Sn Y Th . - Tl и w Y Ь Zn } (' r : Zr Диффузионная среда 1 Au ' Cu Pt ¦ p-Ti; Ag Au 3 cu ' ; Au * Cu ' Ag ' Al ¦¦ Ag i cu : Pb < w J ¦ l T Pb \ w ; ct-Fe i •y-Fe ! * Сталь i W ' Zn ¦ j Al i Cu ; Р-Латуиь W ч i: Концентрация диффундирующего элемента, ат. % 15,0 7,5—11,8 14,9 * , 20,2 " 17,1 i 4,3—6/2 20,1 2,4-3,5 ' 2,0 0,5 ' . 20 3,9—5,6 , 2,0 Диффузия' иа границе между зернами Объемная диффузия Поверхностная диффузия 2,0 — " ¦¦ —-¦ , , ' ' — '. — ~' ' — Самодиффузия в Zn чистотой 99,999% 99,99% ; 0,84 6,8—9,7 : 3 0—28,6 1 ' . 1 t, °С 800—1003 5Ж—950 1043—1401 444—917 727—970 490—960 740—986 490—960 650—895 465—600 650—895 400—850 245—285 1780—2227 2127 1380 220—285 1727 1727 415—555 360—880 720—860 641—884, 1727 Do. смг/сек 1 1,74-10~3 6,5-10-5 7,8-I0-* 1,6 6,4-10-е 1,13гЮ-3 1,6-,10-е 1,24- Ю-3 1,0-Ю-6 5,3-10-5 0,9 7,8-10-5 4,1-Ю-3 4,0 1,13- \ 1,0 ; 0,47' 2,5-10-2 1,14 380 103 '; 13 - 0,11 0,22 и 0,38 12 ^ 3-10-е 3,7- К)-" 3,2-Ю-3 0,024 М Q,KKCU/MOAb 31,2 '' 29,8 43,1 48,2 . 20,2 21,9 39,0 39,0 21,9 21,7 30,55 : 21,4 -, г 31,2 :i 26,2 94,0 ¦ . 120 ' 66,4 О 19,4 100,0 70 90 < > 75 , 62 14,3 ' 14,6 ,. 27,8 19,7 Г 22,0 1 ' 42,0 22,8 ¦ 78,0 i Таблица 17.29 Параметры соотношений A7.15) для диффузии металлов в солях ![1] , Д иффу нд ирующий металл Аи ¦ Си Ni* Диффузионная 1 среда NaCI КС1 NaCI KCI NaCI Do> см2/сек 0,2 11,0 . . 0,5 55,0 0,2 Q ккал/моль 24,6 — 30,0 25,4 60,4 25,4 1 Таблица 17.30 Параметры соотношения A7.15) для диффузии иона Ag+ в кристаллах [1] Диффузионная среда a-Agl a-Cul a-CuS a-Cu2Te <.» a-Agl a-Ag2S a-Ag2Se a-Ag2Te «-Ag2I NaCI - PbCI2 РЫ2 PbS NaBr a-Ag2Se 7V °K 454—774 685—753 586-1192 603—794 451—701 443-^694 421 -673 428-678 473-653 <550 >65O 439-743 387—438 528—588 733—1043 — Do, смг/сек 4,5-Ю-3 3,27-10-* 2,4 1,63-10-* 4,6-10-4 1,55- Ю-4 3,85-10~s ' 5,83-Ю-3 1,6 3,13 7,7 ! 4,9-10,6 10,6 1,3 50 6.7-10-4 <2, ккал/моль 2,26 l 6,76 4,57 20,86 , 2,26 ' 3,18 ' 2,94 2,66 ' 4,57 17,70 41,40 36,8 30,0 30,4 42,0 47,5 20,04 300
Таблица 17.31 Коэффициенты диффузии ионов в кристаллах при различных температурах [1] Таблица 17.32 Коэффициенты взаимной диффузии твердых солей [1] Диффундирующий нон Ag+ ' 11 Cu+ и* ; Na+ pb++ 1 s i ! Pb++ : 1 : : ci- Se2- Диффузионная среда c^Agl < ¦ „ CuBr 1 * a-Cul s , a-Cu2S a-Cu2Te Cu3Sb: ¦ AgCl a-Agl , a-Ag2S a-Ag2S AgCI ' AgBr PbCl2 PbCl2. 1 Pbl2 Agl Cu2S Г, "K 454 500 E51 594 651 701 744 - 518 685 722 753 503 603 693 603 749 794 723 511 753 443 503 603 693 723 573 473 523 578 653 573 1 573 ' 439 1 498 743 387 420 438 453 844 967 D. 10-« см"/сек ' 17,7 . 21,2 ! 28,7 33,3 •' 40,1 46,1 • 48,5 51 15,6 . 22,5 23,8 1,85 ' 4,6 ¦'9,4 ! ' 0,359 > 1,98 ' 4,66 ¦ ' 0,139 0,24 • 37—41 ' ' 0,4 A'1., 6,3' • 16,5 ' 1 0,116 , ' 0,023 ¦ 4,5 11 15 23 2,1¦10-* 2,3-10~3 1,7-10-" 1,97-10-» 0,336 7,3-Ю-" 1,35-10-9 7,35-Ю-9 1,1-10-* > l.iio-3 . 4,9- 10~3 (СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Справочник химика. Т. 3. М., «Химия», 1964. 2. Маггего Т. R., Mason E. A. J. Phys. Chem. Ref. 1972, v. 1, p. 3. 3. Палкина Л. А., Смирнов Б. М., Чибисов М. И. Диф- Диффузия метастабильных атомов инертных газов в собственном газе.— «Ж- эксперим. и теор. физ.», 1969, т. 56, с. 340. ¦ : Диффундирующее вещество Ag (из AgNO3) Ag4Sn ВаМоО4 BaWO4 . , MgMoO4 MgWO4 SrMo04 SrWO4 ZnMoO4 , ZnWO4 Диффузионная среда Na-стекло Na-пермутит Cu4Sn BaWO4 BaMoO4 MgWO4 MgMoO4 SrWO4 SrMoO4 ZnWO4 ZnMoO4 i t, "C 354 354 450 950 950 800 800 • 950 950 800 850 800 850 D. 10-" см'/сек 25,2 ¦ 14,8 231 9,61 3,47 2,31 1,39 9,14 3,01 3,94 6,36 1,50 2,89 ¦: ' ¦ Таблица 17.33 Параметры соотношения A7.15) для Диффузии газов ¦ в твердых телах [1] Диффундирующий газ " н2 ;: Не ' \ NH3 Диффузионная [среда SiO2 SiO2 Пирекс Анальцим* г» С 200 500 20 500 20 500 — ?>„, Ш~6 смг/сек 3 8 3 0 ,5—13,7 ,3—14,5 ,5—7,9 ,64—5,2 1,3 5,5 0,0025 Q ккси/моль 10 5 8 11 1 5 7 48 Природный алюмосиликат. 4. Смирнов Б. М. Атомные столкновения и элементар- элементарные процессы в плазме. М., Атомиздат, 1968. 5. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Пер. ¦¦ с англ. Л., «Химия», 1971. 6. Bretsznajder S. Prediction of Transport and Other Physical Properties of Fluids. Warszawa, 1971. 7. Adda Y., Philibert J. La diffusion dans les solids. V. 2. i' Paris, Press Universitaires de France, 1966. ГЛАВА 18 ЭФФЕКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ АТОМОВ И ИОНОВ Понятия атомного и ионного радиусов в значитель- значительной мере условны. Межатомные расстояния и молеку- молекулярные диаметры всецело зависят от характера дей- действующих сил в конкретном физическом процессе, из которого определяются «размеры» атомов. Эффективные размеры атомов и молекул могут быть вычислены по коэффициентам диффузии и .вязкости, определены из расстояний, на которые сближаются атомы в молекулах и кристаллах; из индикатрис рассеяния молекулярных пучков и т. д. В табл. 18.1 значения, заимствованные кз работы [1], представляют собой деленные пополам межатомные расстояния в кристаллических структурах с координационным числом 12; из работы [2] —расстоя- —расстояния максимальной плотности заряда в нейтральном ато- атоме, а для ионов соответствующее расстояние измерено до точки, где радиальная плотность заряда падает до 10% своего максимального значения. Зарядность ионов указана в круглых скобках перед значением ионного радиуса. 301
?B н Не Li Be В N О Ne Na Mg Al Si Cl Ar К Ca Sc Ti Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Таблица 18.1 Атомные и ионные радиусы, А Атомный радиус ] 1,55[11; 113[1] 0,46[l]; 0,53[2] 1,07[3 1,61 [2 1,09[2 0,84[2 0,69[2; 0,63[2] ,[]; 0,91 [1]; 0,77[1]; О,56[2] 0,53[21 1,60A]; 189[1] 1,1[2] 2,05[2] 1,39[2] 118[2 0,95| 0,89 1,92| 2,361 1.97J 1,64 1,46 1,28| 1,39 1,39 1,39 1,02[2] 2] 2] 1]; 1,56[2] 1]; 2,8[2] 1]; 2,3[2] 1]; 2,0[2] 1]; П; 1]; 1]; 1] 1,05[2] 1,98A]; 2,48A]; 2.15 " 1,81 ,60! ,45] ,39 ,36| ,34 ,34 ,37 ,44 1,77[2] 3,1[2] 2,5[2] (Заряд нона) Ионный радиус (+1) 0,00; (—1) 1,36[1]; (-1) 2,02[2] (+),[]; (+1H,76[5] (+2H,34[1];(+2H,42[2] (+3H,20[1];(+3H,32[2] (+4H2[1]DJ6[1] )[]( (+4) 0,27[2]; 3I48[1]( (+)[] (—2I,36[1];(—2) 1,46[2] (+6) 0,09[4] AI29[21( (+),[] (+2H,74[1] (+3H,57[1];(+3H,62[2] (+4H,39[1]; (+4H,51 [2]; (-4J,71 [5] (—3I,86[1];(—3J,48[2]; (+5H,35[1] 2I82[1]( (+)[] (+2) 1,04[1] (+3H,83[1] (+2H78[1] +) (+4H +2H7 ] ,78[1]; ( H,64[1] 72[1]( +)[ ( (+6H,35[1] +2H91[1] ( (+),[]; (+),[] (+4H,52[1];(+7H,46[1 (+2H,80 [1];(+3H,67[Г (+2H,78[1];(+3H,64[1 <+2H,74[1]; (+3H,35[4 (+1H,98[1]; (+2H,80[1 (+2H.83 [1] (+3H,62[1] (+2H65[1] +),[]; ( (-4J,72[6] +3H69[1] ( +)[] ( (-3) 1,91[1] -2I,93[1];( (+6H,35[1] 1I96[11 +)[] +3H,97[1] 4H,82[1] 4H,67111; (+5) 0,66[11 4H,68[1];(+6H,65[1] (+4H,62[1] (+3H,75[1];(+4H,65[1] (+4H,64[1] (+1I,13[1]; (+2H,99[1] (+1I30[1] 1 3 Си is <§ 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 QQ ОО 87 88 89 90 91 92 93 94 95 н 1 gs I xS§| Sn Sb Те I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Та W Re Os Ir Pt Аи Hg Tl Pb Dj ol Fr Ra Ac Th Pa U NP Pu Am Продолж ение Атомный радиус 1,58[1]; 1,46[2] 1.6Ц1] i 1.71П 1,24 5 2,18 1 2,68 2,2M i 1,87 1 1,831 ,82 1 ,82 1 !) ; l,99[2] ; 3,4[2] ; 2,8[2] 1.8Ц1 2,O2[l ,79[1 ,77[1 ,77[1 ,76[1 1,75 1 1,74 1 1,93 1,74 ,59 1 ,46 1 5 l,40[l 1,37[1 1,35[1 1,35[1 ,38[1 ,44[1 l,60[ 1,71[1 1,75[1 i; i,8[2] ]; 1.8[2] ]; 1.8[2] ] ] l,O-6[l] 2,80[ 2,35[ 2,03[ 1.80[ 1,62[ 1,53[ l,50[ 1,62[ ] ] ] — (Заряд иона; (+2)l,02[l] (+4H,8C (+3H,90[I] табл. 18 .1 Ионный радиус ; (+4H,67A]; [2] ; (+5H,62A1; (—3J,08A1" (-2J,11A] ; (+4H,89A]; (+6H,56A] (—1) 2,20A H (- (- (- (- (- (- (- (- (- и -1I,65 1 -2) 1,38 1 ЬЗI,04 1 -3I,02 1 -3I,00 1 ЬЗ) 0,99 -3] 0,98 -3) 0,97 -3) 0,97 -3) 0,94 -3H,89A (+3) 0,88[ (+3) 0,86[ (+3) 0,85[ (+3) 0,85( (+3) 0,81[ (+3) 0,80( (+4) 0,82[ (+5) 0,66[ (+4H,68A (+6) 0,52( (+4) 0,65 <+4) 0,65 (+4) 0,64 (+1) 1,37 ]; (+7) 0,50A] ; (+2) 1,47B] ; (+4) 0,90A] ; (+4) 0,88A] ; (+4H,90F] |; (+4H,84F] ] ]; (+6H,65A] (+2) 1,12 1] (+1I,36A (+2I,26A (+3)I,^U[I (-3) 2,1 ]; (+3I,05A] ]; (+4H,76A] • / 1 С\С\ 74Г11- , (+5H,/4A], 3A] (+2) 1,44 1] (+3) 1,11 (- (- (- (- (- (- ЬЗ) 1,08 1 -3) 1,06 1 Г] ]; (+4H,95A 1; (Н -3I,04 1); И -3I,02 1 1; И -3) 1,01 1]; (Н -3) 1,00 1]; (- Ь4H,91 -4H,89 Ь4H,88 -4H,86 -4H,85 1 1 1 1 1 Таблица 18.2 Диаметры молекул [2. 3] Молекула н2 н2о N2 о2 со со2 Диаметр молеку» о лы, А 2,5—2,77 3,50 3,5 2,94—3,56 3,17—3,79 3,24—4,54 Молекула NO N2O NH3 СН4 а2 Диаметр моле- о кулы. А 3,4 4,0 3,0 3,24—4,30 3,55—5,86 302
Таблица Радиусы многоатомных нонов в растворах [4] 18.3 Ион НзО* CN" cic? нсоо- МпО4 NH+ о Радиус, А 1,35 1,92 2,36 1,58 2,40 1,43 Ион - 3 он- SCN" SH" sof о Радиус, А 1 89 1,53 1,95 2,00 2,30 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Справочник химика. Под ред. Б. П. Никольского. Т. 1. Изд. 3-е. Л., «Химия», 1971. 2. Аллеи К. У. Астрофизические величины. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., I960. 3. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химических величия. Пер. с аигл. Под ред. К. П. Яковлева. М., Физматгиз, 1962. 4. Краткий справочник по химии. Под ред. О. Д. Ку- рилеяко. Киев, «Наукова думка», 1965. 5. Мелвин-Хьюз Э. А. Физическая химия. Т. 1. Пер. с аигл. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 6. Дей М. К-, Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. Пер. с англ. М., «Химия», 1969.
IV. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ .., ГЛАВА 19 • ' ' •' . ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 19.1. ВВЕДЕНИЕ Высокая проводимость металлов связана с особен- особенностью их электронного спектра, в котором непосред- непосредственно над заполненными уровнями находятся уровни свободные. На рис. 19.1 показаны различные схемы Рис. 19.1. Схема зон для металлов: а, в — проводимость обусловлена неполным заполнением первой зо- зоны; б — проводимость обусловлена перекрытием полностью запол- заполненных первой и второй зон [1]; АА — верхняя граница первой зо- зоны; ВВ — дио второй зоны; горизонтальные линии — допустимые электронные уровни; штриховые — область заполненных уровней. энергетических зон, приводящие к проводимости ме- металла за счет неполного заполнения нижней зоны или перекрытия зон. Основные механизмы, приводящие к появлению ко- конечного сопротивления металлов, таковы: 1) взаимодей- взаимодействие электронов с фононами; 2) столкновения электро- электронов друг с другом; 3) взаимодействие электронов с при- примесными атомами и другими статическими дефектами кристаллической решетки. В магнитных металлах воз- возможно также дополнительное взаимодействие электронов (например, со спиновыми волнами). Первые два из перечисленных механизмов имеют место в идеальном кристалле и обусловливают так называемое идеальное сопротивление, которое обращается в нуль при Т = 0. Третий механизм является причиной остаточного со- сопротивления, которое может быть существенно различно для различных образцов одного и того же металла. При достаточно высоких (по сравнению с температу- температурой Дебая) температурах сопротивление определяется, как правило, фононным механизмом н увеличивается линейно с повышением температуры. В то же время целый ряд сплавов имеют весьма низкий или даже отри- отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Сопротивление металла при плавлении возрастает, если его плотность уменьшается, и (в редких случаях) падает, если плотность металла при плавлении увели- увеличивается. При низких температурах поведение сопротивления металлов весьма сложно. У некоторых металлов и сплавов обнаруживается явление сверхпроводимости. В этом разделе значительное место занимают ме- металлы и сплавы, находящие широкое применение. В некоторых случаях для этих материалов приводятся также и неэлектрические свойства, связанные с их элект- электротехническим применением. По той же причине вклю- включен в эту главу графит. 19.2. ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ В табл. 19.1 представлены значения удельного со- сопротивления и температурного коэффициента сопро- сопротивления чистых металлов, а также, в некоторых слу- случаях, отношение удельного сопротивления при темпе- температуре жидкого гелия к удельному сопротивлению при нормальных условиях, р4,2ок/р273°к, характеризующее достигнутую степень чистоты материала. В тех случаях, когда для данного металла приводятся более подробные данные, соответствующее указание дается в первом столбце таблицы. Металлы в таблице расположены в порядке возрастания массового числа. В тех многочисленных случаях, когда данные раз- различных авторов несколько отличались друг от друга, в таблицу включались только результаты, кажущиеся наиболее достоверными.
, и | 21S2, I I—, , —: и |—, , I—.-^ О 21S2 Sl^f4 ** 2LSL2L СО О s X V ч о с( о о. С ! I I I I I I I I II ! I I I ! 8 I I o" l II II I I S o" : I i I II I I I E IP °_ dp I 3 О CO coco ^T ЦЧ I ! CO in о in *•. II II S- II wj-wo 9_oi coScotM o S n ¦* о о n w m щ a <o to n -Tcoininooow $; coVt~-~od сою см*—" со" оГ CN 00 О О О О 00 t~. CN О О CO_CO 00 iO с ЮО > CNC I I I- > m 1Д1П g isoo cn"—"p f^c ' 1 CN Оэ О) О CN С s в s olli°§ 2°co§' о in CN CN I СО "co- cm CN ¦jQ CD lie <N OS I8. 1— 5 a s I I I s в Я" >s s в CN ^CN CN ¦* 21E2- 21E2, та er S та t-OI T I I? 2 I CN M II II 3 I II II II I I M CO CM oo in oo см" oo t^. 00 *— j in me» I со со" со 00 ^ 00 mo in to" to to „_0l oo . oo cn m cn O5 ¦* CO ¦* Smmcoooo — ¦* ¦ э — cn m - - ¦* m O —CNCNC300 COCO— CO ¦* oo'co —"oo" о о о in» о to * *— CN M o oo If MM ¦ S CN 2 CN O5 В . S о ¦- и бё :О5 5 oi
Металл Родий Палладий (см. табл. 19.7) Серебро (см. рнс. 19.19 и табл. 19.10) Кадмий (см. табл. 19.2) Индий Олово (см. табл. 19.2) Сурьма (см. табл. 19.2) Теллур Цезий Барий Продолжение табл г, °С — 160 -78 0 25 100 200 300 400 500 -258 -78 0 100 200 400 1400 —258 -78 0 100 200 400 —252,9 —200 — 100 0 20 100 300 400(ж.) 500 700 0 -184 — 78 0 20 91,45 200 225 235(ж.) 750 -190 0 20 8бО(ж.) 19,6 -187 0 20 27 30(ж.) 0 20 5 1 1 О- 0,70 3,1 4,3 4,9 6,26 8,2 10,3 12,5 14,7 0,0950 7,048 9,1 14,0 17,4 24,3 49,5 0,00793 1,04 1,468 2,0696 2,6854 3,979 0,17 1,66 4,8 6,73 7,4 9,82 6,50 3,70 5,12 5,78 8,2 3,4 8,8 10,1 < 12,8 18,2 20,3 22,0 47,6 61,22 10,5 32,1 41,7 20 2-106 5,25 19 21 22,2 36,6 36 50 - ? — 4,57 — — —. — — 3,79 — — — — 4,033 — — — — — 4,26 4,3 — — — — — 5,1 — 4,63 4,2 — — . — — — 5,1 — — — 5,0 4,8 — 6,1 СО & О- — — _ — — 0,0105 — — — — 0,0054 — — — — — ,9-Ю-4 — — — / — — — — 0,0039 0,00079 — — _ — _ — — — — — — — . 19.1 ура Литерат [Щ 9 Щ Щ 9 Щ Щ 91 т [9] [9] [9] Г9] 19 Г9] [9] [9] И |9] [9] Г91 [91 [2, 4] 2] 2] 4 3 2 * 2 2 2 2 D] 2, 4] 21 4] 31 2 2 2 2 2 [2] [4] [2] [2] [2] [2] 2, 4] [2]* [2] [21 [41 [3] Металл Лантан Церий Празеодим \ Неодим Самарий Европий Гадолиний Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний (см. табл. 19.2) Тантал Вольфрам (см. табл. 19.2, 19.13, 19.15, 19.16) Рений (см. табл. 19.14— 19.16) Осмий Продолжен г, сс 25(а) 560(й 890(Т) —249(«) 25(Т) 770F) 25(а) 82О(C) 25(а) 890© 25(а) 25 25(а) 25 25 25 25 25(а) 25 0 0 — 183 ось [100]) — 183 ось [111]) -78,5 ось [100]) -78,5 ось [111]) 0 20 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 0 20 25 100 | О О- 56,8 98 126 34 75,3 123 68 " 137 64,3 137 88 81,3 140,5 56 87 107 79 27 79 26,5 12,4 0,892 0,848 3,22 3,17 4,89 5,5 6,85 ,74 ,4 Г2.19 4,13 7,2 31,4 8,9 8,75 9,5 9,66 2,43 - 1 "в|"а * -14 _ — — — — — . — — — — — — — — — — — 4,4 3,6 — 4,83 4,6 . — 3,1 4,2 4,2 — — ие табл. 19. 1 ^ " % 5 о. ь — — — — — — — — — — — — 0,0947 — — — — _ — а а н [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [4] [4] [6] [6] [6] Г6] 4] з 6] 6] 6] 6] 6] 6] 6] [4] [Щ [3] [Щ [Щ 306
Металл Иридий Платина (см. табл. 19.18) Золото Ртуть (см. табл. 19.2, 19.3) П т. °с — 192 —78 0 20 100 200 300 400 500 -258 -78 0 100 200 400 800 1200 1500 -258 -192 —78 0 100 200 300 400 500 1000 1500(ж.) —258 — 183,5 —50,3 -45,5 —39,2 -36,1(ж.) 0 20 50 100 200 300 350 родолжение ¦ко 1 1.375 4,232 4,85 5,3 6,75 8,71 10,72 12,76 14,89 0,0618 6,7297 9,81 13,65 17,38 24,50 37,34 48,34 55,38 0.014 0.4904 1,4392 2,065 2,8873 3,735 4.615 5,534 6,62 12,54 37.0 0,0188 6,97 12,3 21,2 25,5 80,6 94,7 95,8 98,5 103,25 114,27 127,0 135,5 - 1 ¦ф! -|4 _ — — 4,9 . _ — _ 3,927 _ — — — . — — 4,5 — — — — — — — 0,002 — — — — — — 0,89 — — т аб л СО й О- —¦ — — — — — 0,0063 — — — — — — — — 0,0068 — . . — — — — — — — — . 19.1 1 Литерат 14 т [3] [9 [9 [9 [9 [9 [91 [91 [9, 4] [9] [9 [9 [9 [9 (9 [9] (9] 19] [9] [9] [9] [9] 19] (91 (9] [9] [4] [2] [2] [4] [2] [2] [2] [2, 3] [21 [2] [2] [2] [21 Металл Таллий Свинец Висмут (см. табл. 19.2) Торий Уран (см рис. 19.20 и табл. 19.19) Плутоний (см. рис. 19.21) П т. °с — 183 —78 0 0 —252,9 —203 — 192,8 -103 0 20 100 200 319 333(ж.) 400 600 800 —200 — 100 0 20 100 200 300(ж.) 500 700 0 20 20—1800 20 0 родолжение i О- 4,08 11,8 17,6 15 0,59 4,42 5,22 11,8 19,3 20,6 27,8 38,0 50 95,0. 98,3 107,2 116,2 34,8 75,6 107 116 156,5 214 128,9 139,9 150,8 19,1 18,62 — 29 160 -к 8. •и Но *> -14 5,2 — — — 4,22 3,36 — — — — — — — 4,45 4,2 — — — — — 3,3 2,3 2,1 3,4 —2,9/ табл ¦XL СО — — — — — — — — — 0,017 — — 0,5445 . 19.1 а [2]* [2] [2] [4, 3] 121 [21 [21 [2] 14] [3] [2] [2] [2] И [21 [2] [21 [2] [2] [41 [3] [2] [2] [2] [2] [21 14] [3] [2] 13] 141 • Работа Г2]". изл. 1946 г. 307
Таблица 19.2 Удельное сопротивление для анизотропных металлических кристаллов [4,6] Металл Бериллий Магний Цинк Галлий Мышьяк Кадмий Олово Сурьма Гафннй Вольфрам Ртуть Висмут Г. °С 0 0 0 20 0 0 0 0 0 — 183 —78,5 -45,5 0 Кристаллическая структура Гексагональная » » Ромбическая Гексагональная » Тетрагональная ! Ромбическая Гексагональная Кубическая » Ромбическая » р.. , 10~в ом-см 3,58 3,5 5,59 55,5 26 7,73 9,09 26,3 32,7 0,892 (ось [100]) 3,22 (ось [100]) 17,8 127 р , 10~в ом-см 3,12 4,22 5,39 17,3 23,8 6,35 13,08 36,0 32,0 0,843 (ось [III]) 3,17 (ось [III]) 23,5 99 РИ 0,88 1,21 0,96 0,31 0,92 0,87 1,46 1,37 0,98 0,945 0,985 1,32 0,78 Изменение сопротивления при плавлении При плавлении проводимость большинства металлов падает; у тех металлов, объем которых уменьшается при плавлении (висмут, сурьма, галлнй), проводимость возрастает [1] (см. рис. 19.2, табл. 19.3.). Таблица 19.3 1,40 1,30 1,10 1,00 Ид К NaAg I / / / / /7 ¦ ш W ч Аи Си 1 / 1 А Cd Zn WfiT In / Sn // 1,00 1,50 2,00 T/Tn/ Рис. 19.2. Зависимость относительного удельного сопротивления различных жидких металлов р г /рт от Т/Тпл [4] (пунктир—экстраполяция). "" Изменение относительного сопротивления некоторых металлов при плавлении [4] Металл Литий Натрий Магний Алюминий Калий Железо Медь Цинк Галлий Рубидий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Цезий Золото Ртуть Свинец Висмут Гпл- °К 453 370 924 934 337 1808 1357 693 303 312 1234 594 388 505 904 722 303 1336 234 601 544 Рж /Ртв 1,68 1,46 1,63 1,82A,64) [7] 1,55 1,09 2,07 2,11 0,47 [1] 1,61 1,9 1,89 2,12 2,11 0,71 2,00 1,66 2,28 3,36 1,98 0,47 Проводимость жидких металлов Натрий [8] Удельное сопротивление твердого натрия в интервале температур от 20 до 97,83°С дается формулой р = D,477 + 0,1932Г— 0.00004Г2)-10^ ом-см; удельное сопротивление жидкого натрия р = F,225 + 0,03457)- 10-е Ом-см. Здесь Т — температура, °С. 308
Таблица 19.4 Удельное сопротивление натрия Таблица 19.7 г, °с — 180 —75 0 20 40 60 80 97,83 (тв.) 97,83 (ж.) р. 10~6 ом-см. 1,0 2,8 4,477 4,879 5,314 5,780 6,279 6,750 9,600 Г, °С 120 , 140 180 200 260 300 360 400 р, Ю см-см 10,365 11,055 12,435 13,125 15,195 16,575 18,645 20,025 Калий, сплав натрий — калий Таблица 19.5 Зависимость удельного сопротивления жидкого калия от температуры Т, °С КГ* ом-см 64 13,46 100 15,49 150 18,7 200 250 21,825,028,2 300 350 31,4 Таблица 19.6 Зависимость удельного сопротивления сплавов натрия и калия, ИГ6 ом-см, от температуры г, °с 100 200 300 400 500 600 700 800 Массовое 56,5 41,61 47,23 54,33 62,21 69,37 78,29 88,23 99,68 содержание калия, % 78 45,63 51,33 58,58 65,65 73,48 82,61 91,76 104,51 80 41,4 *» 51,4 58,8 67,3 77,3 89,3 " 19.3. ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОВ Проводимость металлов, как правило, увеличивается при приложении к ним внешнего гидростатического дав- давления. Коэффициент Е. максимален у щелочных ме- Р dp таллов, имеющих также и максимальную сжимаемость. Вместе с тем этот коэффициент очень сильно изменяет- изменяется от элемента к элементу, а зависимость р «= f(p) в изученном интервале давлений (до 100—120 кбар) далеко не всегда монотонна. У ряда элементов на кри- кривой р = /(р) обнаруживаются скачки, используемые в физике высоких давлений в качестве реперных точек давления (табл. 19.7, рис. 19.3). 1 Значения коэффициента —, 10~* см*/кГ, Р dp для различных металлов при их гидростатическом сжатии Металл Литий Бериллий Натрий Магний Алюминий Калий Кальций Титан Хром Железо Кобальт Никель Медь Цинк ||* Цинк _L* Рубидий2* Стронций Цирконий Ниобий Молибден Родий Палладий Серебро Индий Олово ||3* Олово J.3* Сурьма** Барий5* Церий 6* Празеодим Неодим Тантал Вольфрам Иридий Платина Золото Ртуть (ж.O* Ртуть (тв.) Свинец Висмут8* Уран т, °к .. 303 298 303 298 301 303 303 296 298 303 297 298 303 303 303 303 303 299 297 300 299 .299 303 296 303 303 303 303 297 297 297 302 302 296 296 303 303 303 303 303 -293 Давление, кбар 0 —7,00 1,77 58,8 5,40 4,29 134,4 —9,48 1,19 22,2 2,42 0,96 1,77 1,92 9,68 5,28 154,0 -45,6 0,32 1,40 1,31 1,65 2,10 3,48 1,25 10,0 9,24 —9,84 7,2 —4,1 1,36 1,57 1,62 1,33 1,39 1,92 3,02 23,1 — 13,7 — 14,8 4,88 •0 -7,52 1,63 23,6 4,67 4,06 30,0 — 12,2 1,12 17,3 2,26 0,90 1,82 1,80 8,76 4,40 14,4 —59,0 0,33 1,37 1,29 1,62 2,04 3,28 1,09 9,0 8,26 — 14,8 1,2 1,20 1,32 1,62 1,31 1,37 1,88 2,84 17,0 11,6 — 18,5 4,56 30 —9,00 1,46 4,04 3,81 3,6 0,88 —20,7 1,02 8,96 1,90 0,80 1,73 2,42 6,72 2,84 —28,8 — 118,8 0,22 1,30 1,24 1,56 1,93 г 2,60 0,85 6,1 5,61 ~-2,80 — 13,6 ,6 ,02 ,03 ,55 ,25 ,33 .78 2^4 12,0 6,96 4 1,10 • Монокристалл. Угол между главной осью н продольной осью образца 17° для 1| и 87° для j_. 2* Минимум 1. при р — 1,5-10* кГ/см2. р йТ 3* Как для Zn. но углы 17 и 82° соответственно. ** Монокристалл. Угол между главной и продольной осями 1 йо образца 41°. Максимум — —— при р = 31 кбар. Р dP 6* Скачок — —— при р = 1,7-10* кГ/смг. Р dp t в* Переход прн E-МО) кбар, сопровождающийся скачком Р (р)/Р @) от 1,027 до 0,582. г* Затвердевает при р= 13,5 кбар. \ " Монокристалл. Угол между главной н продольной осями образца 78°. р(р)/р(О) уменьшается от 1,5 до 0,24 при р=24,7 кбар, затем увеличивается до 0,62 прн р = 26,2 кбар. 309
Rp/Ro 4 6 P, 10*кГ/смг a Р,10*кГ/см2 ' S TL 10 2 4,6. 8 Р, 10*кГ/смг в 10 Cs Sr - z ¦J- — Ca / ' 1 n— ===== Rb Ba Sr Li Be К Na 4 4. 6> P. 104кГ/смг 10 19.4. СВЕРХПРОВОДНИКИ Рис. 19.3. Влияние давления на относительное со- сопротивление металлов [4]. Большинство веществ, обладающих свойством сверх- сверхпроводимости, является так называемыми сверхпро- сверхпроводниками первого рода или мягкими сверхпроводни- сверхпроводниками [10]. Слабое магнитное поле в них не проникает за исключением тонкого поверхностного слоя ~1000А. Когда магнитное поле превышает критическое значе- значение (несколько сот гаусс), оно скачком проникает внутрь образца, который теряет сверхпроводимость. Ток в сверхпроводниках первого рода течет лишь по тонкому поверхностному слою. Для сверхпроводников второго рода характерно то, что магнитный поток проникает в них, образуя мно- множество нитей, пронизывающих диамагнитную сверх- сверхпроводящую массу [11]. __ ___ .___ Для сверхпроводников первого рода в табл. 19.8 (для чистых металлов) и 19.9 (для сплавов и соедине- соединений) дается температура перехода в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводники второго рода характери- характеризуются прежде всего зависимостью максимальной плот- плотности тока от магнитного поля (при Т = 4,2° К). Эта зависимость кроме состава соединения определяется также и технологией его обработки. На рис. 19.4—19.6 представлен ряд таких зависимостей. Критическая температура для хорошо изученных сверхпроводников второго рода составляет: NbeSn 18,05° К; сплав Nb + 25% Zr 11° К; сплав Zr + Ti ~ 8° К- 310
Таблица 19.8 Относительное удельное сопротивление при низких температурах и температура перехода в сверхпроводящее состояние Г, для металлов-сверх- металлов-сверхпроводников [4] Металл Алюминий Титан Ванадий Цинк Галлий Цирконий Ниобий Технеций * Кадмий Индий Олово Лантан Гафний Тантал Рений 2* Ртуть Свинец Г, °К 77,7 20,4 4,2 77,6 20,5 4,2 77,6 20,4 83,7 20,4 4,2 4,2 77,7 20,5 4,2 77,7 20,3 — 82,5 20,4 4,2 77,8 20,5 4,2 80 20,4 4,2 — 78,19 20,3 4,2 77,6 20,4 77,6 20,4 4.5 — 77,8 20,4 4,2 73,1 20,5 Р/Р273° К 0,1008 0,0075 0,0065 0,318 0,218 0,215 0,9674 0,9540 0,2351 0,0087 0.0018 0,0025 0,1971 0,0444 0,0421 0,499 0,338 — 0,2617 0,0220 1,9-10~4 0,2177 0,' 256 0,0039 0,2126 0,0120 0,00079 — 0,2626 0,1000 0,0947 0,2037 0,0140 0,2037 0,0140 0,0099 — 0,2820 0,0642 0,0020 0,2321 0,0301 г,, «к 1.14 1,81 4,3 0,79 1,07 0,7 9,22 8,22 0,54 3,37 3,69 4,71 0,35 4,38 4,38 0.9 4,12 7,26 Металл Висмут 3* Торий Уран Продолжение Г, °К — 77,9 20,4 4,2 77,8 20,4 4,2 Р/Р273°К — 0,245 0,031 0,017 0,6844 0,5867 0,5445 табл. 19.8 4,2 1,32 1.2 • По данным [20]. 2* По данным [7]. °* При р = 24,7 кбар [21]. Таблица 19.9 Температура перехода в сверхпроводящее состояние Т$ для некоторых соединений — сверхпроводников первого рода [4]. Соединения расположены в порядке убывания Ts Соединение NbN NbH NbC ТаС ZrN МоС Pb6Na2 Pb2Au Tl3Bie Tl,Sb2 TaSi we Sn2Sb2 SnSb rs,°K 15 13 10,5 9,5 9,5 7,6—8,3 7,2 7,0 6,4 5,2 4,4 2,5—4,2 4,0 3,9 Соединение Tl2Hg6 PbTl2 w2c MoC VN ZrB Sn2Au Sn4Au ZrC Au2Bi CuS TiN TiC rs.°K 3,8 3,8 2,0—3,5 2,0—3,2 1,5—3,2 3 2,5—2,75 2,5—2,75 2,3 1,7 1,6 1,2 1 311
80 60 40 1 i 1 114 S^ "^ 0 20 40Н,КЭ О a 1,5 \ A -^ \ \ i \ \t\ \\ \ \i\ \ V \ч \ \ > \ \ \ 4 4 \ 0,5 - °U0 160 180 200 220 240 H,K3 Рис. 19.6. Критические токи некоторых образцов соединений NbeSn и Уз Ga [12]: / — Nb3Sn «многопроволочные» образцы; отжиг при 950°С в течение 20 ч; 2 — то же, при 800°С в течение 20 ч; S— V3Ga, поверхностный слой, отжиг при 1200°С в течение 10 ч; 4— V3Ga, «проволока» Кюнц- лера» отжиг при 1485°С в течение 2 ч; 5 — то же при 1440°С в течение 2 ч. Рис. 19.4. Зависимость критических токов для холод- нодеформированного (а) и термообработа иного (б) об- образцов проволоки из сплава Nb 4- 25% Zr от напря- напряженности магнитного поля и температуры [12]. I 10е 10" ч 2 ч 4 30 60 90 120 150 Рис. 19.5. Максимальная плотность тока /макс сверхпроводящих материалов как функ- функция внешнего магнитного поля (Т = 4,2° К) [11]: / — соединение ниобий — олово; 2 — сплав ниобий — ти- титан; 3 — сплав ниобий — цирконий. 19.5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (РИС. 19.7—19.21) J5- J0 25 ~—' с S У \ с г н I I D -200 0 200 400 600 800Т,°С Рис. 19.7. Зависимость удельного сопротив- сопротивления бериллия от температуры [16]. 28 24 12 \ о ч н и W а б уст- ¦ и—«* 400 8оо: 1200 1600 т,°с Рис. 19.8. Зависимость удельного сопротивле- сопротивления электродного графита от температуры [18] поперек (а) и вдоль (б) направления прессования. 312
20 ¦о—- — — "вг- Тг- -9- Тг се --о -¦о. 30 15 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 T°C Рис. 19.9. Зависимость удельного сопротивления угольного материала из нефтяного кокса выше тем- температуры отжига от температуры [18]. 38 35 34 V \Мп \ \ V — Ni *- "--^ / ч О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Содержание примеси, % Рис. 19.10. Зависимость проводимости отожженного алюминия от содержания различных примесей [7J. «Р* 10 А ы g 1 —-- ям"" Л" >^ .—— — < л/ .—¦ — — р ^* , ^ — . • 10 0 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 Содержание примеси,X Рис. 19.12. Зависимость удельного сопротивления стали от содержания примесей [7]. Щ 1,0 0,6 0,4 /у А п I I I I \вс 200 400 600 800 WOO T,°K Ь 0 4 2 / / - А ( Рис. 19.13. Зависимость относительного со- сопротивления никеля и палладия от темпе- температуры. Сопротивление нормировано на точ- точку Кюри для никеля F31 °К) [4]. 2000 ^ч 1000 500 -too о 200 400 Т,°С О У > 1 Q ¦¦ о i 200 300 400 500 600 700 Т°К Рис. 19.11. Зависимость удельного сопротивления алюминия от температу- температуры [7]. Рис' 19.14. Зависимость температурного коэф- коэффициента сопротивления никеля от темпера- температуры [4]. 313
1 2 Содержание примеси, % Рис. 19.15. Зависимость температурного коэффициента сопротивления электролитического никеля (содержа- (содержащего 0,1% Mg) от содержания примесей [7]. 0,2 0,4 0,6 0,8 Массовое содержание,% 1,0 Рис. 19.16. Относительная проводимость бинарных мед- медных сплавов как функция массового содержания второ- второго компонента [7]. к ю Rh 2 4 0 Pd ¦Ag Л Sb Sn In Id- / ^o—о—Аи Pt/S i/ Al ^& 0 2 4 0 2 4 Атомное содержание второго компонента,% Рис. 19.17. Удельное сопротивление бинарных мед- медных сплавов при 273° К как функция атомного со- содержания второго компонента [4]. Таблица 19.10 Зависимость удельного сопротивления серебра от температуры [9] г. °с —258 —192 —160 —78 0 1 0 200 300 р, !0~" ом-см 0,00793 0,304 0,56 1,04 1,468 2,0696 2,6854 3,321 Г. СС 400 500 1000(ж.) 1100 1200 1300 1400 р, !0~' ом-см 3,979 4,651 19,22 20,48 21,67 22,79 23,80 25 20 10 400 800 1200 Т°С Рис. 19.18. Зависимость удельного сопротив- сопротивления меди от температуры [7]. 314
10 f' AS i вч1 к l.Sb /¦ In Си Sn Pt Cd "All Таблица 19.11 Электрические свойства отрезка (длиной 1 см и диаметром 1 см) бесковечной молибденовой нити [7]* Обозначения: R — сопротивление; W — мощность нака- накала; U — напряжение; / — ток. О 1 2 S Атомное содержание примеси, % Рис. 19.19. Влияние примесей на удель- удельное сопротивление серебра [7]. Г, СК 273 300 400 1000 1200 140^ 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 2895 И. 10-» ом 6,85 . 7,36 10,36 30,4 36,9 44,6 52,4 59,8 69,6 75,4 83,3 91,8 99,8 103,4 W, вт 1,73 4,5 10,0 19,8 35,5 60,3 96,5 147,8 218,5 304,0 364,4 U, КГ3 в 7,24 12,9 21,1 32,2 46,1 64,8 85,2 111,0 141,4 174,0 194,0 I, a 248,5 349,0 473,0 614,0 772,0 816,0 1130,0 1330,0 1547,0 1745,0 1875,0 Рг'Ро * Нить бесконечна в смысле отсутствия продольного тештоотвода. При пересчете к диаметру d (см) R делится _на d2, W умножается иа d, U делится иа Yd, I умножается на Yd3. Таблица 19.12 Электрические свойства отрезка (длиной 1 см и диаметром 1 см) бесконечной танталовой нити [7]* Обозначения: Т — истинная температура; R — сопротив- сопротивление; W — мощность накала; / — ток; /ч — ток эмиссии. Рис. 19.20. Зависимость относительного удель- удельного сопротивлеиня ураиа от температуры [15]. Z73 473 673 т. °к 300 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3269 R, 10-" ом 17,65 56,2 60,2 64,8 69,7 74,0 79,3 83,7 88,1 92,2 96,4 100,3 104,3 108,3 112,4 116,2 120,1 124,0 127,6 131,0 134,5 138,5 142,0 145,0 147,0 W, era 2,495 3,87 5,78 8,58 12,42 17,2 23,3 31,7 41,7 53,8 68,0 85,2 107,5 132,9 161,3 196,2 236,8 282,8 332,0 387,0 454,0 526,0 611,0 674,0 и 0 0 0 0 0 0 0 о, о, о, о, 0, 0, о, о, о, 0, о, о, 0, о, 0, 0, 0, , в _ 0118 0152 0193 0244 0304 0368 0438 0527 0617 0716 0821 0936 1072 1212 1357 1522 1699 1880 2064 2257 2479 2700 2940 3110 1. а _ 211 254 299 352 408 469 528 602 676 751 828 910 1002 1095 1189 1288 1394 1502 1606 1715 1830 1948 2075 2164 4,4 3,14- 1,57- 6,28- 2,8- 8,8- 2,7- 7,85- 2, 4, а/см ю-» 10~4 ю-3 1С"-» 10-2 10-2 ш-1 10-1 04 4 Рис. 19.21. Зависимость сопротивления плутония от температуры [4]. • См. сноску в табл. 19.11. 315
Таблица 19.13 Свойства отрезка (длиной 1 см и диаметром 1 см) бесконечной вольфрамовой нити [6,7]* Обозначение: Тя — яркостная температура (остальные обозначения см. в табл. 19.12) Продолжение табл.19.13 т. °к 273 293 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 тя.°к 966 1058 1149 1240 1330 1420 1509 1597 1684 1771 . 1857 1943 2026 2109 2192 2274 2356 2437 2516 2595 R. Ю-6 ом 6,37 6,99 7,20 10,26 13,45 16,85 20,49 24,19 27,94 31,74 35,58 39,46 43,40 47,37 51,40 55,46 59,58 63,74 67,94 72,19 76,49 80,83 85,22 89,65 94,13 98,66 103,22 107,85 112,51 W, em — 0,0062 0,0305 0,0954 0,240 0,530 1,041 1,891 3,223 5,210 8,060 12,01 17,33 24,32 33,28 44,54 58,45 75,37 95,69 119,8 148,2 181,2 219,3 263,0 312,7 368,9 432,4 V, Ю-а в — 0,253 0,64 1,268 2,218 3,581 5,393 7,749 10,71 14,34 18,70 23,85 29,85 36,73 44,52 53,28 63,02 73,75 85,57 98,40 112,4 127,5 143,6 161,1 179,7 199,5 220,6 1, а — 24,67 47,62 75,25 108,2 148,0 193,1 244,1 301,0 363,4 430,9 503,5 580,6 662,2 747,3 836,0 927,4 1022 1119 1217 1310 1422 1526 1632 1741 1849 1961 \, а/см*2 — — — — ¦ 3,36-10-16 4,77-10-13 3,06- КГ" 1,01-10-» 2,08- К)"8 • 2,87-10-' 2,91 -1<Гв 2,22-10-6 1,4-1О 7,15-КГ4 3,15-Ю-3 7,23-10-2 4,17-10-2 '1,28-10-1 0,364 0,935 2,25 5,12 11,11 22,95 Т, "К 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3655 гя, «к 2673 2750 2827 2903 2978 3053 3165 R, 10-« ом 117,21 121,95 126,76 131,60 136,49 141,42 146,40 149,15 W. em 503,5 583,0 671,5 769,7 878,3 998,0 ИЗО 1202 и, ю-3 в 243,0 266,7 291,7 318,3 346,2 375,7 406,7 423,4 /, а 2072 2187 2301 2418 2537 2657 2777 2838 44,4 83,0 150,2 265,2 446,0 732,0 1173 1505 • См. сноску в табл. 19.11. " 1Э нормировано в таблице на единицу длины нитн диаметром 1см, а не площади. Таблица 19.14 Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления р др/дТ рения [17] т, °с —253 —200 — 100 0 20 100 300 500 700 р, ю-» ом-см 0,015 2,3 10 17,5 19,3 25,4 40,0 52,0 63,0 р-' др/дТ КГ3 град-' — — — — 3,95 3,83 3,58 3,33 т. °С 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 р, 10-" ом-см 72,5 80,5 87,0 93,0 98,5 103,0 106,5 109,0 р-1 df/dT 10 град-1 3,13 2,94 2,78 2,58 2,44 2,31 2,17 2,04 -. , - Таблица 19.15 Зависимость удельного сопротивления р сплавов вольфрама и рения от температуры [17] в сплаве, % ние Re одержа и 4,75 21 27' * Т, °К р, 1(Гв ом-си Т, "К р, 10~* ом-см 1 ' Т, °К р, 10~6 ом-см 300 10,4 300 24.2 1400 67,3 630 20,4 550 34,0 1600 73,9 850 27,3 810 42,0 1800 79,9 1020 32,4 980 47,0 2000 85,7 1160 36,7 1120 51,6 2400 91,1 1270 40,0 1250 54,6 2600 96,8 1370 43,2 1360 57,4 2800 102,8 1465 45,9 1460 59,8 3000 109,2 1540 48,5 1540 62,6 — — — — 1610 64,4 — —
Таблица 19.16 Зависимость удельного сопротивления р сплавов вольфрама и рения при 20°С от содержания Re [17] Содержание Re в спла- сплаве, % р, 10~в ом-см 0 6,7 1 7,7 3 9,7 5 12,7 7 14,0 10 18,8 20 25,0 Таблица 19.17 Зависимость удельного сопротивления р палладия от температуры [9] г. °с -258 —192 —78 0 100 200 300 400 р, 10-» ом-см 0,09503 2,0131 7,048 9,1 14,0 17,4 21,0 24,3 ' т, °с 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 р, 10~в ом-см 27,4 30,4 33,2 35,6 37,9 40,0 44,8 49,5 Таблица 19.18 Зависимость удельного сопротивления плативы от температуры [5, 9] т. °с —258 —192 —78 0 100 200 300 400 500 600 р, I0-" ом-см 0,0618 2,0902 6,7297 9,81 13,65 17,38 21,00 24,50 27,88 31,15 т. °с 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 р, 10~° ом-см 34,30 37,34 40,27 43,07 45,76 48,34 50,80 53,15 55,38 Таблица 19.19 Зависимость относительного удельного сопротивлении р/Ро урана от температуры [15]* Т, °С 0 90 254,7 375 447,8 602,8 667,5 Р/Ро 1,00 1,1307 1,3966 1,5212 1,6218 1,7195 1,7413 Т, °С 684,1 714,6 750,2 776,5 800,8 852,2 958,9 1001,1 р/р« 1,6733 1,6790 1,6821 1,6865 1,6471 1,6644 1,6993 1,7189 * Удельное сопротивление отожженного электролитического ура- урана при 0°С р = 26,4-10-« омсм [15] . 19.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЕЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СПЛАВОВ Электротехнические сплавы применяются для изго- изготовления образцовых сопротивлений, электротехничес- электротехнических приборов, реостатов, электронагревательных прибо- приборов и термопар. Таблица 19.20 Химический состав и иазиачеиие электротехнических сплавов [7,22] Название сплава Алюмель Хромель Т Хромель К Копель Константан Марка НМцАК2-2-1 НХ 9,5 НХ 9 МнМц 43-0,5 МнМц 40—1,5 Химический состав, % Мп 1,8—2,2; А1 1,8—2,5 Si 0,85—2; Ni+Co—остальное Сг 9—10; Ni+Co —остальное Сг 8,5—9,5; Ni+Co — остальное Ni + Со 42,5 — 44; Мп 0,1—1; Си — остальное № + Со 39—41; Мп 1—2; Си — остальное Назначение Для термопар » » Для компенсационных прово- проводов Для термопар и компенсаци- компенсационных проводов Для электротехнических целен 317
Продолжение табл. 19.20 Название сплава Манганин Нихром — Хромоалюмиииевый Марка МиМц 3-12 МнМц АЖЗ-12-0,3-0,3 Х15 Н60 Х20 Н80 Х20Н80Т Х20Н80ТЗ Х13Ю4 ОХ25Ю5 Химический состав, % Мп 11,5 — 13,5; № + Со 2,5 — 3,5 Ni 2,5—3,5; Мп 11,5—13,5; А1 0,2—0,4; Рг 0,2—0,5; Си — остальное № 55—61; Сг 15 — 18; Fe — остальное Ni 75—78: Сг 20—23 Ni > 75; Сг 19—23; Ti до 0.4 Q 19—23; Ti 2,0—2,9; Al 0,4—1,1; Ni—остальное Сг 12—15; Al 3,5—5.5; Fe — остальное Cr 23—27; Al 4,5—6,5: Fe — остальное Назначение Для измерител ьиых приборов Проволока и лента для нагре- нагревательных приборов до 1000 °С То же до 1100 °С До 1100 °С До 1150 °С Для бытовых приборов и ре- реостатов яо 850°С Для нагревательных элемен- элементов больших электропечей до 1200 С Маигаиии — основной сплав для изготовления образцовых сопротивлений. Отличается малым (пере- (переходящим вблизи 20°С через 0) температурным коэффи- коэффициентом сопротивления и малой термо-э. д. с. по отно- отношению к меди. В зависимости от технологии термооб- термообработки изготовляется мангаиии марок ММ и МТ (рис. 19.22) (мягкий и твердый). ляции между витками вплоть до 500°С. По состоянию металл бывает мягкий (м.) и твердый (тв.). Плотность константана — 8,9 г/см3, удельное сопротивление 45—52-10-е ом-см (рис. 19.23). -200 -100 100 200 Т,°С Рис. 19.22. Зависимость относительного со- сопротивления (/) и температурного коэффици- коэффициента сопротивления B) манганина от темпе- температуры [7]. Электрические свойства манганина при 20°С [7) Плотность, г/см9 . . . 8,4 Удельное сопротивление, 10"* ом-см . . 47—48 Температурный коэффициент удельного сопротивления . . ± C—6)-10~в Термо-э.д.с. относительно меди, мкв/град 1 Коистаитан — медио-иикелевый сплав, обладав! способностью образовывать прочную оксидную пленку, что позволяет использовать его без специальной изо- 20 40 60 80 N1 Си 80 60 40 20 0 Содержание компонентов,^, Рис. 19.23. Зависимости удельного сопро- сопротивления (/) и температурного коэффи- коэффициента сопротивления B) медно-иике- левых сплавов от содержания компонентов [71. 318
Удельное сопротивление проволок из термопариых сплавов при температуре 20 °С, 10~в ом-см Хромель 66 + 5 Алюмель 305 + 45 Копель 465 + 25 Таблица 19.21 Электрические и тепловые свойства жаростойких сплавов [7] Сплав X15H60 X20H80 X20H80T X20H80T3 Х13ЮЧ ОХ25Ю5 ПО 111 111 127 126 140 a 15-105 5-10-Б о 1,10 1,03 1,026 1,02 Работоспособность, ч @=0,4 мм) 1000 О 200 400 30 100 10 19.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА И МЕДИ Таблица 19.22 Удельное сопротивление чугуна и составляющих его компонентов [14] Сорт (компо- (компонент) чугуна .... р,10~в ОМ-СМ Чугун ¦а S 80 + 40 50+20 70+20 Компонент чугуна 10,4 20 140 150- 300 Таблица 19.23 Удельное сопротивление нержавеющих сталей [13] Марка стали р, 10~еОМ-СМ 5,76,5 Six СО СО СО 7,5 8,0 10,2 S ? 9,5 7,5 IU ВО \ / А н > 1JH у 2 3 Содержание Si, % 7 6 5 % Рис. 19.24. Зависимость удельного сопротивле- сопротивления и температурного коэффициента сопротивле- сопротивления от содержания кремния в электротехничес- электротехнической стали [7]. Таблица 19.24 Проводимость проводниковых бронз [7,22] Сплав Кадмиевая бронза @,9% Cd*) Бронза оловянистая @,8% Cd, 0,6% Sn) Бронза алюминиевая B,5% А1, 2% Sn) Бериллиевая бронза B,25% Be) Бронза фосфористая G% Sn, 0,1% Р) Медь хромистая @,5% Сг) Состояние Отожженная Твердотянутая Отожженная Твердотянутая Отожженная Твердотянутая Отожженная Состаренная при 350°С Отожженная Твердотянутая Состаренная Проводимость, %, по отно- отношению к меди 95 83—90 55—60 50-55 15—18 15—18 17 30 10-15 10—15 80-85 11 Остальное у всех бронз — медь. Таблица 19.25 Электрические свойства латуней различиых марок [7] Сплав Томпак Латуиь Латуиь железисто- марганцовистая Латуиь марганцови- марганцовистая Латунь свинцовистая Марка, химический состав, % (медь — остальное) Л-96, Zn 4 Л-62, Zn 38 ЛЖМц 59-1,1 Fell, Мп 0,8 7п ЭД ЛМц 58-2 Мп 2; Zn 40 ЛС 59-1 Pb I: Zn 40 V 1 1 4,3 7,1 8,9 21,2 6,5 1 1 1 2, 1, 1, 1, 1, а. 7 7 8 3 7 319
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Жданов Г. С. Физика твердого тела. М., Изд-во МГУ, 1962. 2. Handbook of Chemistry and Physics. Thirty Sixth ed. 1955. 3. "Metals Reference book". E. J. Smithells. 2nd Ed. V. 2. London, 1955. London, Butterworth, 1955. 4. Handbuch der Physik. Bd XIX. Berlin — Gottin- gen—Heidelberg, 1956. 5. Головин В. А., Ульянов Э. X. Свойства благородных металлов и сплавов. М., «Металлургия», 1964. 6. Смителлс К. Дж. Вольфрам. Пер. с англ. М., Ме- таллургиздат, 1958. 7. Справочник по электротехническим материалам. М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 8. Алабышев А. Ф. и др. Натрий и калий. (Получение, свойства и применение.) Под ред. А. Ф. Алабышева. Л., Госхимяздат, 1959. 9. Кюнцлер Дж. и др. Сверхпроводящие магниты.— «Успехи физ. наук», 1965, т. 86, вып. 1. 10. Сэмпсон У., Крейг П., Строигин М. Успехи в соз- создании сверхпроводящих магнитов.— «Успехи физ. наук», 1967, т. 13, вып. 4. 11. Кремлев М. Г. Сверхпроводящие магниты.— «Ус- «Успехи физ. наук», 1965, т. 86, вып. 1. 12. Дубров Н. Ф., Лапкии Н. И. Электротехнические стали. Госиздат по черной и цветной металлургии. М., 1963. У 13. Краткий справочник металлиста. Под ред. проф. А. М. Малова. М., «Машиностроение», 1965. 14. Металловедение и термическая обработка. Под ред. акад. Н. Г. Гудцова. М., «Металлургия», 1966. 15. Стерлии Я- М. Металлургия урана. М., Госатом- издат, 1962. 16. Дарвин Дж., Баддери Дж. Бериллий. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 17. Савицкий Е. М., Тылкииа М. Л., Поварова К- Б. Сплавы рения. М., «Наука», 1965. 18. Техника высоких температур. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959. 19. Свойства и применение редкоземельных металлов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 20. «Phys. Rev.», 1961, v. 23, p. 1567. 21. «Philos Mag.», 1953, v. 44, p. 1281. 22. Готмаи П. Е., Березии В. Б., Хайкин А. М. Элек- Электротехнические материалы. М., «Энергия», 1969. ГЛАВА 20 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ 20.1. ВВЕДЕНИЕ Диэлектриками являются неионизованные газы, а также жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью заполненной электронами валентной зоной и полностью свободной зоной проводимости. Если терми- термического возбуждения электронов на уровни зоны прово- проводимости не происходит, то такие вещества ведут себя как изоляторы. При малой энергетической щели Д Е или при большей температуре эти вещества ведут себя как полупроводники. Диэлектрики и полупроводники, в отличие от металлических проводников, экспонен- экспоненциально уменьшают объемное сопротивление при по- повышении температуры. Носителями тока в диэлектриках, находящихся в обычных условиях, чаще всего являются ионы, реже — электроны (и- и р-проводимость). В жидких диэлектри- диэлектриках вклад в проводимость вносят ионы обоих знаков, а в твердых чаще всего преобладает миграция ионов одного знака (катионная или анионная униполярная проводимость). Проводимость газов при обычной тем- температуре зависит от степени их ионизации заряжен- заряженными частицами или ультрафиолетовыми лучами, не является характеристикой самого вещества и состав- составляет Ю-19— 1(Г20 ом'1-cmT1. Пробой диэлектриков иосит либо тепловой, либо электрический — лавинный характер. Механизм теп- теплового пробоя — постепенный разогрев участка ди- диэлектрика, падение его сопротивления и термическое разрушение. Развитие теплового пробоя в зависимости от перенапряжения изменяется от нескольких секунд до сотых долей секунды. Электрический пробой являет- является электроннолавинным процессом и происходит за 10~в—10"' сек. Проводимость и пробивное напряжение диэлектриков сильно зависят от чистоты и структуры вещества. Если у металлов технической чистоты про- проводимость составляет 80—99% проводимости идеально- идеального монокристалла, то у диэлектриков пробивное напря- напряжение и изоляционный свойства составляют обычно не более 10% установленных на совершенных образцах.' Наиболее стабильны по отношению к качеству об- образца значения диэлектрической проницаемости е. Диэлектрическая проницаемость связана с тремя эф- эффектами. Электронная поляризация — смещение элект- электронных орбит происходит за время т ~ Ю~1Б сек и дает основной вклад в е в случае симметричных непо- неполярных молекул. Ионная поляризация (у ионных крис- кристаллов) — смещение ионов, составляющих остов крис- кристалла или молекулы; т ss 10~13 сек. Дипольная или ориентационная поляризация связана с поворотом в электрическом поле молекул, имеющих дипольный мо- момент. Эта поляризация приводит к гораздо большим значениям е, однако время, необходимое для ориентации молекул, составляет 100—10~3 сек и сильно зависит от свойств, температуры и агрегатного состояния вещест- вещества. У веществ, молекулы которых обладают дипольным моментом, е может сильно зависеть от частоты. В диэлектрике, помещенном в переменное электри- электрическое поле, часть энергии поля переходит в тепловую. Тепловые потери пропорциональны тангенсу угла ди- диэлектрических потерь [4]: />(BT) = U<aC tg 8, где U — действующее значение синусоидального напряжения; « — круговая частота; С — емкость участка изоляции; tg S = /акт / /реакт — отношение активного и реактивного токов на участке изоляции. Диэлектрические потери у веществ, обладающих дипольным моментом, часто оказываются гораздо выше, чем у неполярных диэлектриков. Однако целый ряд по- полярных диэлектриков сочетает высокие значения е и относительно небольшое значение tg б. 20.2. ПРОВОДИМОСТЬ, ПРОБИВНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И ТАНГЕНС УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В табл. 20.1 содержатся сведения об электрических свойствах различных диэлектриков. Сведения об удель- удельном сопротивлении и пробивном напряжении почти всецело относятся к применяемым на практике образ- образцам материалов. В особо чистых условиях эксперимента удается получить гораздо более высокие значения про- пробивных напряжений, однако они получены лишь для небольшого числа материалов [2, 20]. 320
Таблица 20.1 Удельное сопротивлевие р, пробивное напряжение ?пр, диэлектрическая проницаемость е и таигевс угла диэлектрических потерь (tg 5) [1,2,4,6—9,21] Вещество Химический состав Т, °С р, ОМ-СМ р, кв/мл а) Твердые неорганические вещества Алюминия окись Асбест (хризотиловый) Асбестоцемент Бериллия окись Бора нитрид Калий бромистый Калий хлористый Кварц плавленый Керамика конденсатор- конденсаторная ТК-20 ТК-20-80 Т-80 Т-150 Т-900 CM-I А12Оа 3MgO-2SiO2-2H2O 46%; цемент 46%; асбест 8%; тальк ВеО BN КВг КС1 SiO2 Кристаллическая основа ZrTiO4 ZrTiO4 TiO2 CaTiO3 (SrBi) TiO3 (BaTiO3H>9 • (BaZrO3H>075 20 300 800 1100 20 20 600 1100 2100 2000 25 300 500 700 25 300 500 700 20 400 600 1000 20 20 20 20 20 20 1016 3- IO13 3,5-108 МО» 1010—1012 Ют—1012 4-108 5-10е 103 1.9-103 0,5-10° 3-106 104 0,5-10° 3-106 104 lOis 101° 10» 10е Ю11—1015 101"—1015 1013—101* 10W—Ш15 IO12— юн Юн—Ю13 — 2—3 B0— 150°C) ¦— — 0,85-105 1,2-105 6,5-105 32 27 22 28 13 10 — — 7,5 — 4,9 4,68 3,75 3,75 3,75 28—30 30—32 78—88 150—165 900—1000 2700— 3000 5-10-*A06 гц) 15-10-4A0Югц) — — 3-104B-109гц) — — — Меньше 0,003 90 ВДОХ 2,5—5,5-Ю-4 3,5—6-10-1 4—5,5-10-1 2—4-10-1 5—10-10-" 1_2- Ю-2 321
Продолжение табл. 20.1 Вещество Магния окись Мрамор Натрий бромистый Натрий хлористый Слюда мусковит Слюда флогопит Стеатит (высоковольтный) Стекло ЗС-5 Стекло боросиликатное № 24 Стекло пирекс натриевый Стекло пирекс калиевый Химический состав MgO СаСО3 или CaCO3-MgCO3 NaBr NaCl 6SiO2-3Al2O3-K2O-2H2O 6SiO2 • А12Оа • 6MgG • K2O • 2H2O тальк—основа; 10% ВаСО3; ~ 7% глииа 68% SiO2; 20% В2О3; 4% Na2O; 5% К2О; 3% А12О3 31,8% SiO2 12,9 В2О3; 48% ВаО; 2,8 ZnO; 3% А12О3; 1,5% — другие окислы 80% SiO2; 12% BjA; 4,5% Na2O; 0,5% MgO; 2,0% A12O3; 1 % — другие окислы 80% SiO2; 13% B2O3; 5,5% K2O; 0,5% MgO; 1 % — другие окислы Г, °с 850 2100 20 25 300 500 700 25 300 500 700 20 20 20 100 200 20 200 20 200 20 200 р, ОМ-СМ 2-108 4,5-102 10'—Ю1* 3-10' 2-106 2-Ю3 10е 3-Ю6 10* 1015 1013-1014 1015 5-1013 4-10е 3-1013 2-108 8-10» F , кв/мм — 2,5 0,98-Ю5 1,56-105 105—106 (экспе- (эксперимент) 200 (технич.) 20-25 — — — — 8—10 6,1 5,9 6,8—7,5 5,5 6-6,5 8,4 5,3 5,7 tg« — 0,005—0,001 — — 0,0002—0,0006 0,0025—0,01 0,002 0,0009 0,0009 0,0035 0,01 0,0018 322
Продолжение табл. 20.1 Веществ Стекло титановое Тальк Тория двуокись Циркония двуокись Химический состав 14,5% SiO2; 12,5% В2О3; 2% NaO; 44% BaO; 3% А12О3; 24% ТЮ2 3MgO-4SiO2-H2O ThO2 ZrO2 Г, °С 20 200 20 20 550 1200 385 700 1200 2000 р, ом-ст '•Т- 108—10е 4-1013 2,6-104 1,5- W Ы01 2,2-10' 3,6-102 10 Е , кв/мм ~~- 1 — — 11,0 4-5 17 — tgs 0,0012 0,0012 1,5-КГ3 — Антрацен Винипласт Воск(пчелиный) Гетинакс Дифенил Древесина, дуб Сосна б) /\ \/ Гвердые органи» J Полихлорвинил без пластифика- пластификатора см. 14 J Бакелизированиая бумага Cj.2Hl0 Воздушно-сухое состояние 7 = 0,87 г/см» 7 =0,56 г/сма геские 17 20 20 20 17 20 20 вещества 1014—10W 5—12-1013 10»°—10" ¦—¦ 8-101° 8-101° — 45 25—30 16—25 — 3-5,5 2,4—4,5 3,46 3,1-3,5 2,8—2,9 7—8 2,57 — — — 0.025—0,04 0.02—0,03 0,045—0,1 — — — 323
Продолжение табл. 20.1 Вещество Канифоль Каучук (натуральный) Нафталин Парафин Поливинилхлорид (поли- (полихлорвинил) Полиметилметакрилат (орг. стекло) Полистирол Политетрафторэтилен (тефлон) Полиэтилен Резина электроизоляци- электроизоляционная Химический состав Основа — абиетиновая кислота С20Н30О2 и ее изомеры Полимер изопрена (С6Н8)„ JJ Смесь твердых предельных угле- углеводородов син2и+2 см. [4] Полимер метакриловой кислоты /СН3 СН2=С < \соон —СН2СН—СН2 1 /\ 1 ! полимер —CF2—CF2— полимер —СН2—СН2— полимер - Г, °С 20 20 25 20 20 20 20 20 20 20 р, ОМ-СМ 10i5_10ie 5- 1015— 1Q16 1015—Ю1' ЮН— 1Q16 1014—1016 101'— Ю18 1015—Ю16 1015—101' 1011—Ю15 (крат /?*р, кв/мм 10—15 20—30 14—20 18—35 20-35 20—30 18—20 20—40 ковременн 3 2,3—2,4 2,85 1,9—2,2 3-5 3,5—4,5 E0 гц) 2,7—3,2 A0егц) 2,45— 2,65 2 2,3 2,5-5 о) tg8 <0,05 0,001—0,003 3,7-10-" 0,03—0,05 0,04—0,06 E0 гц) 0,02—0,03 A0е гц) 0,0001—0,0008 0,0002 0,0002 0,01—0,03 324
Продолжение табл. 20.1 ,. Вещество Репина кремнийорга- ническая Смола эпоксидная Текстолит Стеклотекстолит Фенопласт (пресс-поро- (пресс-порошок К-211-3) К-211-4 К-211-34 Церезин Шеллак Эбонит Янтарь Химический состав — Сополимер двухатомных фенолов и эпихлоргидрина Ткань, пропитанная фенолформ- альдегидной смолой Стеклоткань, пропитанная фе- нолформальдегидной смолой Резольная смола -f- молотая слю- слюда и кварц Резольная смола + молотая слю- слюда, кварц и древесная мука Близок к К-211-4 . V Смесь твердых алифатических углеводородов от СзвНд,, до Основа — эфиры алейритовой (С^Н^СУ и шеллоновой (Cj6H20O2) кислот Каучук -j- до 40% связанной серы Ископаемая смола Т, °С 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 р, ОМ*СМ 1014 1018—1014 10е—1010 1012 10м 1013 1№4 1№6 JQ15 Ю1е Ю15 1(I6 ДО 101» Е , nef мм 20 16 3,5-6 10-12 12 12 12 15 20—30 — — 4 3,7 8 7 6 — 2,1—2,3 3,6 2,7—3,0 2,8 0,008—0,01 0,019 0,07 и более 0,05—0,06 0,01 0,02 0,01 0,2-10-" 0,01 0,01—0,015 0,01 325
Продолжение табл. 20.1 Вещество Химический состав Г, °С р, ом-см ?пр, кв/мм Азот (ж.) Аммиак (ж.) Аргои (ж.) Ацетон Бензол Бром Вода (перегнанная в ва- вакууме) Вода (дистиллированная) Водород (ж.) Водород хлористый (ж.) в) Жидкост NH3 Аг (СН3JСО с6н„ Вг2 н2о * н2о н2 НС1 и [6,4] -198.4 —77,7 -184,4 -15 25 20 25 — 17,2 0 10 18 34 50 20-25 —252,85 —96 —113,2 — 1,3-10' — 1,1-10» 1 ¦ 10»8 1,3.1013 1,58-108 2,85-108 4,44-Ю8 9,62-108 18,9-108 1— 4 10е — 1-108 — — — — — — — — — — 1,445 25,0 1,516 20,74 2,2747 3,22 78,3B5°) 34.6B08°) 10,1C64°)» 1,225 11,8 — — — — * Значения е при 208 и 364° С на линии насыщения. 326
Вещество Гексан Гелий (ж.) Глицерин Кислород (ж.) Кислота муравьиная Кислота олеиновая Кислота серная Кислота уксусная Масло касторовое (ри- (рициновое) Масло кремнийоргани- ческое Масло конденсаторное Масло трансформаторное Сероводород (ж.) Сероуглерод Спирт метиловый Спирт этиловый Химический состав СН3(СН2LСН3 Не СНОН(СН2ОНJ О2 нсоон Cj 7 HggCOO H HaSO* СН3СООН см. [4J Метилполисилоксаны Очищенное трансформаторное Смесь углеводородов H2S CS2 СН3ОН СН3СН2ОН г, °с 18 —269,0 25 —182,9 18 15 21.9 25 25 20 100 20 20 20 60 —61,8 25 20 0 18 25 р, ОМ'СМ 1-1018 — 6,4-108 5,6-105 2-Ю10 1102 1,1-10* 5-10»»—5-Ю" 10"—10" 101" 10W—101" Ю13—10« 1 • 10» 5,8-10" 1,5-10' 6,4-108 1,3-10» Пр одол жен ?*р, кв/мм — — — — — — — — 14—16 20—43,5 20 20-25 — — 1.048 42,4 1,463 57,9 2,43 — 6,19 4—4,5 3,5—4,0 2,5-3,5 2,1—2,3 2,1—2,2 8,04 2,625 37,92@°) 26,4A0°) ие табл. 20.1 tg 6 — — — — — — — — 0,01—0,03 0,2—0,8 0,0002—0,0005 0,002—0,005 0,01—0,0002 — 327
Продолжение табл. 20.1 Вещество Толуол Фтор (ж.) Хлор (ж.) Этиленгликоль Эфир диэтиловый Химический состав сен5сн3 | с!2 С2Н„О2 | (С2Н5JО г,°с 19,5 —189,97 —70 25 р, ом-см <1-101'> МО»6 4-1013 — 2,435@°) 1,517 2,048 38,7 4,22 tg8 — Азот Аргон Вода (пар) Водород ¦ Воздух Гелий Дихлордифторметан (фреон-12) Кислород Ксенон Неон Ртуть Серы гексафторид (элегаз) Углерода двуокись (уг- (углекислый газ) N2 Аг Н2О н2 Смесь Не CF2C12 о2 Хе Ne Hg SF6 со2 г) газы 0 0 ПО 0 0 0 0 25 0 400 25 0 1,0 0,25 . 0,6 1,0 0,2 2,4—2,6 0,9 - 0,!5 2,3—2,5 0,9 1,00058 1,000554 1,0126 1,00027 1,00057 1,000068 1,00355 1,000532 1,000768 1,000127 1,00074 1,002049 1,00099 * Пробивное напряжение для газов дается по отношению к воздуху, 2* Значения е для газов соответствуют р = 760 мм pm. ст. для которого Е = 32 ке/см при d=l см и р=760 мм рт. 20.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ Слюда [4,91 Промышленное значение имеют природные разно- разновидности: мусковит (K2O-3Al2O3-6SiO2-2H2O) и фло- флогопит (K2O.6MgO.Al2O3-6SiO2.2H2O), а также фтор- флогопит (с заменой групп ОН ионами фтора), получен- полученный искусственным путем. Электрические свойства фторфлогопита: р = 101' S- 1018 ом-см, tgfi < 0,0001 при 10е гц. Электрические характеристики природной слюды сильно зависят от ее чистоты. Пробивное напряжение тонких A0 мкм) листочков мусковита при температуре —200 1- 200°С достига- достигает 10е в/мм (рис. 20.1), у флогопита — 7-106 в/мм. Про- Пробивное напряжение конденсаторной слюды не ниже: 20—25 мкм — 1500 в; 36—45 мкм — 2500 в; 26—35 мкм — 2000 в; 46 мкм — 3000 в. Удельное сопротивление конденсаторной слюды р > 1015 ом-см, е = 6 Ч- 7,5; tg 6 <0,0006 при 10е гц. Слюда начинает вспучиваться при температуре 500— 600° С 12 10 I» ? О \—¦ " Юмкм — 20 мкм \ \ \ -200 -100 0 100 200 ZOO 400 500Т,°С Рис. 20.1. Зависимость пробивного напря- напряжения мусковита от температуры [2]: сплошная линия — теория для разных т олщин образца; пунктир — теория по Фрелиху; точки—эксперимент. 328
Стекло, кварц [3,4] В состав стекол входят стеклообразующие окислы (S1O2, B2O3, Р2О5, AS2O5), окислы-плавни (Na2O, К2О, L12O, CaO, MgO), а также окислы промежуточно- промежуточного типа (AI2O3, ZnO, PbO, T1O2). Механизм проводи- проводимости стекла обусловлен перемещением слабо свя- связанных ионов, особенно ионов натрия. Неотожженное стекло обладает худшими Электрическими характерис- характеристиками, чем отожженное (рис. 20.2, 20.3). 10го 10' ю16 ю11 ю1 10 35 ~То 25 20 151О/Т,СКУ1 A3°С) FГС) A27°С) B27°Q C85°С) Рис. 20.2. Зависимость удельного сопротивления кварца от температу- температуры [22]: А — плавленый кварц; В — кристалл, J. главной оси; С — кристалл, || главной оси. 1 с 3 \ \ ч \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Л \ V 240 220 200 180 160 140 80 60 40 20 25"С 100 30- к \ кг/ц и А I 4 1 1 ж 50°С —в» \ ЮОкгц -JJ и Щ щ 20 40 60 80 100 0 20 40 60 ВО 100 Относительная Влажность, % Рис. 20.3. Зависимость поверхностной проводимости Os боросиликатного стекла от относительной влажнос- влажности окружающего воздуха и частоты [3]. tg& 0,004 0,003 0,002 0.001 \ \ \ а / 20 40 60 К 60 40 20 Число атомов ONa Рис. 20.4. Зависимость tg 6 от состава: а — для боратного стекла D0% В2О3, остальное Na2O и К2О); б — для нат- натрий-калий-силикатного стекла (80 % SiO2. остальное Na2О и К2О) [4,3]. tgS 0,1 0,08 0,06 0,04 0,03 0,02 0,01 0,008 0,006 0,004 0,003 OfiO2 - , - \ \ \ .1 .10 ШЩ \ 1\Ч\ 1 I HI III 20 15 10 5 0Haz0 tgt 0,025 0fi20 0,015 Ofiip 0,005 — — — — у / / 1 1 /; A / // / / Л ^4 A5 ^~6 —7 5 10 15 20K,0 Концентрация, % . 0 50 100 150 ZOO 250 T,°C Рис. 20.5. Зависимость tg6 различ- различных стекол от температуры: / — стекло № 46; 2 — стекло № 23; 3 — на- натриевый пирекс; 4—нонекс; 5 — натриево- калиевый пирекс; б — калиевый пирекс; 7 — минос [4J. 329
Диэлектрическая проницаемость стекол сильно за- зависит от их состава, увеличиваясь с увеличением содер- содержания тяжелых окислов от е = 3,75 для кварцевого стекла до е = 16,2 для стекла, содержащего 80% РЬО; tgfi всех стекол возрастает с температурой; температур- температурный коэффициент е (ТКЕ) технических стекол изменяет- изменяется от 30 до 500-10 град'1. Минимальное и наименее зависящее от частоты значение tg В имеет кварц [A —2) х X10ot 1 до 300 Мгц] (рис. 20.4, 20.5). Свойства электровакуумных стекол [6, 21] Обозначения: Гр — температура размягчения; а — коэффициент расширения; р ¦ электрическая проницаемость; tg Ь — тангенс угла диэлектрических потерь. х Таблица 20.2 - удельное сопротивление; е — ди- Стекло С5-1 (кварцевое) П15*G740корнинг) (пирекс) С 37—2* G070 корнинг) (вольфрамовое) С 39-1* (С 9, англ.) (воль- (вольфрамовое) С 49-1 (ЗС5 Na) G050 кор- корнинг) (молибденовое) С89-1 @080 корнинг) (пла- (платиновое) Химический состав, % SiO2> 99,5 SiO2 78,5 В2О3 15 А12О3 2 N,O 3 К2О 1.5 SiO2 70 В2О8 27 Na2O 1,4 К2О 1 Li2O 0,6 SiO2 73 В2О8 16.5 РЬО 6 Na2O 3 К2О 1,5 SiO2 67,5 В2О8 20,3 А12О8 2,5 Na2O 8,7 SiO2 71,9 CaO 5,5 MgO 3,5 BaO 2 Na2O 16,1 K2O 1 >1300 600 600 630 580 560 a-10-' 5-6 33,4 37 39,5 49,0 89 r, °c 150 300 500 800 25 100 200 25 250 350 150 300 25 250 350 25 250 350 py , OM-CM 101' 1013 10i° 10' 1016 5-10" 5-108 101' 2-10" 2-107 10" 107.8 10ie 108,8 107-2 1QI2.4 ,06,4 Ю5,1 e 3,75 4,1—4,6 4,0 4,2 4,9 7,2 tg6-lO-« 1—2 130—45 6 13 33 90 * Значения f>. t и tg 8 даны по зарубежным аналогам, указанным в первом столбце таблицы в скобках. 1 Таблица 20.3 Газопроницаемость г. электровакуумных стекол [21]* Газопроницаемость дается в см3 газа, приведенного к 0сС и 760 мм рт. ст., прошедшего через стеклянную перегородку площадью 1 см2 н толщиной 1 мм за 1 сек при разности давлений 1 мм рт. ст. Кварцевое стекло С5* Гелий Г. "С —78 0 100 200 400 800 ¦х. 2-Ю-" 6-10-12 6-Ю-" 2-10-1° ю-» 5-10"» Водород ¦ Т. °С 200 300 400 500 700 900 г. 2-10-1* ю-" 3,7-10-11 1,25-10-1° 2,52-10-1° 6,4-10-1° Неон Г, °С 500 600 700 900 1,4- Ю-" 2,8-10-и 4,2-10-11 1,18-10-1° Азот Т. "С 600 700 800 900 X 6,5-10-12 1,32-10-и 4,3-10-и 1,19-10-1° Аргон т. "с 800 900 г. 1,6-10-12 5,8- 10-и 330
Продолжение табл. 20.3. Т. С —78 0 100 200 Пирекс* •/. Ю-14 6-10-13 ю-" Гг зоп ро с ницаемость для гели» 39 — 2* A720 корнинг) г, °с 100 200 400 —Ю"» 5-10-14 3-10-12 i С89- Г, °С 25 100 200 400 - 1» @080 корнинг) 6-Ю-" 2-10-14 5- Ю-" 1,5-10-11 * Данные приводятся по зарубежным аналогам. Керамика [4, 5, 7, 9] Керамика — поликристаллическое соединение оки- окислов, иногда с примесью аморфной фазы (фарфор). Наиболее высокими механическими, термическими и электроизоляционными свойствами обладают изде- изделия из чистых окислов: А12Оз, BeO, MgO. Примесь S1O2 уменьшает термостойкость и увеличивает прово- проводимость керамических изделий при высоких температу- температурах. Электротехническая керамика подразделяется на низковольтную, высоковольтную, дугостойкую и высо- высокочастотную. Низковольтный фарфор содержит значительное ко- количество окислов щелочных металлов Ыа2Оз и КгО, увеличивающих его проводимость и tg6 и уменьшающих прочность на растяжение. Высоковольтный стеатит обладает повышенными ме- механическими и электрическими характеристиками. Конденсаторная керамика (см. табл. 20.1) отлича- отличается повышенной диэлектрической проницаемостью н определенной ее зависимостью от температуры (ТКЕ). Широко применяется керамика на основе ZrTiO4, ТЮг, CaZrOs и СаТЮз; используется также сегнето- электрическая керамика на основе титанатов бария и стронция с 8 до 3000. Электрические свойства конден- конденсаторных керамик приведены на рнс. 20.6—20.9. Состав и свойства электротехнической керамики [4] Таблица 20.4 Керамика Электротехнический фарфор Высоковольтный стеа- стеатит Состав, % SiO2 68—72 А1„О8 22—24 Na2O + K2O 3,5-6 SiO2 59 А12О3 3 MgO 27 BaO 10 Na2O + K2O 0,2 Г, °C 20 10Э 200 300 100 300 pj- , OM-CM 1014—10» 10i°—10" 10'—109 lC—10' 51013 5-109 0,035 E0 гц,20°С) 0,002B0°C) 0,003A00°C) v кв/мм 20—28 20—25 e 6—7 6—6,5 Таблица 20.5 Значения ТКЕ (dt/дТ) для различных температурных интервалов и материалов диэлектрика [7] Таблица 20.6 Маркировка конденсаторов по ТКЕ [7] Группа ТКЕ М-47 М-75 М-700 М-700 М-1300 Н-40 Н-70 Материал диэлектрика ТК-20 ТК-20-80 Т-80 Ц-70 Т-150 Т-900 СМ-1 ТКЕ, 10-» град'1, для интерва- интервалов температур, °С От —60 до +30 —75 —116 —720 -713 —1600 От +ЗЭ до +70 —63 80 630 640 1320 От +30 до +150 —32 66 580 565 1050 см. рис 20. 6 см. рис. 20. 6 dB/dT (ТКЕ), град~1 + 120-10-в +33- 10"в —33-10-е —47-10-е —75-10-» —150-КГ» —220-Ю-» —ззо-ю-» —470-10-е —750-Ю-о —1500- Ю-» ±30%* (от—60 до +85°С) -50%* —70%* —90%* Обозначение на корпусе П-120 П-33 М-33 М-47 М-75 М-150 М-220 М-330 М-470 М-750 М-1500 Н-30 Н-50 Н-70 Н-90 Цвет корпуса Синнй Серый Голубой » » Красный » » » Зеленый Оранжевый » » » Цвет марки- маркировочной точки Коричневый Красный Оранжевый Желтый Зеленый Синий Зеленый Синий Белый ' Допустимое отклонение номинальной емкости. 331
—О—¦-! / / '¦—u__ —а- ¦^ —a—. ¦ и - Ч, -Л, -80 -40 О 40 80 120 T,°C 16 f,M8U, Рис. 20.6. Зависимость 8 для сегнетокерамических ма- Рис. 20.8. Зависимость tg 8 от частоты (Т = 20 С): териалов от температуры, / = 1000 гц [7]: /-ТК-20; 2-Т-80; з-т-150; [7]. / — Т-900 (Н40); 2 —СМ-1 (Н70), 12 в — 9, ! ) О И -80 -40 0 40 80 120 Г,°С а К 2 X \ •с 1 О1 * Iff 40 б 80 120 Т,°С Рис. 20.7. Зависимость tgS для конденсаторной керами- Рис- 20-9- Зависимость пробивного напряжения от тол-. ки от температуры [7]: Щины диэлектрика для конденсаторной керамики [7]: a-f = l + 3Men; 6-f = 1000e4; /-T-150; 2-ТК-Щ '- СМ-1; 2-Т-900; З-Т-150; 4-Г-&0; 5- ТК-20. 3 — Т-80; 4 — Т-900; 5 — СМ-1. 332
Полимеры Электрические свойства Таблица 20.7 Свойство Термостойкость, °С 3, ОМ-СМ в(/=10в гц) tg8(/= 10« гц) ?пр, кв/мм Полиэтилен 100 Ю15 10" 2,3 210~4 18—20 Полнтетрафтор - этилен (тефлон) (фторопласт- 4) 260 1015—10" 2 2-10-» 20—30 Поливинил- хлорид 60—70 10м— 10м 3—5 0,03—0,08 14—20 Полистирол 65—96 10"—1018 2,45—2,65 A—3)-Ю-4 20—35 Полиметнл- метакрилат (орг. стекло) 68—88 10"—10" 3,5—4,5 0,04—0,06 18—35 Эпоксидная смола 140 10й—Ю" 3,7 0,019 18 Электроизоляционные масла В качестве электрических изоляторов применяются природные нефтяные масла (трансформаторное, кон- конденсаторное, кабельное) и растительное касторовое (рициновое) масло. Таблица 20.8 Свойства электроизоляционных масел [4] Свойство ? tgs р, ом ¦ см ЕПр, кв/мм Трансформаторное масло 2,1—2,3 0,002—0,005 101"—10" 20 Касторовое маслю (рициновое) 4,0—4,4 0,01—0,03 5-Ю10—5-№« 14—16 180 ?160 00 80 60 40 \ s 1— 0,02 0,04 0,06 0.08 0,10 Содержание воды,% На рис. 20.10 представлена завнсимость пробивного напряжения трансформаторного масла от содержания в нем воды. Рис. 20.10. Зависимость пробивного напряжения трансформаторного мас- масла от содержания воды [19]. ' 20.4. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ Сегнетоэлектрики обладают спонтанной электри- электрической поляризованностью при отсутствии внешнего поля. Они характеризуются очень высоким значением е, сильно зависящим от температуры н приложенного напряжения, и наличием диэлектрического гистерезиса. Таблица 20.9 Свойство Состав Точка Кюри, Тс, °К Точка плавле- плавления, °С Плотность, г/см3 Спонтанная по- ляризован- ность, мкк/см2 Кристалличес- Кристаллическая структу- структура Состав и Сегнетова соль* NaKC4H4Cv4H2O ГС1 = 258 7^ = 295,5 58 1,775 0 25 (макс.) При ГС1<Г< < ГС2 моноклин- моноклинная При гС2<;г<; <; ТС1 ромбиче- ромбическая свойства Дигидро- фосфат калня t КН2РО4 123 252,6 2,34 4,7 Тетраго- Тетрагональная протонных сегиетоэлектриков [10, 11] Дигндро- фосфат аммония NH4H2PO4 147,9 190 2,311 4,8 — Дигидро- арсенат калня KH2AsO4 95,6 288 2,85 — Тетраго- Тетрагональная Дигидро- арсенат аммония NH4H2AsO4 216,1 300 1,803 — — Гуаиидин2* (ГАС) (CN3He)Al(SO4J. •12Н2О 473 — . 0,35 Тригональная Триглицинсульфат3* (CH2NH2COOH)SH2SO4 320—323 — Моноклинная • Максимальное значение е вдоль осн а: 6000 (Г = TCl); 4000 (Г = ГСг); tg « =0,35(TCl < Г< TCJ; tg « = 0,001 (ТСг <Т < ТСг), Частота релаксации е = 5-108 гц. '* Коэрцитивная сила ?с = 1,5 кв/см. 3* е = 9500 при Т=Тс ¦ 333
Таблица 20.10 Состав и свойства беспротонных сегнетоэлектриков кнслородно-октаэдрического типа [10] Название Бария титанат Лития танталат Натрия ниобат Свинца гафнат Свинца ниобат Свинца танталат Свинца титанат Свинца цирконат Стронция титанат Химический состав ВаТЮ8 LiTaOg NaNbO3 РЬНЮ3 PbNb2Oe PbTaOe PbTiOg PbZrO3 SrTiO8 Кристаллическая структура Перовскит (тетрагональная) Ильменит Перовскит (тетрагональная) Перовскнт Кубическая типа пирохлора То же Перовскит (тетрагональная) То же Перовскит (кубическая) Постоянные решетки, К а=Ъ =3,98 с =4,025 а =5,49 а = 56°30' а=2хЗ,921 6=4x3,885 с=2х 3,921 а=4,136 с/о=0,991 а=3,896 с=4,144 а=4,150 с=4,100 а—Ь=с= =3,898 Температура фазового перехода, СС + 120 > 450 +640. 518. 480, 360 +215, 163 570 260 +500 +235 —250 S При 20°С е = 1700 -т- 2000 в точке Кюри A20°С) е = = (8-4-10)-103 Антисегнетоэлектрик; при 20°С е = 250, при 360°С е = 1000 Антисегнетоэлектрик: при 20°С е = 100, при 215°С е = 570 при 20°С е = 280, при 570°С е = 750 при 20°С е = 300-^400 при 260°С е= 1100 при 20°С е ^ 200, при 500°С е = 3500 Антисегнетоэлектрик; при 20сС ё = 250, при 235°С е = 3750 Сегнетоэлектрики подразделяются на протонные (сегнетова соль.дигидрофосфат калия, дигидроарсенаты калия и аммония и др.) и беспротонные (титанат бария, титанат свинца, цирконат свинца и др.). На рис. 20.11 и 20.12 показана зависимость е от тем- температуры для сегнетовои соли и ди гидрофосфата калия. Большое практическое значение имеют смешанные сегнетоэлектрические кристаллы, отличающиеся малым tgS и высоким удельным сопротивлением. Смешение двух сходных сегнетоэлектриков дает обычно сегнето- электрик с точкой Кюри, расположенной между точ- точками Кюри компонентов, а смешение сегнетоэлектрика 10 200 250 Т,°К еа 103 102 10 н >-о-с о-си >-О" } V к J ¦ Q \ Рис. 20.12. Зависимость диэлектрической проница- проницаемости дигидрофосфата калия от температуры (еа— измерения вдоль оси а, ес—измерения вдоль оси с) [111. -200 -160 -120- -80 -40 40Т,°С Рнс. 20.11. Зависимость диэлектрической проницае- проницаемости 8а в слабых полях для кристаллов сегнетовои со- лн (f=l(P ги) от температуры (измерения вдоль оси о) [lib -200 -160 -120- -SO -40 Рнс. 20.13. Зависимость диэлектрической прони- проницаемости монокристалла титаната барня от темпе- температуры (еа — измерения вдоль оси а, вс — изме- измерения вдоль оси с) [4]. 334
с несегнетоэлектриком приводит к выравниванию тем- температурной кривой е. Наиболее подробно изучены систе- мы: ВаТЮ8 — SrTiO8; BaTiOs — СаТЮз и ВаТЮ3— SrTiO3—CaTiOs (см. рнс. 20.13—20.16). -200 -150 -100 Рис. 20.14. Зависимость диэлектрической проницае- проницаемости растворов BaTiOs — SrTiOs от температуры [4]. (Числа — содержание SrTiOs, %.) A п-ю A •—-». п-о[ J /- П-25 / J r \ \ \ x \ 1-0 л II \ Г \j-25_ -200 -150 -100 -50 50 Т,"С Рис. 20.16. Зависимость диэлектрической проницаемос- проницаемости тройных растворов ВаТЮз — SrTiOs — CaTiOs от температуры [4]: / — отношение BaTiO3 : SrTiO3 3:1: Я — отношение BaTiOs : SrTiO3 1 : 1. Числа у кривых — массовое содержание СаТЮ8, % [10]. 20.5. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИКИ Существуют прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют эффект образования электростатических зарядов на поверхности диэлектрика и электрическую поляризацию внутри него, которые происходят в результате механи- механического напряжения. В линейном приближении зави- зависимость поляризованности Р{ от однородного механичес- механического напряжения Т(К) может быть представлена в виде ¦-200 -ISO -100 -50 0 50 100- 150 T/C Рис. 20.15. Зависимость диэлектрической проницаемос- проницаемости растворов BaTiOs — СаТЮз от температуры [4]. Числа — содержание СаТЮз, %. где djjj — коэффициенты пропорциональности, назы- называемые пьезоэлектрическими модулями. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении механического напряжения в кристал- кристалле под действием приложенного к нему Электрического поля. Ниже описаны свойства пьезоэлектрических моно- и поликристаллов, широко применяемых в технике. Монокристаллы. Кристаллический кварц является широко распространенным в природе минералом; прн температуре ниже 573° С (температура а з»: ?-превра- ?-превращения н фазового перехода второго рода) он кристалли- кристаллизуется в тригональнотрапецеэдрическом классе гекса- гексагональной системы и встречается в природе в двух моди- модификациях: правой и левой (рис. 20.17) Правый Мвый т \ т / / \ /77 \ Г" I ' Y /77 [х 7 т ^ ) f т ц Рнс. 20.17. Идеальные формы кварца [12]. кристаллов 335
В настоящее время наряду с природными использу- используются искусственные кристаллы кварца. Пьезоэлектрические постоянные кварца. По услови- условиям симметрии кристалл а-кварца имеет три независимых пьезоэлектрических модуля: dn = 6,94-10~"8; di2 = = — 6,94-1(Г8 и d14 = — 2,18-КГ8 ед. СГСЭ [14]. Рис. 20.18. Ориентация типовых срезов относительно осей кристалла кварца [12]. Первые два модуля соответствуют деформации растя- растяжения — сжатия вдоль осей X и Y (рис. 20.18); третий (di4) характеризует пьезоэлектрический эффект при деформации сдвига в плоскостях Zv и Zx, а также при скручивающих усилиях. Зависимость пьезоэлектричес- пьезоэлектрических модулей dn и di4 от температуры см. на рис. 20.19. 7 6 5 3 и ——-~ ——-_ u——- ^^ d14 — \ \ 1 100 200 300 400 500 57 3 Рис. 20.19. Зависимость пьезоэлектрических модулей dn и dn для а-кварца от температу- температуры (адиабатические значения) [12]. Упругие постоянные кварца. Для малых деформаций и напряжений с достаточной точностью выполняется обобщенный закон Гука, устанавливающий линейную зависимость между деформациями и напряжениями: где ги 336 компоненты тензора деформации; thl компоненты тензора напряжения; s?j-fer — компоненты тензора гибкости. В свою очередь, напряжения могут быть выражены через деформации: ' , i, /, k, /= 1, 2, 3. где Cijki — тензор упругости. Упругие свойства а-кварца описываются семью не- независимыми компонентами тензора гибкости и семью компонентами (модулями) тензора упругости. Пьезоэлектрические свойства кварца широко исполь- используются в технике для стабилизации и фильтрации ра- радиочастот, генерирования ультразвуковых колебаний и для измерения механических величин. Пьезоэлектрические резонаторы вырезают из крис- кристалла кварца параллельно или перпендикулярно крис- кристаллографическим осям, а также под определенными углами к ним (см. рис. 20.18). Для получения необхо- необходимых электрических характеристик и малого темпера- температурного коэффициента резонансной частоты требуется высокая точность ориентации относительно кристалло- кристаллографических осей. Таблица 20.11 Динамический (адиабатический) модуль упругости ctj B(PC) и константа гибкости s^ а-кварца [13] Ю11 дин/'см1 си = 8,674 с33= 10,72 с44= 5,794 с12= 0,699 10-"'смг/дин su= 1,277 s33 = 0,966 S44= 2,004 i2=— 0,179 I0>< дин/см* cls= 1,191 cl4=—1,791 c6e = 3,988 sa= -0,122 s14= 0,450 se6 = 2,912 Диэлектрические постоянные кварца. Диэлектричес- Диэлектрические постоянные кварца описываются двумя главными значениями е — вдоль оптической оси (ез) и перпенди- перпендикулярно к ней (ei): е3 = 4,65; ei = 4,55 [14] (рис. 20.20). Рис. 20.20. Зависимость диэлектрической проницаемости кристаллического и пла- плавленого кварца от температуры: / — для плавленого кварца: 2,3 — е,, и е33 мо- монокристаллов соответственно; 4, 5—кривые, по- подученные Стюартом [15] для е3з на частотах 90 и 1 кгч соответственно [16J.
Таблица 20.12 Типовые срезы кварцевых резонаторов [12] Срез X У ВТ AT СТ Т Т МТ т 0° +5° —18°30' Углы ориентации, град 90 0 0 0 0 0 0 93 90 90 90 90 6 0 0 49°* -35°15'2* —38°36' +52 5Г07' ±34 ±38 0 0 0 Ф 0 0 0 0 0 0 +45 +8°30' +8°30' —18°30' Частотный коэ!>фициент, кгц-мм 2870 1954 2580 1700 3080 2060 3292 2700 283"* 2720 2815 2554 Диапазон частот (Мгц) н область применения Генераторы ультразвуковых час- частот 3—12 0,25—З3* 0,1—0,4 0,07—0,5 0,1—0,5 0!004^б!05 1 фильтРы и генера- 0,05-0,15 / Т°РЫ 0,05—0,5 — фильтры * В зависимости от технических требований угол 6 берется от -f-48 до -f-50°. ** В указанном диапазоне частот угол 6 варьирует от 34°30' до 35°30'. "* При использовании гармоник срез — 35° употребляется до 40 Мгц н более. <* Частотный коэффициент зависит от отношения ширины пластины к ее длине. Сегиетова соль. Сегнетова соль является двойной натриево-калиевой солью виннокаменной кислоты с четырьмя молекулами кристаллизационной воды: NaKC4ri4Oe-4rbO. Сегнетова соль кристаллизуется в ромботетраэдри- ческом классе ромбической системы. Теоретически возможно существование правых и левых кристаллов сегнетовой соли; однако получаемые из отходов вино- виноделия кристаллы сегнетовой соли бывают только пра- правыми (рис.20.21). * Сегнетова соль имеет следующие физические свойст- свойства [12]: молекулярная масса 282 г; плотность 1,77 г/см3; верхняя точка Кюри +22,5" С; нижняя точка Кюри — По условиям симметрии сегнетова соль имеет три независимых пьезоэлектрических модуля: dl4 = 2,4X ХЮ~6 ед. СГСЭ; d26 = 1,6-КГ* ед. СГСЭ; dm = 3,5Х XI О ед. СГСЭ. Зависимость пьезоэлектрических модулей dn, йъь и dse сегнетовой соли от температуры представлена на рис. 20.22. Наибольшее распространение имеют резонаторы 45°-го Х-среза (рис. 20.21); они используются для полу- получения продольных колебаний. хсрез 12—748 с 6 д Рис. 20.21. Кристалл сегиетовой соли и различные виды пьезоэлементов [12]. 337
Для использования в звуковоспроизводящей аппа- аппаратуре пластинки 45°-го Х-среза склеивают вместе для образования биморфного элемента (рис. 20.21 ,е). В звукоснимателях используются также бнморфные эле- элементы из двух тонких пластинок Х-среза, работающие в режиме крутильных колебаний (рис. 20.21,г). 0,6 1 Г 1 } \ \ -60 -40 -20 20 Т,% Рис. 20.22. Зависимость пьезоэлектри- пьезоэлектрических модулей di4, dse и dee сегнетовой соли от температуры [12]. Дигидрофосфат аммония. Дигидрофосфат аммония NH4H2PO4 кристаллизуется в тетрагональной системе. Кристаллы его представляют собой комбинацию тет- тетрагональной днпнрамиды и призмы (см. рис. 20.23). ! ческий модуль dse = 1,48-10"' ед. СГСЭ; пьезоэлектри- пьезоэлектрический модуль di4 = 5-10"8 ед. СГСЭ. Температурная зависимость пьезоэлектрического модуля dse дигидрофосфата аммония приведена на рис. 20.24. _. _ _. ... ?.0U г 260 240 220 Чео 160 140 120 1 \ \ \ -120 \ \ -80 \ N, -40 L N ? 40 80 гл Рнс. 20.24. Зависимость пьезоэлектрического мо- модуля dee дигидрофосфата аммония от темпера- температуры [12|. Кристаллы дигидрофосфата аммония получаются и обрабатываются так же, как и кристаллы сегнетовой соли. Наиболее широко применяются сре.зы, перпенди- перпендикулярные к оси Z. Виннокислый калий. Виннокислый калий (условное обозначение В К) крнсталлнзуется в моноклинной систе- системе (рис. 20.25). Единственным элементом симметрии c-z 101 Рис. 20.23. Кристалл дигидрофосфа- ! та аммония [12] АТ-срез, работаю- работающий на сдбие l-w ¦у LJ Дигидрофосфат аммония характеризуется следую- следующими свойствами [12]: точка плавления 190" С; плот- плотность 2,311 г/см; точка Кюрн — 135,3° С; пьезоэлектрн- Рис. 20.25. Кристалл виннокислого ::г.-ия: • ¦ - - форма; б - срезы с нулевым температур.'ыы коэффи- коэффициентом частоты [12]. 338
Таблиц а 20.13 Физические свойства виннокислого калия [12] г ' Z-D Пьезоэлектри- Пьезоэлектрические моду- модули, 10""" ед. СГСЭ d14 = —25,0 dw= +6,5 d21 = -2,2 ^=-10,4 d25=-22,5 dg4 = +29,4 d3e=-66,0 — — — — Модуль уп- упругости I0-" см'/дин «11 S13 S16 S22 g S33 S44 S46 S66 = +2,24 = —0,08 = —1,64 = —0,64 = +3,37 = —1.05 = —0,57 = +3,86 = +0,90 = +11,9 = +0.57 = +8,15 = +10,41 Диэлектри- Диэлектрические посто- постоянные eh = 6,44 ?SS = 5,80 e38 = 6,49 — — , — ' — — — — Коэффициенты линейного расширения, 10-" град' au = +12,0 a22 = +44,8 азз = +32,0 a13 = —12,0 — —. — — —• ¦— — кристалла виннокислого калия является ось двойной симметрии Ь. Как следствие этого, кристалл его имеет четыре значения диэлектрической проницаемости, во- восемь пьезоэлектрических модулей и 13 модулей упру- упругости. — — Низкая симметрии кристаллов виннокислого калня создает широкую возможность (из-за большого числа упругих постоянных) получения срезов с низким температурным коэффициентом частоты '(см. рис. 20.25). ' Этилен-диамин-тартрат. Кристаллы этилен-диа- миновой соли винной кислоты (условное обозначение ЭДВ) кристаллизуются в моноклинной системе (рис. 20.26,а). Химический состав этилен-диамин-тартрата CeHi4N2Oe. Кристалл этилен-диамин-тартрата имеет восемь независимых пьезоэлектрических модулей. Зна- Значения двух из них равны соответственно d2i = 3,4х XIО ед. СГСЭ d2s = —3,1- КГ* ед. СГСЭ [12]. * Наиболее употребительные срезы резонаторов с ма- малым температурным коэффициентом резонансной часто- частоты показаны на рис. 20.26.6. Пьезоэлектрическая керамика. Пьезоэлектрические и другие свойства пьезокерамики титаната бария и его производных приведены в табл. 20.14. Зависимость пьезоэлектрического модуля' dal и диэлектриче- диэлектрической проницаемости 8 от температуры керамики (Bao,8Cao.O8Pbo,i2) ТЮ8 показана на рис. 20.27. Обозначения основных величии, принятые ниже, следующие: р — плотность (объемная масса) Ею — модуль упругости (модуль Юнга); 8 — диэлектричес- диэлектрическая проницаемость; tg о— тангенс угла диэлектричес- диэлектрических потерь; Q — добротность; / — частота; Af/fo — уход резонансной частоты в указанном интервале тем- температур; сзв — скорость звука; d — пьезоэлектри- пьезоэлектрический модуль; d33 — пьезоэлектрический модуль про- продольных колебаний; dsl — пьезоэлектрический модуль радиальных колебаний; die, d/~\fe— характеристика эффективности в режиме приема; dftotgfi, d?io/etg6 — характеристики эффективности в режиме излучения; ои — предел прочности на изгиб; ос — предел прочности на сжатие; ср — предел прочности на растяжение; К — коэффициент электромеханической связи; в — точка Кюри; ТКЧ — температурный коэффициент резонансной частоты. р _ t ,ilS ухИ,±20;-5'(В-среф Рис. 20.26. Кристалл этилен-диамин-тартрата: а — идеальная форма: 6 — срезы с нулевым температурным коэф^ фициентом резонансной частоты [12]. тямтщ o,z -50 -40 -SO -2f -10 0 10 20 SO 40 50T°C Рис. 20.27. Зависимость пьезоэлектрического модуля dsi и диэлектрической проницаемости 8 от температуры керамики (Вао.вСао.овРЬолг) ТЮз [17]. Цирконат-титанат свинца (ЦТС) и его производные. К числу наиболее эффективных керамических сегнето- электриков относятся пьезокерамические материалы системы ЦТС, представляющие собой твердые растворы цирконата свиица PbZrOs и титаната свинца РЬТЮз с малыми добавками некоторых трех- и пятивалентных элементов и частичным замещением свинца стронцием. Пьезоэлектрические и другие свойства материалов ЦТС приведены в табл. 20.15. 12* 339
Табл и ц а 20.14 Свойства пьезокерамики титаиата бария и его производных [17, 18] Величина ВаТЮ., (ВаСа)ТЮ3 (содер- (содержание CaTiOs 5—7%) 0. ХТЮ, (BaCa)TiO 3 -f Co р, г/см3 Ею, 1012 дин/см? tg 8 Q А///о (от 0 до 40°Q, °/ А///о (от 0 до 40°С), °/ с8В, 105 см/сек das, 10"e см/в dls, Ю~в см/в dss/г, 10-" см/в d81/?, Ю-9 CM/в dw/VT, 10-' см/в dsi/VT, Ю-7 см/в №з?ЮJ' '°12 дин/см? 1012 дин/см* cu, 103 г/см2 ос, 103 г/см? op, 103 г/см2 К ТКЧ, 10-е грай-i 5,3-5,8 1,0—1,1 1100—1800 3- Ю-3—3-10- 400 7 8,5 4,15—4,3 2,5—6,0 1,3—2,5 2,27-3,33 1,18—1,39 0,75—1,41 0,39—0,59 6,25—43,4 1,69—7,5 0,79—1,9 0,13—0,51 600—800 3000—4500 250 0,18—0,37 5,1-5,75 1,08—1,16 670—1200 A,0—1,5)-10-» 500 3,6 12 4,45 1,6—2,1 0,95—1,74 1,75—2,4 1,41—1.45 0,61 0,36—0,5 1,02—4,1 2,95—5,8 0,28—0,43 0,14—0,19~ 550 3500 300 0,325 4,8—5,4 1,0—1,22 300—600 3-10-3—1-10-2 1200 0,2 1,2 4,8—5,3 1,4—2,5 0,4—1,5 4,2—4,7 1,33—2,5 0,81—1,02 0,23-0,61 1,96—9,3 0,16—2,5 1,27—2,2 0,18—0,46 3000—5500 0,17—0,25 37-86 5,4 1,07—1,2 1000-1200 A,0—1.5)-КГ» ь 1,7 5,8 4,46-4,5 3,5 1,1-1,35 2,9—3,5 1.1 1,1 0,35—0,39 14—17,6 1,4-2,5 0,8—1,3 0,12—0,13 750 3300 325 Таблица 20.15 Свойства материалов ЦТС [17, 18] А - Pb0,95 Sro,O5(Zro,53. Ti0>47) О3+1 %Та2О6; g-Pb0,95Sr0,05(Zr0.53Ti0,47)O« + 1 %Nb2O6 Величина р, г/СМ3 Ею, Ю12 дин/см2 Д//Д, (от 0 до + 40°С), Д^0(от 0 до — 40вС), сзв, Ю6 см/сек dss, 10"e см/в Ал, 10-" см/в s/в, Ю-9 см/в i 10~9 см/в j VT, КГ' см/в i/ VX Ю см/в ?J Id2 дин/см? Id2 дин/см2 К ТКЧ, 10~в в, °с А 7,3 0,62 1100 2-Ю 70 0,24 0,24 3,5—4,0 8,5 3,7 7,7 1,23 2,56 1,12 27,5 5,2 2,04 0,38 0,45 60 330 в 7,3 0.72 1760 2,2- Ю-2 70 0,44 0,44 3,5—4,0 10,9 4,7 6,2 2,67 2,6 1,12 61,5 11,5 2,2 0,41 0,42 101 305 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Жданов Г. С. Физика твердого тела. М., Изд-во МГУ, 1962. 2. Франц В. Пробой диэлектриков. Пер. с англ. М. Изд-во иностр. лит., 1961. 3. Беркс Дж. Б., Шулман Дж. Г. Прогресс в области диэлектриков. Т. 1, 2. Пер. с англ. М., Госэнерго- издат, 1963. 4. Справочник по электротехническим материалам. Электроизоляционные материалы. Ч. 1. М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 5. Кииджери В. Д. Измерения при высоких темпера- температурах. Пер. с англ. М., Металлургиздат, 1963. 6. Любимов М. Л. Спаи металла со стеклом. М., «Энергии», 1968. 7. Грибовский П. О., Терентьева Г. И. Миниатюрные керамические конденсаторы. М.—Л., «Энергия», 8. Техника высоких температур. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959. 9. Корицкий Ю. В. Электротехнические материалы. М., «Энергия», 1968. 10. Справочник по электротехническим материалам. Т. 2. М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 11. Иона Ф., Ширане Д. Сегнетоэлектрические кристал- кристаллы. Пер. с англ. М., «Мир», 1965. 12. Справочник по электротехническим материалам. Под общ. ред. К. А. Андрианова, Н. П. Богоро- дицкого, Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова и Б. М. Тареева. Т. II. М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 13. Bechman R. "Phys. Rev.", 1958, v. 110, p. 1060. 14. Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектриче- Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. М., «Энергия», 1970. 15. Stuart M. R. "J. Appl. Phys.", 1955, v. 26, N 12, p. 1399. 16. Зубов В. Г., ФирсоваМ. М., Молокова Т. М. «Крис- «Кристаллографии», 1973, т. 8, с. 112. 17. Глозмаи И. А. Пьезокерамика. М., «Энергия», 1967. 18. Глозмаи И. А. Пьезокерамические материалы в элек- электронной технике. М.—Л., «Энергия», 1965. 340
19. Богородйцкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. М., Госэнергоиз- дат, 1961. 20. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Та- реева. Т. 1. М., «Энергия», 1974. 21. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. Пер. с нем. Т. 2. М., «Энергия», 1968. ГЛАВА 21 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ 21.1. ВВЕДЕНИЕ Вещества, в которых при Т = 0еК верхняя из за- заполненных электронами энергетических зон (валентная зона) и нижняя из незаполненных электронами энерге- энергетических зон (зона проводимости) не перекрываются, являются полупроводниками или диэлектриками. Гра- Граница между ними весьма условна — в полупроводни- полупроводниках энергетический зазор между зоной проводимости и валентной зоной не очень велик, что приводит к появле- появлению в зонах заметного числа свободных носителей за- заряда при Т > 0°К. Обычно к полупроводникам относят вещества с удельным сопротивлением р ^ 1010 ом-см (при Т = — 290°К). Поскольку в металлах р = 10~в-^-10—* омХ хсм то удельное сопротивление полупроводников на- находится в интервале КГ3 ^ р ^ I010 ом-см. Для веществ этого класса характерны рост прово- проводимости с температурой, малая (по сравнению с метал- металлами) концентрация носителей тока, высокая чувстви- чувствительность электрических свойств по отношению к воз- воздействию излучений и наличию примесей, а также нео- неомическое поведение контактов. Ширина запрещенной зоны. Ширина запрещенной зоны Eg представляет собой энергетический зазор меж- между абсолютным максимумом валентной зоны и абсолют- абсолютным минимумом зоны проводимости*. Определяется она по изменению сопротивления с рос- ростом температуры или оптическими методами (край полосы поглощения, длинноволновая граница фото- фотопроводимости). Значение Eg зависит от температуры и давления; эта зависимость определяется коэффициен- коэффициентами ат = dEgldT и ар = dEgldP (коэффициенты изменения ширины запрещенной зоны с изменением температуры н давления соответственно). Эффект' Холла. В полупроводнике, помещенном в магнитное поле, перпендикулярное протекающему по нему току, возникает электрическое поле, направленное перпендикулярно току и магнитному полю. Это так на- называемый эффект Холла, описываемый соотношением Ен = RjH, где Ец — напряженность холловского электрического поля; / — плотность тока; Н — напряженность маг- магнитного поля; R — постоянная Холла. В случае но- носителей одного сорта (с концентрацией п)для изотроп- изотропной зоны R=±,r'ne, 1<г<2. Здесь R измеряется в см31к, п — всм^.е => 1,6-10~19к; г — числовой множитель (так называемый холл-фак- холл-фактор), значение которого определяется механизмом ре- релаксации импульса носителей. Знак R связан со зна- *Это определение не относится к материалам с ин- инвертированной зонной структурой типа HgTe (см., на- например, работу [84]). ком заряда носителей (R < О в образцах л-типа, R > 0 в образцах р-типа). При наличии двух сортов носителей (например, электронов и дырок) R зависит от напряженности маг- магнитного поля: д = Rp) (°«+ °рJ + °«°р (Д« Здесь о„ = пе[д.„, ор = ре\>.р, Rn — — Mne, Rp=\/pe. При Н ->¦ то R ->¦ I /е (р — п), если р ф п, и /? = (I /пе) [([*/> — V-n)K\xp + l^n)], если р = n = /ij. Подвижность носителей и проводимость. Дрейфовая подвижность (.1 = вДр/?, где одр — дрейфовая скорость носителя, Е — электрическое поле. Дрейфовая под- подвижность носителей определяется прямыми опытами по измерению времени распространения инжектируе- инжектируемого импульса неосновных носителей в образце. Удельная проводимость о связана с дрейфовыми подвижностями |ЛП и Цр и концентрациями электро- электронов п и дырок р соотношением Измерение эффекта Холла позволяет определить хол- ловскую подвижность цн = | Ra\, связанную с дрей- дрейфовой подвижностью соотношением (х н = (А-г. Время жизни носителей. Время жизни г — время, характеризующее экспоненциальный спад неравновес- неравновесной концентрации носителей в результате их рекомби- рекомбинации. Существуют следующие механизмы рекомбина- рекомбинации: излучательный (энергия рекомбинирующей пары электрон — дырка излучается в виде фотона), фонон- ный (энергия пары передается решетке), ударный (энер- (энергия пары передается третьей частице). Чаще всего имеет место не прямая рекомбинация, а процесс идет через рекомбинационные центры (при- (примеси, дефекты). Теоретическая оценка времени излучательной ре- рекомбинации zr дает верхний предел т. Поверхностная рекомбинация. Помимо рекомбина- рекомбинации в объеме носители могут рекомбинировать на по- поверхности полупроводника. Скорость поверхностной рекомбинации s определяется как скорость потока час- частиц из объема к поверхности, необходимого для под- поддержания на ней избыточного числа неравновесных но- носителей. Значение s сильно зависит от способа обработ- обработки поверхности. Так, для Ge при травлении поверхнос- поверхности в кипящей Н2О2 s ~ 10 см/ сек, а при шлифовке s ~ 10е емкек и более. Обычно s ~ KF-MO3 см/сек. Длина диффузии. Длина диффузии Ld — расстоя- расстояние, характеризующее пространственный спад неравно- неравновесной концентрации носителей до равновесного значе- значении. Значение Ld определяется соотношением Ld = ¦= Y^Dz, где D — коэффициент диффузии, 1 — время жизии. Коэффициент диффузии и подвижность связа- ны соотношением Эйнштейна D = ц (в невырожден- невырожденном полупроводнике). Максимальная длина диффузии 341
1 ' п Таблица 21.1 Время рекомбинации т и время излучательной рекомбинации т^ для некоторых полупроводников A62]. Концентрация носителей близка к собственной, Г=ЗО0 "К- Элемент tR , сек х, сек Si 3 2-Ю-3 &• 0.3 3-10"s lnSb 3-10-' 3-10-' lnAs 10~6 ю-7 PbS 10 10 PbSe 3-io-« PbTe 2-10-6 характеризует степень совершенства и чистоты кристал- кристалла. При Т = ЗООСК Ld ~ 0,5 см в Ge, Ld ~ 0,3 см в Si и Id = 1(П Ч- lO аи в InSb [162]. Структура зон и эффективные массы. Эффективная масса носителя ш* характеризует его движение в крис- кристаллической решетке. Обратная эффективная масса (/л*) — тензорная величина, определяемая зависи- зависимостью энергии носителя Е от его волнового вектора к: dk.M. Обычно достаточно знать вид ?(к) лишь вблизи экстре- экстремальных точек — минимумов или максимумов энергии. Изоэнергетические поверхности вблизи экстремумов представляют часто в виде сфер (с эффективными мас- массами, например, для нескольких подзон валентной зо- зоны ffipi. mfn и т. д.i или эллипсоидов (с эффективными массами для зоны проводимости пгп ц, mnXii mnJ_2*). Для анализа различных экспериментальных данных часто пользуются скалярной величиной эффективной массы плотности состояний (mdn и пг^р для электронов и дырок соответственно), которая в случае эллипсои- эллипсоидальных изоэнергетических поверхностей находится из соотношения ж ,<• md = N'''(mtl mxl m±2 )'/s , где N — число экстремумов зоны. В случае энергетических зон, имеющих вырожден* ные сферические поверхности постоянной энергии с эффективными массами пгр1. тр2 и т. д., эффективная масса плотности состояний определяется следующим образом: 4 ' + ¦¦¦)"'* ¦ Вводится также понятие омической эффективной массы /По и циклотронной эффективной массы тс, опре- определяемых соотношениями: i г- (эллипсоидальные изоэнергетические поверхности), r> дЕ (S — площадь сечения изоэнергетической поверхнос- поверхности плоскостью, нормальной к магнитному полю). Общие выражения для масс md, m3 ,тссм., напри- например, в работе (84] • с " Прямым методом определения ?(к) и эффективных масс является циклотронный резонанс. Ценные сведе- сведения о зонной структуре и эффективных массах дают измерения анизотропии магнетосопротивления, эффек- тов типа Шубникова — де Гааза и магнетооптиче- скнх эффектов. Собственная концентрация носителей. Собственная концентрация носителей п$ соответствует идеально чис- чистому материалу и вычисляется, если известна структура зон и эффективные массы, по формуле mdn f = 4,82- 10« Г7* | -3-^-\ expl Eg-arT * Часто n?i чение mj.( m.i.2. тогда употребляется обозна- обозна= /nj.2). cw .. ^ц \ kT Здесь mdn, m&p — эффективные массы плотности сос- состояний электронов и дырок соответственно; тв — масса свободного электрона; k — постоянная Больцмана; аТ — коэффициент температурной зависимости ширины запрещенной зоны. Обычно «г определяют экспериментально по данным измерений эффекта Холла и проводимости в соответст- соответствующем интервале температур. Температура Дебая. Температура Дебая То опреде- определяется через граничную частоту <вт колебаний решетки с помощью соотношения kTD = ft o>m. Различным ветвям колебаний соответствуют различные температуры Дебая. Значения Td, определяемые из теп- тепловых измерений, являются усредненными по различ- различным (существенным при температуре измерений) ветвям колебаний. Более детальную информацию дают, напри- например, измерения упругих констант. Предельные частоты оптических фононов. Предель- Предельные частоты ш [, <i>t оптических фононов — частоты со- соответствующих (продольных и поперечных) оптических колебаний решетки с длинами волн, значительно пре- превышающими межатомное расстояние. Определяются из спектров поглощения и отражения инфракрасного излу- излучения, а также с помощью нейтронной спектроскопии. В элементах (Si, Ge и др.) oi = fo1 =шо Фактор спектроскопического расщепления. Фактор спектроскопического расщепления g определяется рас- расщеплением энергетических уровней носителей в магнит- магнитном поле за счет их магнитного момента =1.2... где (он— циклотронная частота носителя в кристалле. Определяется из измерений осцилляпионных эффектов в магнитном поле методом пара- и ядерного магнитного резонанса. Диэлектрическая проницаемость. Значения диэлект- диэлектрической проницаемости ео и есо получают из статичес- статических и высокочастотных (или оптических) измерений соответственно. i 1 Коэффициент термо-э. д. с. Коэффициент термо- э. д. с.—я-э. д. с, возникающая на концах образца при разности температур между горячим и холодным концами в 1е. В таблицах приводятся значения определенных выше величин и, кроме того, значения плотности р, температуры плавления Тпл и удельной теплопровод- теплопроводности ¦*., а также энергии ионизации доноров Ео и ак- акцепторов Еа- Везде, где не отмечено специально, приводятся значения Eg при 0° К, а (х и тс — при 300е К- В таблицы в основном включены данные о полупро- полупроводниках с Eg < 3 эв. Свойства тройных и более слож- сложных полупроводниковых соединений не приведены*. Не приводятся также сведения о параметрах различ- различных полупроводниковых приборов2*. * О свойствах некоторых классов тройных соедине- соединений см. работы [16, 121, 123, 145] л 2* См. работу [43]. 342
21.2 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ L Электрофизические свойства элемеитариых полупроводников Таблица 21.2 Элемент Кристаллическая структура Тип а Ь,с. л- °К см-град Тетраго- Тетрагональная а = 8,73 с =5.03 [1] Щ 2,33 189] 2300 Р] 12 [28] 10, Г [28| I С (алмаз' Кубичес- а = 3,566 [1] 3,51 123] 4300 123] 22402- 123] 5.5 147] 5,7 Р (черный) Орторомби- ческая а = 3,3) 6 = 4,38 с = 10. HJ [1] [1] 2,69 19] > 317 242 As (серый) Тригональ- ная а=3,75 с=10.52 II] m 5.7; [189] 10903* 500 109] 242 224 191 Se Тригональ- ная а=4,36 с=4,96 [117 [117 4.8С 490 117 J.200 11500 [120 0,029 [117] J.84* || 13.5*1 1117» o-Sn i Кубическая а=6,46 5,77 [121 [505]6* (P-Sn) 121 230 [121 0,67 [121] Sb Тригональ- ная а=4,49 с=11,25 [11 [П 6,70 [1.41 903,5 [91 204 [141 0,4 A00°К) [147] i Те Тригональ- ная а=4,46 с=5,93 [123 [123 6,23 [123 723 123 ХНО || 290 A20 [120 0,03 [1471 J.234* ||394 [281 [28| Орторомби- ческая л18 U а=4,77 Ь=7,25 с=9,77 [1] [1] [Ч 4,94 1891 387 109 Ю.З Р1 * X = 1 мкм. в fjiu^ = (ja>e = 0,165 ев [1231. '* р =» 35,8 атм. •* X = 10 мкм; х, || — перпенликулярно и параллельно оси г соответственно. " Переходит в P-Sn при t == 285.2 СС. 343
Продолжение табл. 21 2 Элемент Vs* йТ _. icr* град грао и ^o. II 1,16 С(алмаз) (> 1000°К) 1,7 [113] [S23] —3,5 [И] 0,7 [242 50 [16] I 5,4 [28] —1,2 [28] [242] 2,35 2.1 [15] 123] 1800 Г j 3/2) 14G0 „ 7-3/2) [123] [HI Р (черный) 0,33 [36] 2.3 [36J 220 123] [361 350 ( у-3/2) [1231 [36| As (серый) 1.2 123 —5 [36] /л,=0,121 /л2=0,138 /п3=1.18 [254] [254] [254] тх =0.122 /П2 = =0,0805 /л3=1,04 [254 [254 [254 65 [1231 65 [123] Se 2,85 2 [101] 184] —9 —23,8 [123] [101] —13 [123] 0.96 [123| 20 40—240 ["I 119 a-Sn 0* [171] —0,5 О [122] [123] [1231 0.0242* [122] /%=0,26 [122] 2500 ~y—1.65) i№G8°K) 105 D,2°K) [HI [238] 2400 (-Г-*) [И] Sb 0,13 [123] Те 0,32 [Щ —1,9а* [П1 -13 -16 -20 [191] [123] [120] =0,0374* /лй = =0,059 [120] [120] „ = 0,264 md=0.4 [120] [120] [371 1700 A6) 1200 [16] 1,3 Г28] ¦ См. рис. 21.1. *• В минимуме < 111 ) . d , 1СГ- ae/град: —1.8 (Т=4°К); — 0,4A00°К < Г < 300°К); —0.9C00°К < Г < 500"К) Г1201. **gi = Il,2i gj=7,0ixn|| —перпендикулярно н параллельно оси с соответственно (I20J. "* Данные для верхней валентной зоны. В нижней валентной зоне тц =0,0!8-то; тх — 0.25шо, п " X —параллельно и перпендику- перпендикулярно оси с соответственнв. 344
[100] Рис. 21.1. Зонная структура a-Sn 1171]. 4,0 '? 3,2 \ Sg^CO- ! С ч \ ( о/ { a- 0,408 0,09 о 0,02 0,009 тое Sn п 2 М4 S 8 10 12 s/Tl°KT1 10s/T,l°KT Рис. 21.2. Зависимость удельной проводи- проводимости о для a-Sn, легированного алю- алюминием, от температуры: Числа у кривых — массовое содержание А1, %; UN — температура превращения a-Sn -> 3-Sn [16]. Спектроскопически чистое <x.-Sn;R*-0 3 4 5 ~ 6 7 8 3 10 Рис. 21.3. Зависимость постоянной Холла R для a-Sn от температуры (числа у кривых— массовое содержание А1, %) [224]. I i I i I i I i I i I i I i I i 45676910 1 р Рис. 21.4. Зависимость удельного сопротив- сопротивления^» в р-Те с примесью Sb оттемпера- туры [2241: / — тройная дистилляция: 2 — двойная дистиллят;::; числа у кривых — атомное содержание Sb, %. ,,< 345
12S45ff78 9 10 11 12 13 Рис. 21.5. Зависимость постоянной Холла Я в Те 12241 от температуры. Образцы те же, что и на рис. 21.4. Q—положительный сигвал; ф — отрицательный / — тройная дистилляция; 2 — двойная осцилляция. Атомное содер жание Sb, %; 3 — 0,0018; 4 — 0,0045; 5—0,0105; 6 — 0.0157; 7 — 0.0439; «—0.0943; 9 — 0.454; 10—1.05; 11 — 5.28. 21.3. КРЕМНИЙ И ГЕРМАНИЙ Кремнии и германий — широко используемые и наиболее исследованные полупрозодники. Кристалли- Кристаллизуются е решетке алмаза. Имеют сложную зонную струк- структуру В Si шесть эквивалентных абсолютных минимумов зоны проводимости расположены на осях .100] внутри зоны Бриллюэна. Вблизи каждого из этих минимумов изоэнергетические поверхности имеют вид эллипсоидов вращения (число эллипсоидов — 6). "> В Ge восемь эквивалентных абсолютных минимумов зоны проводимости расположены на осях [1И] на грани- границе зоны Бриллюэна. Вблизи каждого из этих минимумов изоэнергетические поверхности — эллипсоиды враще- вращения (эквивалентное число эллипсоидов — 4). Валентные зоны Si и Ge расщеплены на три подзо- подзоны, две из которых вырождены в точке А: = 0, а третья отщеплена спин-орбитальным взаимодействием. Схемы энергетических зон Si и Ge (с использованны- использованными в таблицах обозначениями) представлены на рис. 21.6, 21.7. Электрофизические свойства Si и Ge иллюстрируют- иллюстрируются рис. 21.8—21.32. ? 10 Рис. 21.7. Зонная структура Ge f 117}. ,а 1000 800 600 500 400 550 300 Т,°К 2 ю17 6 4 2 ю16 \ I е 4 2 1ОН е '2 1Оа 6 2 \ \ \ V + \ V \ Si \. \ X \ \ х N \ ¦ Ge \ V — д i \ к ч \ г- л Рис. 21.6. Зонная структура Si 1117]. 0,000В 0,0016 0,0024 0,0032 QJ0040 т-\скУ ^ Рис. 'Л .8. Зависимость собственной концентрации ij в Ge и Si от температуры [221]. 346
.10* 10* 10 300100 50 №025 20 15 хГ ж ж 1(T Ж6 Т,°К 130 \\ /I 131 -Л { Ж L \ш ^ 1 i—i 14 \ \ 1 0 \ 0.02 0,04 0,06 0,08 0,10 ю10 100 40 300 50 3025 20 15 Т,/С 10 10' 10° 10s оГ 104 10k 10 10 r1 131 г 130 t / J / ш 1 я щ J 7 / / / > f У ш / / О 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 1СГ' Рис. 21.9. Зависимость удельной проводимости а п- Si с примесью As A17] (о); и постоянной Холла R в я-Si (б) от температуры: № образца 126 129 130 Концент- Концентрация As. см 2,2-10" 2,2-10" 2,6-10" Концент- Концентрация ак- акцепторов, емг» 1,5-10" 5-10" образ- образ131 139 140 Концент- Концентрация As, 2,75-10" 1,3-10" 2,7-10" Концент рация ак- акцепторов, см-' 1-Ю14 2.2.1015
300 7Q0\100 0 -100 -150 -200T,°C -100 -150 -200T,°C О 0,004 0,008 0,012 Рис. 21.10. Зависимость удельно- удельного сопротивления р в p-Si [222, 223J (а) и постоянной Холла R в р -Si (б) [223] от температуры при различной концентрации дырок в области насыщения. 80 60 40 20 \ S ч \ \ ч р-л' \ ч n-Si N \ \ s ц ч S, S Ч s "Ч 0,6 0,4 0,2 ' 2 4 68 2 4 68,2 46вн 10й Юа Ю12 ЮП Рис. 21.11. Зависимость удельного сопро- сопротивления р в р- и n-Si от концент- концентрации носителей [226]. КГ е е 4 » е 1(Г* ч. Ч i Ч К 1 4 1т— 10й 4 6 8 4 6-810" 2 4 6 П,СМ'3 Рис. 21.12. Зависимость удельного сопротивления р в сильно легированном n-Si от концентрации носите- носителей [225]. 348
10 Щ. 4 е 4 2 10 \ .\ V 4 \ г К 1 N К^лектроны -\ V \ \ 1 ч Ч i \ \ ч 100 200 ЗОО 400 600 8001000 Т'К Рис. 21.13. Зависимость подвижности (х электро- электронов и дырок в чистом Si от температуры [222]. 20000 10000 8000 6000 4000 2000 1000 i" 800 _V 600 •^ 400 4 200 100 80 60 40 20 I • ( s • < • у / \ SJ \ \ Л \ \ ISCMS 'О16 1,3-1017 2?-1 10 20 40 6080100 200 Т°К Рис. 21.14. Зависимость холловской подвиж- подвижности ц и электронов в n-Si от температу- температуры [222] при различной концентрации при- примеси As. WOO 10000 8000 6000 4000 2000 1000 •^800 ^600 Щ 400 200 100 80 60 40 20 10 • - щ_ 2,2-Ю1 Г см .2,0-10" / 1 1 I / \ V \ 1,0 I \ •й I у И \ к * юн \ А \V 20 40 60 100 200 400 Г, К Рис. 21.15. Зависимость холловской подвиж- подвижности цн дырок в p-Si от температуры при различной концентрации прнмеси В [2221. 1200 1000 ¦>800 1600 ^400 200 О ч Ч о Ч \ \ ,,| , , , ,г , 2 \ \ Mil 1 1 1 1 1 [ ill ю'6 10' 17 to' 101Э п , см'3 Рис. 21.16. Зависимость дрейфовой (/) и холловской B) подвижностей электронов (х в n-Si от кон- концентрации электронов п [10]. 349
1 - - 2 i * i иг —1 ц 1 6 с i i ¦м еа i us» ч 1 ff в Рис. 21.17. Зависимость холловской подвижности элект- электронов в сильно легированном n-Si от концентрации электронов [225]. Цифры у кривых соответствуют раз- разным температурам и примесям: г. °к 300 78 As 1 Р 3 4 1 Sb 5 6 600 Ш400 4.300 200 8 6 1017 8 О 8 е 4 2 В е 4 ? , е 10* Ю Рис. 21.18. Зависимость дрейфовой подвижности з^ дыро^, ц в Si при температуре 300° К от концен- концентрации [226]. 10 ' №2 s 10пг S 1(f*2 4 б81015г р,см- п,см~ Рис. 21.19. Зависимость времени жизни с неосновных носителей в Si от концентрации основных носителей при наличии ловушек (Г = 300* К) [Ю]. Рис. 21.20. Зависимость удельного сопротив- сопротивления n-Ge с примесью Sb при низкой температуре от температуры [117]: Номер образца 1 2 5 7 8 10 12 15 17 Концентрация Sb. ел-3 5,3-10" 8,3-10» 1,6-10й 2,3-10" 3,0-10» 5,2-10" 8,5-10" 1,3-10" 2,4-10" Номер образца 18 20 21 22 23 24 25 26 27 29 Концентрация Sb. ел-3 3,5-10" 5,5-10" 5.5-10" 6,4- 1С« 7,4-10" 8,4-10" 1,2-10" 1.3-10" 2,7-10» 9.5-10" 350
-1 о ., °>4 со Рис. 21.21. Зависимость постоянной Холла R в n-Ge, с примесью Sb при низкой температуре от температуры 1117] (обозна- (обозначения см. в подписи к рис 21.20). 100 0,02 0.04 0,06 0,08 new a w> о,1 107 300 20,4 TSK f 1 »;^ V Lt— ¦ » r- -^ - -4— i у-" ^ tn 2 *-9,4-Ю13 ь-5,1-10* ¦ 476'10 —¦ -44 г / Z- *-17-101* ~ »¦ в ¦ ~ 5,5-10 ' _ т -— ¦4— 0,02 0,04 0,06 0,08 .0,1 Рис. 21.22. Зависимость удельного сопротивления р (а; и постоянной Холла /?{б) в n-Ge от температуры при различной эффективной концентрации доноров Nd — Na , см~* 1224].
1,0 0,1 0,01 0,001 / f J я ->- / -*¦— / ~\ ——•— —¦ 3 2 — m— 1000 «Г 10 1,0 0,1 / /r A f k ii - \ j T J 1 1 X ' и ЭО O- —- 3 -XX— 2 —<x> _•—- 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 f/1 Рис. 21.23. Зависимость удельного сопротивления р(а) и постоянной Холла R (б) в p-Ge от температу- температуры [224]. (Измерения проведены на одних и тех же образцах.) 50 20 10 5 2 0,2 0,1 0,05 Ч ч Ч > \ ч ч ч V \ чч ч ч \ \ \ S \ ч ю1* «г2 ю15 10ю 2 S 10ь Рис. 21.24. Зависимость удельного сопротив- сопротивления р в р- и п - Ge от концентрации носи- носителей [234]. •» б а 10" п,см° Рис. 21.25. Зависимость удельного сопротивления р в сильиолегированном п - Ge от концентрации элект- электронов [225]. 352
f J 1. 10* a s 4 \ 1 V 4, \ 150 200 300 400 T,°K Рис. 21.26. Зависимость подвиж- ностей электронов и дырок в чис- чистом Ge от температуры [222]. 2 4 S 810 2 4 G8102 2 4 Т,°К 2,2 2,4 1дт(°ю Рис. 21.28. Зависимость подвижности дырок p-G от температуры [225] при различной концентрации ак- акцепторов (Ga). 1000 800 10s Рис 21.27. Зависимость холловской подвижности ji H электронов n-Ge от температуры [225, 224] при раз- различной концентрации доноров: а — указана концентра- концентрация As, б—образцы те же, что и на рис. 21.22. X ч \ \ \ 1 \ ч ч я ч * -In • -Al Is — 200 16,8 17.6 18.4 19,2 20,0 20,8 lgp(cM'J) Рис. 21.29. Зависимость подвиж- подвижности дырок в p-Ge при Т = = 300° К от концентрации дырок с различной легирующей примесью [225]. 353
2 * л ^ \ J чад. J ft?'7 2 4 SS1O№ 2 4 6 81019 2 4 6 810* * ' n,cfi~s v a Рис. 21.30. Зависимость холловской подвижности ji и электронов в n-Ge от концентрации электронов в сильно- легнрованных образцах (а) [225] и при 7"=300 °К {б). ,20 Элемент Si Gt Элемент Si Ge Элемент Si Ge Кристаллическая структура Тип Кубическая Кубическая Vse 1.15 0,744 о а. А а = 5.431 а = 5,657 Литература [84; 123] [84. 123] .у. m,| = 0,9163 m± = 0,1905 m,,= 1,588 m±= 0.0815 Литера- Литература [84] [84] 84] 84] Лите- Литература [123] [123] 2,3 0,05 0,15 i mdn т„ 0,33 0,22 ю 2.33 5.32 Литература [84] [123] [841 Литера- Литература [П71 [1 17] т* Литература [123] [123] 1.5 0.02 0,26 0,12 Литера- Литература [1171 [117] Электрофизические 1690 1210 Литература [841 [123] тр\ 0.52е* 0,346* Литература i [123] [1231 0,035 0.044 0,28 0.30 Литера- Литература [1231 [123] тр'г т0 свойства 'о °к 539 (80°К); 689 C00°К) 353 (80°К); 406 C00°К) Литература [117] [123] [117] [123] 0,16 0,043 Литера- Литература [123] [123] • х, втЦсм-град): 2.5 (Г = 200°К); 13 (Т = 50°К): 17 (Т = 20°К): 12 {Т = 10°К) 1132]. , " Х= 1,05 мкм. >• X = 8 мм. 354
[2271: Номера кривых соответствуют разным темпера- температурам и примесям. т. °к 78 300 1 As 1 3 ! ' р 4 2 2400 2000 | 1600 $11200 ^ 800 400 i 1 Л 1 s. V '13 15 17 19 21 Lgn (см 7 5 Таблица 21.3 кремния и германия Литература em см-грао Литепатура Литература Литература Литература [П7] [117] 1,3* 1117) 0.063 [123] 11,7 | [281 12,72* 13,73* [28| [117] [117] 0,63"* 1147] 0,037 [123] 16 [28] 16.5s* [28) dE, ОТ 10-* — грае Литера- Литература dET dl кг» град Литера- Литература бар Литера- Литература dp I0-» Литера- Литература dP Литера- Литература бар [123] [123| — 1.5 |123| —4 [123) —4 [123] +5 [123| [123] -A2-14) [123] Литера- Литература Литера- Литература CM* Литера- Литератур» Литера- Литература р.. см-см Литера- Литература 0.25 [1231 1300C00°К) [123] [1171 500C00°К) [1231 [П71 [111 2,3-105 0,08 [1231 3800C00°К) [123] [281 1820C00°К) [1231 [28] 2.4-10'а 47 [HI > х, апцсм-граду. 1 (Г = 200°К); 5,5 (Г = 50°К); И О~ = 20°К); Ю (Г = 10°К): 0.5 (Г = 2°К> [132J. 1 X = 2.5 мкм. ¦! ' В SI mdp «• 0.55m0. в Ое mdp —- 0,39 m0 [11]. 355
0-8,8-W1* •-4,2-1014 •-7,7-10iS x-1,4-10* -6,1-10* N 40 BO 120 T,K 0 40 80 120 T°K Рис. 21.31. Зависимость дрейфовой подвижности ji неосновных носителей в Ge от температуры B22], 356 10' \ с о \ i f о 1O1 1S 1O П,СМ'3 а л>. ом-см to ZU 10 5 2 1 0,5 0,2 0,1 100 60 ¦ 1 1 1 >ч Oo ^X. о 1 III , III 0- w to 15 ш <¦№ 1017 Рис. 21.32. Зависимость времени жизни т дырок в n-Ge от концентрации электронов frt'a) и времени жизни электронов в p-Ge от концентрации дырок р (б) [237].
Таблица 21.4 Свойства примесей в кремнии [117] Примесь Тип* Ef , Эв Примес ь Тип* Примесь Тип* Ef, Эв А1 А 0,057 Fe Л 0,4; 0,66 As D 0.049 Ga А 0,065 S D 0,18, 0.37 Аи Л 0,35; 0,67 In А 0,16 Sb D 0,039 в А 0,046 и D 0,033 В D 0.069 о D 0,03— 0,06 Т! А 0,26 Си Л 0,24; 0,72 Р D 0,044 Zn А 0,31; 0,66 '* D — донор. А — акцептор. 2* Для доноров энергия ионизации ? • отсчитывается от дна зо- зоны проводимости, для акцепторов — от края валентной зоны. Таблица 21.5 Свойства примесей в германии [117, 123] Примесь Тип" Ef ,« Примесь Тип* F2* чя с ¦ , ав AI А 0,0102 Bi D 0.012 Ag А 0,13; 0,5; 0.7 Cd л 0,05; 0,15 As D 0,0127 Со А" 0,09; 0,25; 0,48 Аи А" 0,16 0,59; 0,75 с А 0,07; 0,12 в л 0,0104 Си Л 0,4; 0,33; 0,53 Be А 0,07 Fe А 0,35; 0,52 Примесь Тип* Ef . эв Примесь Тип* Ef . эв Ga А 0.0108 р D 0,012 Примесь Тип* Ef, эв Про долж In А 0,0112 pi А 0,04; 0,20; 0,67 Li D 0,0093 S D 0.18 Т1 л 0,01 ен ие Мп А 0,16; 0,42 Sb D 0,0096 та б л Ni D 0,22; 0,49 Se D 0,014; 0.28 . 21.5 о D 0.01 Те D 0,11 0,30 Zn А 0,03; 0,09 * D — донор, А — акцептор. ' г* Энергия ионизации ?г- для доноров отсчитывается от дна зо- зоны проводимости, для акцепторов—от края валентной зоны. 3* Известны покорный уровень 0,74 эв для Аи, 0.7 эв для Со. 21.4. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Соединения типа А1 В1 —A1 Bv" Полупроводниковые соединении А1 В' . Известны два полупроводниковых соединения этого типа: NaAu и CsAu, для которых Е„ равно соответственно 0,15 и 0,5— 2,0 эв [242]. Полупроводниковые соединения A' Bv. При взаимо- взаимодействии щелочных металлов с элементами V группы об- образуются соединения двух типов A1 BV и A3 BV Тип проводимости определяется нарушением стехио- стехиометрии. Избыток щелочного металла создает донорные, а элементы V группы — акцепторные уровни. Раство- Растворимость примесей в этих соединениях мала. Соединения рассматриваемого типа или их сплавы используются в качестве фотокатодов [61]. 357
Таблица 21.6 Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа А1 ^ Соединение Li3Sb* NaSb Na3Sb KSb K3Sb Rb3Sb CsSb Cs3Sb CsBi2 Cs3Bi Кристаллическая структура Тип Кубическая о,6 Моноклинная Гексагональная Моноклинная Г5 С2Л Гексагональная Кубическая — Кубическая ol — Кубическая ol о, b,c, A 0=6,56 а=6,80 6=6,34 с= 12,48 а=5,36 6=9,5 о=7,18 6=6,97 с=13,40 я=6,03 6=10,69 — — о=9,147 — е=9.305 Литература [1] [16, 242] (И (И [242] [242] [242] [1] [1] [61] — — [242] 1.5 — — 2,67 — 2,35 — — — — — Литература — — [123] — [1231 г — i — — — — "к 1423— 1573 738 ИЗО 878 1085 — — — — — Литература [16] [16] [123] [16] [123] — — — — — 1,25 0,82 1,1 0,9 1,1 1,0 0,8 1,6 1,65 0,55 Литература [16] [16] [81, 123] [16] [Ю, 123] [Ю] [10] [8, 123] [97] [16] L — — — — — — 500 (-г-3'2) 500 — Литература — — — [16] [10] — — — — — — 100 10 — 350 Литература — — — — — — [16] [101 — [249] Тип прово- проводимости р р р — п р — р — п а а О (- К [16J [161 [16] — [16] [611 — [16] — [16] • Данные относятся к P-Ll3Sb [242]; имеется другая модификация a-U3 Sb с гексагональным типом решетки Об/,, а=4,7ЮА; ' Ь =8,3236 К , Е ~0,5-=-0,8 ав C00°К) [242]. О 358
> та 8 So | II S I м о JL ел со*. 00 -si ND isD IsD ND Литература CO 00 СП S «7s 5 CO Литература со to о аз CO О CTJ СП Литература Литература Литература Литература 3 3 о. о. ¦4S Э i5 5 о: я я ii re Л *3| 5 я ¦Q п ! СП f .о? со.5? д » j ,2 Литература
Продолжение табл. 21.7 со Соединение a-Ag2Te P-Ag2Te Na2Se Na2Te K2Se Кристаллическая структура Тип Кубическчя Моноклин- Моноклинная c\h Ромбичес- Ромбическая Тетраго- Тетрагональная Кубичес- Кубическая о\ — Кубическая а, Ь, с. А 0 = 6,57 о = 6,57 6 = 6,14 с =6,10 е=7,06 с =4,98 0 = 6,813 е = 7,692 Литература П] [1] [1] [1] [16, 123] [242] [242] [242] [242] Р. г см3 8,5 Литература [216] 1228 При Г>423°К перехо- переходит в a-Ag2Te 1170 1226 Литература [216] [16] [16] [216] 0,17 0,064 0,075 2,0—2,4 2,3 1,8—2,0 Литература [16] [102] [15] [242] [72] [242] '•V в-сек 4000 8400 См. рис. 21.33 2000 Литература [16] [102] [16, 123] смг в-сек — 1400 505 — Литература — [Ю2] [123] — Примечания При Г < 423°К переходит в P-Ag2Te П/1П — 0,4 пц, dEEldT = = — 0.86Х X 1(Г4 ав/град Ые = 0,015 se При Г>406°К переходит в a-Ag2Se тр = 0,54 т0 тп — 0,2 т0 п-тип — — тура 1 [16] [102]' [98] [16] [123] [256] [16] ; •х= «J.IO-» ет/(см-град) при Г = 300°К (п ~ 101» см~3); а ~ 6000 ом-^-см-' (Г = 300°К) ГЮ4].
! 1 ! Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа А1 В VII Таблица 21.8 Кристаллическая структура Соединения Гип 4 пл- I 'К см2 *>.:. Примечание CuBr Кубичес- Кубическая Т\ 5,68 Ш 4,72 [121] 777 [12Ц 2,9 [16] 30 [16, 190] [121] =0,013 см ¦град Cul Кубичес- Кубическая (Ph 6,053; 6,15 [242] [242] 5,63 [2421 878 [242] 2,8 [242] = 0,52 [821 p mB\\ =1.25 AgCl Кубичес- Кубическая 0 5,54 m 5.56 [2161 728 [2161 4,1 3,0 [HI [242| См. рис. 21.34 70 B00°K) 45 000A2°K [] [110] 40 B00°K) 111) TD = 280°K dE e dT = — 10,2x эв x 10 град [187] [1Ю1 [101 AgBr Кубическая ol 5,77 [1] 6,47 [216] 703 [216] 2,0 [78] 240 4000 6-105 [10] [123] [82] 1,5-10» [82] TD = 210°K mn = 0,23 mu [187] [1231 Agl O3 Кубичес- Кубическая T\ 6,47 [11 5,67 [1211 825 [121] 2,8 [10] 50 [16] [1211
10 X 2-10' х- v 4 к л w i 400 "^200 \ m \ К X \ \ _ 6080100 200 400 TfК Phc. 21.33. Зависимость хол- ловской подвижности ц н элек- электронов в Ag2Te от температу- температуры [123]: i О. X — массивные кристаллы; ф — тонкие слои толщиной 1350 А со ефе- ролитнческой структурой, напыляемые на подложку при температуре 120°С. ^ 60 40 20SO WO 200 f,"K > Рис. 21.34. Зависимость подвижности электронов в AgCI от температуры [10]: О — данные измерений холлов- ской подвижности; ф — данные измерений дрейфовой подвижнос- подвижности; X — данные, полученные по эффекту «отпечатывания». V Рис. 21.35. Зонная структура Mg2Si, MgzGe, Mg2Sn [123, 129, 130, 246] (ErL = 0,5 se, ?^r = 2,3 se): E, as Mg2Si 0.77 Mg2Ge 0.69; 0,57 1.49 Mg2Sn 0.35 1.06 Соединения типа A» BIV — A11 Bv" i Полупроводниковые соединения типа Aj1 Biv Среди полупроводников этой группы наиболее изучены соединения типа MgaX. Зонная структура этих соединений имеет вид, показанный на рис, 21.35: ErL =0,5-^0,8 se, ?^=2,3 se для всех полупроводников этого типа __ - [129, 130] Таблица 21.9 Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа a" Biv Соедннеине Кристаллическая структура Тип о, b. c,t dle. град аи2 Mg2Si Кубическая a=6,34 [123] 1375 [1231 1,95 [123] 0,77 [1231 —6,4 [1311 400 при Г>160°К [123J Кубическая 0^ I a=6.38 [123] 1388 [1231 3,086 [1231 0,57 0,69 [2461 —1,8 —6,5 [671 [247] 500 (-Г) [123. 242] Mg2Sn Кубическая t a=6,76 [123] 1051 [123] 3,592 [1231 0,28— —0,34 0,35"" [244] [123, 245] —3,2 -4,2 -3,5 (85°K< <T<300°K) [245] [123] [244] 320 [123] 362
G4 If ю 00 i 3 3 • а о. — со J ю СЛ — ю СО СД СО 85 1 о 8 а 3 а II ЮО\ "~ "¦<!¦§ О со — юю W COCO "b о w СП CO 59 3 II о Si to ~-i Литература Литература Литература II О о X Литература Литература a ¦о о О ь S а 0V to со Т1 с  I О II II to to to ^ ^ ^ ю ю to to^ 6» I r S г> в: о *CO -о II II II СО*> ~-1 ю ю ю *^ ^ *¦ ююю о о- о 0-J05 О СО О) ю сом СОО5 СО ю СО ю СО Литература Литература Литература Литература Литература Литература
Полупроводниковые соединения типа AnBv Из соединений этого типа наиболее изучены ZnSb и CdSb, а также их твердые растворы, представляющие интерес при создании термоэлектрических устройств. ZnSb и CdSb кристаллизуются в орторомбическои струк- структуре (Г>2д), приводящей к сильной анизотропии их ме- механических и электрических свойств. Зонная структура — непрямая 118, 117]. Минимум зоны проводимости расположен в центре зоны Бриллюэна (при k = 0). Вблизи него поверхность постоянной энергии близка к эллипсоиду вращения с большой осью, направленной вдоль оси а. Экстремум валентной зоны расположен в точке k ф 0. Обзор свойств соединений A"BV см. в работе [241]. Рис. 21.36—21.39 иллюстрируют электрофизические свойства некоторых соединений рассматриваемого типа. к* Ч ч У Р11 -х- ¦ Ра 7 10 2 4 6 В 10 12 T,(V1 а fa, Г I \ г/ 23 2 4 6 8 10 12 Ц°К)~1 6 Рис. 21.36. Зависимость от температуры удельно- удельного сопротивления р (а) и постоянной Холла Щб) для трех основных направлений в p-ZnSb [241] и зависимость холловской подвижности ц н дырок в p-ZnSb (e) [217J. 60 80 100 150 200 300 T,°K в 1S 3 6 3 10%1'КТ1 а 0,75-10 ,20 500 10020 -100 -4 -173 Т,С Рис. 21.37. Зависимость от температуры постоянной Холла /?(а) н удел.ьной прово- проводимости с(б) в MgeSbz. Образцы с различной степенью отклонения от стехиометрии A-4) [16]. 364
< Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа А В Таблица 21.10 Соединение Кристаллическая структура Тип а, Ь. с. 'шг йТ град см-град Be3Sb2 0,67 [242] Тригональиая а = 4,54 с = 7,23 [1] [1] 4,09 [123] 1500 [123] 0,82 [151] Ca3Sb2 1,4 [16] ZnP, Тетрагональная а = 5,07 с = 18,65 [241] [241] 3,47— —3,55 [248] [248] 2,05 [248] Тетрагональ- Тетрагональная D'| = 11,15 [2] [2] 4,54 [16] 1450 [248] п, р [16] 1,15 [10] Моноклинная2* а = 7,72 6 = 7,99 с = 36,28 [1] [1] [146 [248] 1041 [133] [133] 0,92 [16] Тетрагональ- Тетрагональа = 8,32 с = 11,76 [1] [1] 5,58 [123] 1288 [133] [133] 1,0 [10] 0,09 ZnSb Zn3Sb2 Орторомбичес- а = 6,22 Ь = 7,74 = 8,12 [117] [117] [117] 6,38 [117] 819 [117] [133] 0,5C00°К) 0,59 G7°К) 0,61 D,2°К) [ЮЗ] [103] [103] 839 [16] [16] 0,2 [161 0,01 4,3-10 Zn4Sb3 Gi Моноклинная а= 10,74 6= 12,20 с = 8,20 [16] [241] 836 [242] [16] 1,2 [16]
со Oi О5 Продолжение табл. 21.10 Соединение Кристаллическая структура Тип а, Ь, с. • пл' °К BE g йТ град см-град CdP, Тетрагональ- Тетрагональа = 5,28 с = 19,70 [241] [241] 4,18 [248] 1,93 2,02 [2421 [248] CdP4 Моноклинная а = 5,27 6 = 5,19 с =7,66 [1111 [111] [111] 3,90 [248] [248] 1,0 [111] CdaPa Тетрагональ- ная а = 8,75 с = 12,22 [1] [1] 5,60 [123] 970 [123] [248] 0,55 [54] CdAs, - Тетрагональ- Тетрагональная D\° а = 7,953 = 4,675 [16] [241] [133] [133] 1,13 1,0 [16] [151 0,41 Cd3As2 Тетрагональ- Тетрагональная Dfh** а = 8,95 с = 12,28 [1] [1] 6,25 [123] 994 [133] [133] 0,14 - 0.13 [76] [123] > —5,8 [76] 0,03A00°К) CdSb Орторомбичес- кая йЦ а = 6,47 6 = 8,24 с =8,53 [117] [117] [117] 6,92 [117] 729 [1331 [117] 0,5 0,56 [117] [1171 —5,4 [117] 0,011 Cd3Sb2 Моноклнн — а = 7,20 6 = 3,51 с =6,16 [1] [1] [1] 723 [242] [16] 0,3 0,7 [242] [16] Cd4Sb3 Тригональная а = 22,45 с = 13,04 [241 [241 733 [242] [16] 1,25 [16] @,94—1 9)х ХЮ-2 • Существует также модификация С2», (а = 8,85 Д. 6 = 7,29 К, с = 7,56 К) [241]. !* Существует также модификация С^, (а = 9,28 А, 6 = 7,68 А, ;= 8,03 А) 1241]. а* Существует также модификация ?>4Л <° = ">78 К, с = 23,65 А) [241]. «* Существуют также модификации ?$J и С4^ (о = 12,68 А, с = 25,47 А) B41). в* Введение ряда примесей приводит к проводимости л-типа [16, 117]. "* Существует также модификация С4 (а = 11,4'. А, с= 11,35 А) [241].
192 I О) 1 1 1 1 1 о [242] 1 1 980 I 11 сл a гра [16] I3 1 1 1 1 1 1 1 1 200 [161 s si я нес одифи II а« ' [16] ZnSb !v3 СО СЛ [117] 3 3 h = 11 II Я ° О5 СЛ з а [117] [133] [117] II о •°s ю 3 о То— -осе 8 [123] [181 700 ( 1 I 1 1 S3 05 II 95 я " о "Sat tn *• ^ К '"О 03 W й си S3 N ? сл 1 1 _- [16] о сд [161 о 300) 1 СО - S ° [136] [16] 1 1 N 1 1 1 р СО 1 (О [248] э —, ¦?'а.. л Г" [242] [248] g 5 со" СО.О> I 1, 1 N ее V 1 1 1 ... 1 1 1 1 1 о [248] 1 1 N 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 Q 1 1 i 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1. о* 1 1 а. II ' со .3 ¦а 1 i .... г. 1 8 [16] 100 ( 1 -" [10] [123] р II t- ft) ¦о Qj [16] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i Соединение °К 1 D, Литература i у| Литература 1 1 Литература { т 1 3 Литература « Литература а 3 1 | -*! = i Литература ,
I 3 3 о о сл to •I-.3 .!¦# P II О | 4^ CO ю сл Х-р а п wX »" "^Л to «о to I 3 3 3 K f ft MOO 2 too» ° 3 3 о to ело о со w w w 3_3J tl II II poo оа сл — "О 05 СЛ 3 3 3 3 3 3 a. |- = о о p to со о ю » со 4 Ю Ю СО О О СО о о о о S Я ооо сл сл S ^1 1 8 2 Литература Литература Литература Литература V 9 x CO о СО СО СО Sl'lll я о я 11иа is "J Я o-o я о X 8x1 Литература Литература
10* 103 102 10° ю-' - - 1 1 1 1 Piy - А ЧРЖ- 1/рп - 1 1 1 1 1 1 1 10s -10* слабо анизотропны (этой анизотропиен часто пренебре- пренебрегают); наличие дополнительного взаимодействия Асг (кристаллическое поле некубического кристалла) при- -10"* г 10° 5 7 9 10s/T, ("I а 11 13 3 5 7 9 1О'/Г,( S 11 13 Рис. 21.38. Зависимость от температуры постоянной Холла R и удельного сопротивления р для трех основ ных направлений в p-GdSb и n-GdSb (легирующая прнмесь Ga) (б) [241]. 500 300 200 100 Т,С 1 \ V \ N *• -4 -5 Рис. 21.39. Зависимость проводимости а в CaeSbz ратуры [16]. удельной от темпе- темпеПолупроводниковые соединения типа AI'BVI Все соединения этого типа являются фазами пере- переменного состава. Полиморфизм и полнтипизм, свойст- свойственные многим из них, приводят к сильной зависимости структурно чувствительных свойств от условий выра- выращивания кристалла и термической обработки. Наиболее изученные полупроводники кристаллизу_ ются в решетках типа сфалерита (Г|) нлн вюрцита (Cg0) и имеют прямую зонную структуру (экстремумы зоны проводимости и валентной зоны расположены в точке k = 0). Кристаллы кубической структуры (сфалерит) изотропны; одна из подзон их валентной зоны отщепле- отщеплена за счет спни-орбитального взаимодействия Aso (рис. 21.40). Кристаллы гексагональной структуры (вюрцит) Рис. 21.40. Зонная струк- структура полупроводников типа A" BvI (сфалерит) [138]. К-0 Рис. 21.41. Зонная структура полупро- полупроводников типа AUBVI (вюрцнт) [138]. водит к расщеплению валентной зоны на три подзоны (рис. 21.41). Экспериментально определяемые оптичес- оптическими методами значения расщепления ?i и ?г связаны с Aso и Дсг соотношениями [1381 1 ?1.2 = + + АсгJ - 2 "Гл, — — AsoAcr\ К-0 с - '2 Рнс.21.42. Зонная струк- структура HgSe и HgTe [138, 199, 200]. 13-748 369
HgSe и HgTe имеют сложную зонную структуру с перекрывающимися зонами (рис. 21.42). Энергия пере- перекрытия Et ~ 0,001 se [199, 200] (по другим данным ?( = = 0,02 se (HgTe); ?( = 0,07 эв (HgSe) [138], Et = = 0,018 se (HgSe) [112]). Таблица 21.11 Параметры валентной зоны соединений типа A11 BVI[138] Тип структуры и соединение Сфалерит CdTe HgSe HgTe ZnS ZnSe ZnTe Вюрцит CdS CdSe ZnO ZnS Aso- se 0,8; 0,9 0,45* 1,1 0,072 0,43 0,9 0,065 0,42 0,092 se — — — — 0,027 0,041 0,055 Et, se — — — — — 0,015 0,078 0,0072* 0,029 Ег, ев — — — — 0,025 0,433 0.0522' 0,117 5-Ю4 2-Ю4 но* 5-10* 2-fO2 • <¦ Я 1\ \ 2 L \ 1 5 10 20 50 100 T,°K Рис. 21.44. Зависимость холловской подвиж- подвижности \i H фотовозбужденных электронов в CdS от температуры [138]: А — ток X к оси с; О — ток || оси с; сплошные линии — теоретические кривые, рассчитанные для случая совместного действия рассеяния на оптических фононах (/) н пьезоэлек- пьезоэлектрического рассеяния B). • По данным [108] Д = 0,38 ав. 2* По данным [159]. Электрофизические свойства ряда соединений рассмат- рассматриваемого типа представлены на рис. 21.43—21.56. 10* 5-103 3-10* 5-10z S-102 2-10! 1П2 : - _ - - I 6 I I I Vi i 1 \ s \ I ; г Jo 1* • o 10 Рис. 21.45. Зависимость дрейфовой подвижности ц р ды- дырок в CdS, отнесенной к подвижности дырок |Лр(| при температуре 20° С, от температуры [138]. Точки — дан- данные различных авторов. 20 40 60 80100 200 400 600 Г} К Рис. 21.43. Зависимость холловской подвиж- подвижности ц И электронов в нелегированном n-CdS от температуры [138]: Щ — эксперимент; сплошные лннин — теоретические зависи- зависимости холловской подвижности V-H в собственном образце для случаев пьезоэлектрического рассеяния (/), рассеяния на оптических фоноиах B) н совместного действия обоих : механизмов рассеяния (?)• 370
10 Рис. 21.46. Зависимость холловской подвижности Hfj электронов в /г-CdSe от температуры [138]: аффективная концентрация доноров (Ga), смг": -j—1-1016 (не- (нелегированный образец); И— 1.4-10"; А — 2,4-10"; # —2,9Х ХЮ18; сплошные кривые — теоретические зависимости для слу- случаев пьезоэлектрического рассеяния (/), рассеяния на оптичес- оптических фононах B) и совместного действия обоих механизмов рас- j^j, X сеяния {3). , J 10s S е \ |\ \ \ ш i \ \ ¦ ¦ . * • * • -Ч 4 ¦ 20 30 60 80 100 200 300 400 Т,°К 6 4i- 'Ь б 4-10 -И + + о ° а +++ а • • • '1 \\ г « + \ + + кс ¦ 'в i Л • ® ; -—< 1 U i- к Рис. 21.47. Зависимость холловской подвижно- подвижности \x,fj электронов в /i-CdTe от температуры [138]; + , О' X, ?, л—нелегированные образцы, прошедшие зонную очистку; О — образец, отожженный в избытке кад- кадмия после зонной очистки; Ў , ф, ф — образцы, легирован- легированные Nd, In и I соответственно; сплошная кривая — теоре- теоретическая зависимость для случая рассеяния на оптических колебаниях с учетом температурной зависимости статической диэлектрической проницаемости; пунктир — без учета этой j зависимости. 10 20 30 40 60 80100 200 3№Т,"К 13* 371
30 60 .1DS/T, (Ж1 so Рис. 21.48. Зависимость концентрации электронов в n-CdTe от температуры [138]. Обозначения см. рис. 21.47. 70 100 200 Рис. 21.49. Зависимость холловской подвижности дырок в p-CdTe от температуры [138]. Кривые а и б рассчитаны соответственно по формулам \s.tf =» = 57[ехр B52/Г)—1]. viH = 4 - 10»-Г—3/=: удельное со- сопротивление образцов при Г = 293 °К. ом-см: % — 2.2-102; О—1.5-103; К — I.9-102; л — 2.Ы0". 10K 4 \гоо 100 a ¦ ' / 6 \ / / \ Y \ V Ц ¦^^. 4 ч Рис. 21.50. Зависимость концент- концентрации электронов (а) и холловской подвижности цн электронов (б) в ZnS от температуры [138]: о"— гексагональный ZnS, легированный А1 и отожженный при 1050СК; ? — куби- кубический ZnS, легированный I и отожженный при 950° К. Штриховая линия (v-po) — тео- теоретическая зависимость для случая рассея- рассеяния на поляризованных оптических коле- колебаниях, пунктир ((ij) — теоретическая чависимость для случая рассеяния на заря- женных примесях. 2 S 4 5 6. 7 6 372
л, см 10 20 30 50 100 200 300 T,°K Рис. 21.51. Зависимость холловской подвиж- подвижности для n-ZnSe от температуры [138] при различной концентрации доноров ND и ак- акцепторов NА , 1016 еж: =0,5; O—ND = 1,05; Na = 0,75; % — ND= 3,7, Л^ = 0,5; О — Nq = 7,4, JVyj = 3,4. 10 10 10' [ I l__ 20 30 t, СКГ1 Рис. 21.52. Зависимость концентрации п элек- электронов в n-ZnSe от температуры [138]. Обозначения см. рис. 21.51. Z 3 4 5 6 7 8 2-346678 В 10 11 Рис. 21.53. Зависимость постоянной Холла (а) и удельной проводимости (б) для p-ZnTe от тем- температуры [235]. Легирующая примесь: О — Cs; П — Те; ^ — Р; ф— Li; числа у кривых —кон- —концентрация носителей при Т = 300 °К, см~3. 373
/ / / / / / r 1 / / \ 1000 BOO eoo 400 ^200 SO 60 40 20 1000 600 400 200 10080T,"K Рис. 21.55. Зависимость подвиж- подвижности ц для ZnO от температуры * [10]. 200 JOD 400 Т,°К Рис. 21.54. Зависимость подвижности fi в р- ZnTe от температуры [235]. Обозначения см. в подписи к рис. 21.53; пунктирная кривая- теоретическая зависимость. _ ООСССООСС JTODOOOXCXXJO——О 10' 4-Ш' 10' 10 101 о-<>юхсч|аУ»осдхххс . 4 10 7} "А" 12 10 8 6 \ • \ \ 2 s 10*. 101е 1017 п,см~' Рис. 21.56. Зависимость постоянной Холла (а) и удельной проводимости (б) в HgTe от температуры [239] и зависи- зависимость подвижности электронов от их концентрации при тем- температуре 4,2°К (в) [240]. 10 100 Т,"К а 374
i В 4 i Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа А В V i СО Соединение — ZnO ZnS ZnSe ZnTe CdO CdS CdSe CdTe Кристаллическая структура Г тип ~ (". * Гексаго- Гексагональная С4 Кубическая Кубическая Кубическая Кубическая ol Гексаго- Гексагональная 4, Гексаго- Гексагональная Г4 Кубическая Т2 1 d а, Ь, с, А Тип вюрцита о = 3,21 с =5,19 Тип сфале- сфалерита* о=5,41 Тип сфале- сфалерита о=5,668 Тип сфале- сфалерита о=6,104 а=4,70 Тип вюр- вюрцита 3* о=4,136 с=6,713 Тип вюрци- вюрцита 3* а=4,30 с=7,01 Тип сфале- сфалерита о=6,48 Литература m [138] [138] [138] [1] [138] [138] [138] [138] [138] г р> сма 5,664 5,60 4,10 5,42 5,26 5,68 8,15 4,82 5,81 6,20 5,86 Литература [123] [121] [140] [121] [130] [141] [216] [139] [139] [121] [139] X» ^ 2248 1923 1788 1512 1700 2023 j 1531 1371 Литература [123] [123] [123] [123] [123] [123] [123] |123] 3,43 3,35 3,542* 3,6 3,67(й)) 3,91 (ш) 2,78 2,7 2,82 2,34 2,26 2,2 2,1 2,3 2,68 2,4 2,52(и)J* 2,4 (s) 2,58 (ш) 1,77 1,67 1,8 1,529 1,5 C00 °К) 1,6G7°К) 1,605 D,2°К) Литература [66] [144] [123] [114] [138] [123] [138] [138, 142] [114] [138] [142] [138] [114] [47] [123] [59] [ИЗ] |142] [214] [138] [142] [138] [114] [68] [236] [236] [236] dT ' itT" Эв град —8 —5,3 —3,8(и)J* —7,2 C0<Т<400°К) —6 —4,4 G7<Г<300°К) —4,6 (90<Г<400°К —3,0 —5,6 Литература [144] [114] [114] [138] [59] [138] [144] [68] [236] dP эв бар 0,6-Л,9 5,7 9(и)J* 6 I 6 3,3 0,4 " 3,0 8,0 Литература МО, [114] [114] [114] [114] - [114] [123] " [218] [289] Тип прово- проводимости п п 1, р Р п п п п, р ература г^ [16] [16] [138] [138] [60] [138] [138] [138]
со Продолжение табл. 21.12 Соедине- Соединение Кристаллическая структура а. Ь, с, % Ч 2_ |П—4 dT град dE g dP бар n HgS Кубическая a=5,8514* 1138] 7,73 [121] 1750 [242] 2,0 [20, 114J [114] HgSe Кубическая a =6,084 1138| 7,1—8,2 8,26 [121] [1391 1071 [123] 0,2 0,22 [148] [156] [138] HgTe Кубическая a = 6,460 1138] 8,17 8,42 8,12 [1211 [139] [138] 943 [1231 0,115 C00 °K) 0,250 G7 °K) 0,302 D,2 °K) 0,3 [33] [33] [38] [199] [253] 10 [84] n, p [114] * Может кристаллизоваться б структуре типа вюрцита. '* Знаком S отмечены данные, относящиеся к модификации типа сфалерита, w — типа вюрцита; непомеченные данные относятся к основной модификации. " Также может кристаллизоваться в структуре типа сфалерита. ** Может кристаллизоваться в структуре типа сернистой ртути ct-HgS: здесь описывается P-HgS. Продолжение табл. 21.12 Соедине- Соединение ZnO ZnS ZnSe ZnTe 0,27 0,23 0,25 0,27— —0,28(ш)* md—Q, 1 m0 0,18 0,17 0,15—0,17 0,2 0,151 Литера- Литература [123] [H21 [114] [138] [15] [142] [138] [114] [114] [142] mp/m,t /пхо=0,58/я0(ш) /п^= 0,6 /n0 0,5—1 0,6 0.1542' md = 0,6m0 Bid = 0,65/По Лите- Литература [138] [138] [15] [114] [138] [229] [138] [181] см2 ^n' в-сек 180 140 200 530 260C00—550°K) 6000E5°К) 340 350(—Г-3/2) Лите- Литература [123] [138] [16] [138] [114] [1531 [138] [114] см* V е.сек 5G00° К) 23 15B00—400°К) ПО 100(-~7~3/2) Лите- Литература [138] [154] [114] [138] [16] —1,94 1,82 2>0|,,(ш) 1,46 0,4 Лите- Литература [155] [138] [138] [138] [148] [148] —1,24—1,74 1,04 5,25 10,7 Лите- Литература [155] [148] [148] [148]
Соединен ние CdO CdS CdSe CdTe HgS HgSe HgTe mn/mc 0,1; 0,3 0,2 0,205 0,1—03(s)* md=0,165/n0 0,131 0,13 0,093 0,111 0,14 0,11 —. m || [0011 = =0,0487/n0 /n||[iHJ = =0,0502/n0 /nll[H0] = =0,0498/n0 0,017 C00°K) 0,03D,2°K) Лите- Литература [143] [17] [138] [114] [57] [142] [138, 114] [138] [142] [114] [15] — [156] [156] [156] [84, 114] [84] /Лцо = 5,0 /п0 /лхо = 0,7 /п0 /nd = 1,34 m0 /nd=@,4-0,5) m0 '"illо > mo /nlj.o = °'45/no тщ — 0,63 /n0 /n2jLo = 0'9 mo 0,35 Л /npl = 0,16 /n0 /np2= 1,02 /n0 — 0,55 0,17G7—300°K) 0,16C00 Ж) 0,35D,2°K) Лите- Литература — [138] [138] [21] [114] [138] [138] [22] [138] [15, 138] [236] [236] [П21 [841 [84] [84] CM2 rt* в-сек 120 350 6,4-10*T-3/2 E0—200°K) 20(~T~3/z)(s)* 650 580 1050 1200 3000G7°K) 5,7-10*C0°K) 20—50 60 250 18 500(-~7"-3/2) 1044,2°K) 900 000D,2°K) 1OOOOOG7°K) 30 000C00°K) Лите- Литература [86] [138] [138] [114] [138] [114] [138] [121] [121] [149] [114] [92] [121] [114] [156] [239] [239] [239] см' ^P' в-сек — 15 50 50 80(~T-3/2) 50 — 100 fV = f*«/65 (Г = 77°K) Лите- Литература — [138] [46] [114] [114] [121] — [121] [145] Пр 1,81 1.78, , 1.72ic +0,6 „e +0,51ic —1,1 — —36 —25 —29 —40 одолжение табл Лите- Литература [201] [138] [138] [138] [138] [202] — [157] 1157] [236] [158] gP — 1,15ц, 1,00 — -2lir 21.12 Лите- Литература — [138] [148] — [138] CO • s — данные, относящиеся к модификации типа сфалерита, w — вюрцита; непомеченные данные относятся к основной модификации. •* Масса легких дырок.
00 00 Продолжение табл. 21.12 Соединение ZnO ZnS i ZnSe ZnTe CdO CdS CdSe ( CdTe HgS HgSe HgTe ! em f 0,026 0,19 0,18 — 0,2 0,043 0,075 — ' 0,019 0,019 0,016 0,027 (р-тип) Литература f [138] [138] [138] — [138] [138] [138] —- [138J [236] [138] [199] rD,°K Si 416 315(80°K) 310 400(80° K) 250(80DK) — 250—300 230(80°K) 200(80°K) 158 — 212(80cK) 242C00°K) 141 Литература [141] [114] [140] [114] [114] j [114] [114] [1141 [236] — [114] [114] [250] ti">j, ae 0,0605 0,0732 1 0,044 0,031 0,026 0,0654 0,038 - 0,027 0,0263 0,0212 — — -0,014 0,0171 Литера тура [220] [2541 [138] 1138] [138] [254] [254] [138] [254] [138] [254] [138, 254] — — [160] [252] 0,0545 0,0512 0,0394(ш)* 0,0367 0,0263 0,024 0,0219 0,0325 0,0324 0,0301 0,0263 0,0172 0,0173 — — 0,0146 Литература [220] [254] Ц38] [138] [138] [138] [254] [254| [138] [254] [142] [254] [138, 254] — — [252] ' s — данные, относящиеся к модификации типа сфалерита, w — вюрцита; непомеченные данные относятся к основной модификации. Соединение ZnO 1 с ZnS ' <ч>' 8,5 8,32 Литература [159] Ц38] <Еоо>* 4,0 5,13 Литература [159] [138] «011 7,55 8,32 Литература [254] [138] 80S! 8,63 — Литература [254] — еоо„ 3,69 . 5,13 Литература [254] [1381 eco3s 3,69 — Литература [254]
Продолжение табл. 21.12 Соединение ZnSe ZnTe CdO CdS i CdSe CdTe HgS HgSe HgTe <fo>* 9,1 8,81 8,33 10,1 9,67 21,9 9,3 9,4 9,63 : 1 1 10,6 9,65 10,6 11,0 30,7 25,6 26A0*— -10е ец) 48 21,0 20,1 Литература [138] [254] [142] [138] [142] [254] [138] [138] [138] i* [138] [142] [252] [161] [114] [П4] fl38) [114] [252] [254] <6OO>* 5,75 5,9 5,9 7,28 8,26 5,4 5,2 5,98 6,10 7,6 7,21 7,4 7,1 — — 14 14 15,2 Литература [1H1 [138] [2541 1138] [114] [254] [138] [138] [142] i- [114] [138] [2521 [1611 — — [138] [254] [252] Son 9,12 i 10,1 — 9,02 10,2 10,6 — — — Литература [138] [138] — [138] [138] |138] — — — — — — 9,53 9,33 — — — Литература — — [138] [138] i — - '"I. 5,9 7,28 'X 5,17 5,96 7,21 - 4—- — Литература [138] [138] — [138J [138] [138] — — — — — — 5,23 6,05 | — — — Литература I | — A38] 1138] — — CO CO * Значение, усредненное по кристаллографическим иаправлениям.
Таблица 21.13 Соединение ZnO ZnS ZnSe ZnTe CdS CdSe CdTe HgSe HgTe ED*.ae 0,05 (доноры Zn.H) 0,2—0.3 0,19—0,23 — 0,024—0,032 0,45:0,63:0,25** 0,014—0,03 0,011—0,022 Доноры: Hg в междоузлиях, вакансии Se, Ge, Si Доноры In, Ga.Al Свойства Литература [116] Г1381 [1381 — [138] [138] [1381 [138] [1141 [138] [25Ц примесей в соединениях А1 • BV1 ЕА-. ве — 0,19 1,2 (Си) 0,11; 0,75 (Си) 0,66 (Li) 0,048 (V-);0,14 ( V*") ; 0,15 (Си); 0.11 (Ag); 0,22 (Аи) 0.17 0,1 0,05 ( V?j);0,33—0,35 (Си); 0,3—0.33 (Ag); 0,33— —0,4 (Аи) — Акцепторы: Си, вакансии Hg, Ag, Au Литература — [138] [138] [138] [154] [138] [138] [138] [138] — [138] [114] [251] — — Eg~ 0.16 — Eg—0,09 — Eg —0,056 ?г-о.б ( v2cj) — — Литература — — [138] — [138] — [138] — — * Энергия ионизации мелких донорных уровней, хорошо описывающихся «водородоподобной моделью». Донорами могут являться AI, Си,In, Cl, Br, I, F, ио основной вид доноров — врожденный дефект: междоузельный Cd или Zn. 2* Энергия ноиизацнн мелких акцепторвв; ебычно это V~ (вакансия однократно заряженная), V~Z.,V^l~,V%T, Си, Ag, Аи. /n Cd zn Cd s* Энергия ионизации акцепторных уровней вблизи зоны проводимости. Там, где не отмечено специально, — комплекс: дефект — при- примесь. 4* Неопознанные уровни. .11 „VII Полупроводниковые соединения типа А В Таблица 21.14 Ёоедниеиие Кристаллическая структура Тнп о, 6, с. Литература CdF, Кубическая 01 а=5,39 6,05 [261 0,4 [26] 19 [26] Hgl2 Орто ромбическая с а. а=4,67 6=13,76 с=7.32 [1] 1,92—2,24 (чер- (черная) 2,11 (красная) 2,13 [242] [242] [Ю] 380
Соединения типа AIUBIV—AIUBVI Соединения AHIBIV. Соединение В4С (плотность р = = 2,5-г-2,6 г/см3 [216]) проявляет полупроводниковые свойства. Ширина запрещенной зоны Eg — 1,64 эв, проводимость р-типа, а = 300 мкв1град. При Т = «= 2623° К разлагается на элементы [16]. Кристалли- ческаи структура — гексагональная, тип D^, a = = 5,60 А, с = 12, 12 А [242]. Соединения AHIBV. Для соединений типа A'HBV ха- характерны высокая подвижность и малая эффективная масса электронов. Эти свойства обеспечивают им широ- широкое применение. Изучены весьма подробно. Кристаллизуются в структуру типа сфалерита Зоны проводимости имеют, как правило, несколько минимумов, расположенных в точке k ¦=> 0 и на осях [111] и [100]. Абсолютный минимум Г расположен в центре зоны Бриллюэна (k = 0) в InSb, InAs, InP, GaSb, GaAs (рис. 21.57); абсолютный минимум Л — на оси [100] в GaP, AlSb, AlAs (рис. 21.58). Значения параметров зонной структуры — в табл. 21.15. <100> Рнс. 21.57. Зонная структура InSb, InAs. InP, GaAs, GaSb [121, 170, 171]. <wo>. Валентная зона вырождена при k в 0. Максимум зоны легких дырок Vs находится в точке k = 0; максимумы зоны тяжелых дырок Vi расположены не- несколько выше (на 0,01—0,001 эв) и лежат на осях [111]. Имеется также зона Уз, отщепленная за счет спин-орби- спин-орбитального взаимодействия Д5О. Электрофизические свойства соединений рассматри- рассматриваемого типа см. на рис. 21.59—21.83. If 10е 10е V 10* 10 10" Рис. 21.59. Зависимость собственной концентрации пг в InSb от темпера- температуры [27]. 10 10 V 1 ш 7 Л (-) 7 10 5 i | (-) — - > 7 1 W3 200 400 600 10s/T, (°K)-f a ^ V 4 \s \ ^ 10 i I •4 I -- — 1 С 200 400 600 103/Т,(°КГ* 6 Рис. 21.58. Зонная структура GaP, AiSb, AlAs [121,170—172]. Рнс. 21.60. Зависимости коэффициента Холла (а) и удельной проводимости (б) в InSb при низких темпера- температурах от температуры [27]. Эффективная концентрация доноров, слГ3: 1—5.101а, 2—6-Ю1*; эффективная концентрация акцепторов, смг*; 3—4-Ю14, 4—4-10 [(+) и (—) означают знаки коэффициента Холла]. 381
1000 500 300 г 200 1000 500 300 200 150 Т, "К 6 °КГ1 103/Т,(°К Рис. 21.61. Зависимость постоянной Хол- Холла в InSb для образцов п- и р-типа от температуры [170] при различной концен- концентрации примесей; B, 4, 5, 7 сверху), —ак- —акцепторы, 1, 3, 6 — доноры, см'3. ,.,? 10е 10 i 1-10п ¦ ;, • '2-1OisCM'3 3-Ю14 4-10* Л 1,0 ю 100 Рис. 21.63. Зависимость подвижности электронов (а) и дырок (б) в InSb от темпе- температуры при различной концентрации но- носителей [27]. 12 3 4 5 6 7 Рис. 21.62. Зависимость удельной проводи- проводимости InSb от температуры [170]. Обозначе- Обозначения см. в подписи к рис. 21.61. 8f=. ®-| I | \-n-InSb о J Ц-н +J 'nSb 2 \ 11 — ¦ ¦ \ 0 \ - a m ю1 10й Ю15 ., Ю16 10п 1013 WH 1015 1OW 1017 1018 101i Концентрация примесей,см~3 Рис. 21.64 Зависимость подвижности ц „ электронов при Т = 273 (а) и 77° К (б) от концентрации примесей в InSb n- и р-типа [27]: 1 — теория для образцов «-типа: 2 — теория для образцов р-типа. 382
?00 X ^400 — \ N 500 300200 100 0 >> T,"C 10 10000 ^8000 ^ 6000 §4000 13 1014 1015 Концентрация примесеи^см'' да» ^2000 \ Ч о Ч >—• • 10* 10к 10* 1017 101е Концентрация примесей, см'3 6 10* Рис. 21.65. Зависимость подвижности \ар дырок при Т = 293 (а) и 77° К (б) от концентрации примесей в InSI? [27]. Точки — данные различных авторов. 10* V Ю1 10° 501 1 ч \ V X K00 I 100 i < \ х \ Хх Уп-Ш 0 -сю—п- ч. -я? -гас 2-10* -? с —-—г- -Х_х. в S3 /,7 Г, о 3 ш '¦ ^~ 10» 1 X —. / 2 3 4 5 6 7 10*/Г,(°Ю'1 ' * Рис. 21.66. Зависимость удельной проводимости InAs от температуры [170] при различной концентрации акцепторов в p-InAs и доно- доноров в n-lnAs. Рис. 21.67. Зависимость постоянной Холла в InAs оттемпературы [170]. Рис. 21.68. Зависимость подвижности электронов в InAs от температуры [27]. Числа у кривых—концентрация носителей, см. i о 3 CD ° 0 X ¦ о W1 10''7 10" '3 1019 Концентрация примесей, см Рис. 21.69. Зависимость подвиж- подвижности \ап электронов при Т =* 293° К от концентрации примесей в п- InAs [27]: С —образцы, прошедшие термообработку} К — необработанные образцы. 383
о X X Х X 10* /О" /0" Концентрация примесей, см Рис. 21.70. Зависимость подвижности цл электронов при Т ==, 77° К от кон- концентрации примесей в n-InAs [27]: о — ебразцы, прошедшие термообработку; X — необработанные образцы. 10* 10' 10 ( \ 5 1 -*— К W S / "if ч / 7 у 100 Т°К 10 1,0 I 500250 \ 4-10' \ 15 \ 8-1017 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 Б 8 10 12 103/Т,(еКГ1 а 5 Рис. 21.71. Зависимость постоянной Холла (а) и удель- удельной проводимости (б) в 1пР от температуры при различ- различной эффективной концентрации доноров (сплошная крииая) и эффективной концентрации акцепторов (пунк- (пунктир) [27]. 100 0 -100 -150 Т,вС 10z I 1 1 Г 1 1 -ООО-О О \ * п , 4 103/т,{°кг* а iz 1000Ж1000 -100 -150 Т,еС Рис. 21.73. Зависимости постоянной Холла (о) и удельной проводимости (б) в GaSb на одних и тех же образ- образцах от температуры [170]. Рис. 21.72. Зависимость подвиж- подвижности jx электронов и дырок в 1пР от температуры при различ- различной эффективной концентрации доноров и эффективной концен- концентрации акцепторов [27]. 384
О 2 4 6 8 10 12 14 103/Т,(°КГ1 6 Рис. 21.74. Зависимости постоянной Холла (а) и удель- удельной проводимости (б) в GaSb от температуры при раз- различной эффективной концентрации доноров (сплошная кривая) и эффективной концентрации акцепторов (пунк- (пунктир) [27]. Ю woz *6& Рис. 21.75. Зависимость подвижности носите- носителей в GaSb от температуры [27]. ip31000 500 300200 100 50 T,"C 1000 300 Ш50Т,"С ~r WOO 300 100 50T,°0 10s 10* V 101 ¦ж2 J \ ] 1 1 С ^. —^~. 4 \ 4 г \ 3 V 1 г з 10*/т, ("кг1 а 12 3 w3/r,(°K)-f Рис. 21.76. Зависимость удельной проводимости (а) и постоянной Холла (б) в GaAs от температуры [170]: /, 2—p-GaAs; 3, 4, 5—п-GaAs. 385
1ОЧ е 6 4 / ~- / - I ty-1016/' 7 ' * - : _ S . иоа \ 'К / \ \ \ \ , \ \ Я и Jin | \ \ 10 100 1000 T,°K W\ ? 200 11 t 1 I I 1 1 **• i 10* ¦ 1017 P,cm-s 10" Рис. 21.79. Зависимость холловской подвижности и дырок при Т == 300е К п от их концентрации в p-GaAs I170]. Рис. 21.77. Зависимость подвижности ц электро- электронов (сплошные линии) и дырок (пунктир) в GaAs от температуры [27] при различной эффективной концентрации доноров и эффективной концентра- концентрации акцепторов. f 4 / 10iS 10w 1017 Ю1е Концентрация примесей, см'3 10n Рис. 21.78. Зависимость подвижности р. электронов при Т = 300° К от концентрации примесей в GaAs. Сплошная кривая — теоретическая зависимость для комбинированного рассеяния на полярных колебаниях и ионизованных примесях [170]; О, Д — эксперимент. 5 10' 10 •п"9-1(Г"си-*-\ р=8-10 17 ббо угоо 100Т,°К. 10 10' & 8 10 .12: 3/г, а / 5L \ \ > — r?~ 1=9 L 100 7 °K 0 2 4 е 8 10 12 Рис. 21.80. Зависимость постоянной Холла (а) и удель- удельной проводимости (б) в GaP от температуры [27].
100 10 N / \П=2-1018см'3 \ \\ ЮО 1000 Т,К' Рис. 21.81. Зависимость подвиж- подвижности p: электронов и дырок в GaP от температуры [27]. *¦»' О; 10 1,0 if :# Н 13-Ю м 500 I 1-10 200 I юо т. к 10 10 0 2 4 6- 8 Ю 12 ft УК а I/ \ 500 V \ \ \ ,1,5-10 -5 л* 0 2 4 6- 8 Ю12 ft 16 б Рис. 21.82. Зависимость постоянной Холла (а) и удель- удельной проводимости (б) в AlSb от температуры при раз- различной эффективной концентрации доноров (образец легирован теллуром) и акцепторов [271- SOB %400 K\soo 200 / / А / 1O1S 1017 10* Ю15 10* p,c/rs юоот,°к I Рис. 21.83. Зависимость подвижности дырок в AlSb при Т =, 293° К от их концентрации (а) и от темпе- ! ратуры (б) [170] . Сплошная линия — теоретическая зависимость для комбинированного рассеяния на акустических фоионах и ионизированных примесях. 387
889 о О О ш Z > ¦о СП •о Соединение a ' so ч 8s.ro Ы -г IIII ел со О5 О «ail Литература ел о _2_ 00 3 Литература Ч N5 СО IsSNS Литература ), °К Литература о S 'град Литература РР "о о _j—_oq_ ОО °t ' 4^O S Литература Литература • о сл 00 Литература "-1 СЛ О CO 58s СЛ о g 00 Литература Литература
Продолжение табл. 21.15 Кристаллическая структура Тип Q GaSb Куби- Кубическая П 6,09 [1] 5,65 1121] 985 [123] 265 [121] 0,34 [121] 0,0298 0,0286 [170, 254] 15 16,1 [27] [254] 15,2 14,4 [170] [254] 4000 C00°К) 6000 G7°К) [27] [27] 1400 ) 3600 G7°К) [27] [27] InN Гекса- гональ- гональная ., а=3,53 с=5,69 [242] [242] 6,88 [242] 1200 [242] InP Куби- Кубическая п 5,86 [1] 4,79 [123] 1327 [123] 321 [121] 0,67 [121] 0,0435 0,038 [170, 254] 14 12,4 [27] [254] 10,9 9,6 [170] [254] 4,6-Ю3 C00°К) 2,4-104 G7°К) [27] [27] 150 C00°К) 1200 G7°К) [27] [27] In As Куби- Кубическая П 6,06 [1] 5,68 [121] 1216 [123] 249 [121] 0,27 [121] 0,030 0,0272 [170, 254] 14,5 14,9 [27] [254] 11,6 12,3 [170] [254] 3.3-104 C00°К) 8,2-104 G7°К) [27] [27] 460 C00°К) 690 G7°К) [27] [27] InSb Куби- Кубическая 6,48 [1] 5,78 [121] 798 [123] 262 [121] 0,17 [121] 0,0244 0,0228 0,0229 [170] [254] 17 17,7 [27] [254] 16,8 15,6 [170] [254] 7,8-10* C00°К) 1,2-10» G7°К) [27] 127] 750 C00°К) 10* G7°К) [27] [27] • Давление 4 атм, в азоте. 2* Соединения DyN, HoN.ErN имеют кристаллическую структуру типа О/, (кубическая); а=4,905 А , 4,874 А для первых двух соответственно: Е в этих соединениях составляет 2.1—2,9; 1,9—2,2; 2,4—2,8 эе соответственно [242]. Для BSb ? =2,6 as [242]. Продолжение табл. 21.15 ВР со оо CD 4,5; 4,2 [242] & @00)* I
06S ю I д СЛ О" о 3 •^3 _о 1 1 о 45—0 СЛ [84] о 8? ooZT — О О О 00 «О О 00 о о J 1 1 а > (Л О ~ о ! 1 1 1 о ^ о со- 1 *¦ 1 SS о сл СЛ "оо™ о о со ^ 00 СО 11 о 023 1 1 •о g з [170] о ^1 _. >—< ^) _о о -С» [84] —'".S Оо" — is --j — о о о о а„ Со о О 00 оьо ¦5 [174] [84] 1 1 Z 1 ьо •S 008 [242] О 0> гу ~ 8 i о >S J 0,07 [170] о 00 W - S оо ^100 rS ю 11 - о о [170] о Ъ i о > ... о 3 i о ,36 р—i 185] о СЛ 1 [185] — о 8 _о о ,06 1 I _ | -О Л — 3 О О ,35 00 СЛ 0,25 — Ё - ьоьо СО W о [171] о ,12 Ё i 1 °i S:i 1 ~ | 1 1 1 1 1 W А3 "! 'w о ч [242] 1 } 1 о S о о То U - 1 1 > Sb 3 [170] оо is"-1 и i о— i ! i-~ -- —— ..... 52 СЛ i о ,09 [123] i 1 > > _- J . CO 72] 1 - -1 ю bO - bO о ъ 1 1 1 3 > ¦о « •" 1 1 1 1 1 1 со о if о s J 1 5 > z ) CO 00 1 1 СЛ CO * 00 Ол о 1ТИЧ.) 1 1 ; 1 Соединение Абсолютный минимум зоны проводимости Литература ?ГД, да Литература ЕГА, да Литература ft! И, 8 Литература Д50, зв Литература 3 | Литература 3 3 (ill) п Литература
I6S s. t л ¦si -o О Й" О Соединение 3 3 = ь — осо — v * СЛ "?ь СП ЬО 3 ь о II "СО о <о СЛ 70] 170] [84] 84] 00 "^ JSS Литература 0,04 3 3 = ь о ьо о о о лсл сп СЛ оо gen оо О СЛ 0,2 Co to [170] [232] [231] 23] о S СП оо ьо оо о О О00 р о 00 СО о о cofo [123] [233] [176] [232] [231] 70] 73] 33 о 8 о СП 73] а Литература Литература Литература I I 4=- СП 0 О о го о о- о 70] 84] [230] Литература Co О 4^ СЛ ьосл si СО |чЗ Vim I I со 2 I I I ? СО 4^ СЛ о о о 123] 123] = 81 Ч 1 ЧЬ Литература S S Литература
Соединение GaS GaSe GaTe lnS InSe InTe TiS TiSe TITe SmS SmSe SmTe EuO Кристаллическая структура Тип Гексагональ- Гексагональная D4ft Гексагональ- Гексагональная2* D46h Моноклинная3* С1 Орторомбичес- кая Dfh Гексагональ- ная** D46fl Тетрагональ- Тетрагональ- Тетрагональная Dfh Тетрагональ- Тетрагональная D1^ Тетрагональ- Тетрагональная Кубическая Кубическая Кубическая О| — о а, Ь, с, А а = 3,585 с = 15,5 а = 3,755 с = 15,92 а= 11,95 6= 4,04 с = 14,82 а = 3,94 6 = 4,44 с= 10,64 с = 4,04 с = 16,90 а =8,437 с = 7,139 • а=7,79 с = 6,79 а = 8,03 с = 7,01 а= 12,94 с = 6,158 а = 5,97-=- 4-5,93 а = 6,200 а = 6594 а=5,97; 5,93 Лите- Литература [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] 150] 150] 150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [242] [62] [62] [242] - 1 - см' 3,48 5,03 5,44—5,57 5,18 5,55-5,72 6,29 7,61 8,62—9,05 8,31 8,42 5,64 6,42 6,441 Лите- Литература [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [39] [150] [150] [62] [62] [62] - 1 - 1298 1233 1108 965* 933 966 623* 573 603* — 1970 — — Лите- Литература [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] [150] — [64] — — Электрофизические V 2,5 2,95@°К) 2,58C00°К) 1,95 2,1 1,97 1,05 1,7C00°К) 1,797G7°К) 1,8 1,2 — 0,57 0,574 0,65 0,57 0,7 — 0,22C00° К) 0,24 0,72 0,70C00° К) 1,12C00° К) Литература [150, 260] [30] [30] [150] 150] 150] [150] [152] [152] [150] [150] — [10] 14] 150] 32] 32] — [89] [62] [64] [62] свойства *Eg dT in- эв град —7,2 -3,8 -4,0 —8,0 —3,6 —4,35 —6 — — — -1,19 —3,9 — — — — [62] |-4,7 EuS | Кубическая О\ \ а = 5,969 I [62] I 5,88 I [62] | — I — I 1,65C00°К) | [62] | —1,7 EuSe Кубическая 05 а = 6,185 [62] 6,42 [62] 1,78 C00°К) 1,85 C00° К) [62] -3,2 EuTe YbSe YbTe Кубическая О\ Кубическая О\ Кубическая О\ а = 6,585 а = 5,963 а = 5,87 а = 6,36 а = 6,34 [62] [62] [1] [62] ш — — — — — — — — — — — — 2,0C00°К) 0,17 0,3 [62] [64] [64] 2 — — • Перитектическая точка. 2* Может кристаллизоваться в ромбоэдрическую структуру С^ (а = 3,755^, с = 23,92J^) [150]. 3* Может кристаллизоваться в гексагональную структуру ?>j?ft (а = 4,06 Д, с = 16,96Д) [150]. ** Может кристаллизоваться в ромбоэдрическую структуру с| (а = 4,02 Д, с — 25,04^) [150]. 392
полупроводниковых соединений типа Л В Ш RVI Таблица 21.16 Лите- Литература Тип про- проводимости Лите- Литература Лите- Литература Лите- Литература град Лите- Литература Примечания Лите- Литература [260] [150] V-nlV-p = 8 [151] 5—10 [150] 150 [150] U-n/U-p = 8 [151] [242] [10] [260] [150] 30(Т~иб) 20 [30] [150] 200 [150] Ч = 7,0 [215] [132] [31] [152] [150] Т \1/2 50 (Г<350°К) [31] [242] 15 40 [152] [150] 1000 [150] [10] [150] 900 [150] 200—500 [150] [150] 100 [150] [14] [32] п, р [32, 150] 30 [123] 400 [150] mdn=0,3m0 06 [32] [32] ! 0G—3/2) 37 [89] [72] mn=0,78m0 [89] 26 [62] [62] [62] [62] [62] — — — — — — — — — — — — — — — 44 — — — — — [62] — — — — 0,3 — — — — — [64] — — — — — — — — — — — " 1 " Ч = 9,8 H = Ю,2 е0 = 10,5 ео= 11,2 — — [62] [62] [62] [62] — — 393
Таблица 21.17 in Соединения g В 3' имеют малую подвижность Свойства примесей в соединениях А В Соедине- Соединение _ AiSb Gaps* GaAs3* GaSb InP* InAs InSb V ED . se' 0,27 (Se); 0,13 (Те) Доноры: Se, Те ~0(Se, Те) 0,075 (S) ~0(Se, Те) ~0(Se, Те) ~0(Te,Se, S, Cu) ~0(Te, Se, S) Лите- Литература [170] [170] [170] [214] [214] [170] [170, 123] [170] — Акцепторы: Zn, Cd 0,0125 (Au) 0,098 (Mn) 0,014 (Zn) 0,021 (Cd) 0,0125 (Mg) 0,037 (Zn) 0,03 (Cd, Zn) i Акцепторы: Zn, Cd, Mg 0,0075 (Zn) 0,0075 (Cd) 0,034 (Au) 0,066 0,023 0,039 (Ag) Лите- Литература — [170] [123 123 170 170 [170 [170] [170] [170] [170] [170] [170] * Энергия ноннзацнн доноров. ; ?* Энергия нонизацнн акцепторов. 3* Си может быть как акцептором, так и донором. Соединения AnlBvl. Наиболее изученные полупро- полупроводниковые соединения III и VI групп обладают стехио- метрическим составом двух типов: AinBVI и Ао^вУ1 и имеют много кристаллических модификаций. Соединения AHIBVI делятся на два класса. 1. Соединения с гексагональной структурой D§h — GaS, GaSe, GaTe, InSe. Халькогениды галлия — полупровод- полупроводники р-типа, InSe — п-типа. Все эти соединения облада- обладают диамагнитными свойствами. В GaS, InSe и GaSe — непрямая зонная структура с максимумом валентной зоны, расположенным при k = 0 [99, 150]. 2. Соединения с тетрагональной структурой D^ — — InTe, TISe, T1S, из которых первые два — полупро- полупроводники р-типа. По физическим свойствам эти соедине- соединения близки к соединениям первого класса, но не обла- обладают диамагнетизмом и имеют более низкие значения Eg. _ носителей (следствие дефектной структуры [150]) и обладают, как правило, проводимостью /г-типа (за счет избыточного числа атомов халькогена). Эти соеди- соединения мало чувствительны к легированию другими примесными атомами. Многие из этих соединений крис- кристаллизуются в структуры нескольких типов, параметры которых приведены в табл. 21.18. На рис. 21.84 пред- представлены температурные зависимости электрофизических свойств (типичного для этой группы) соединения 1паТез. 5» -4 -5 -6 -7 \ X 3 3 - I /?> ') 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 1OJ/T,(°K)-f Рис. 21.84. Зависимость удельной проводимости а G),постоянной Холла R B) и холловской подвижности fi# C) в 1п2Те3 от температуры [16]. | I I О халькогенидах редкоземельных элементов под- подробнее см. работу [62]. Сульфиды редкоземельных эле- элементов состава Ln2X3 имеют n-тип проводимости, се- лениды — р-тип и [*.п1\*.р ~ 0,5 [62]. Халькогениды редкоземельных элементов состава ЬпзХ4 представля- представляют собой полупроводники с Е^ близкой к Eg соответст- соответствующих халькогенидов состава ЬпгХз A,6 — 3,0 ав). Для разных соединений этого типа значения эффектив- эффективных масс плотности состояний и коэффициенты термо- э. д. с. близки н составляют: тд ~ B,0 ± О,5)то; к ~ B0 ± 10)мкв/град (подробнее см. [62]). Халькогени- Халькогениды редкоземельных элементов могут обладать магнит- магнитным порядком (ферро- или антиферромагнитное упоря-; дочение) [62]. Известны соединения TbS с Е„ = 1 ав C00° С) и Т12Те с Eg = 0,5 ав C00° К). Tr2S обладает гексаго- гексагональной кристаллической структурой типа С^ (а — = 12,2А;с = 18,2А)и плавится при Т = 443° С [242]. Полупроводниковыми свойствами обладает соедине- , = 10 см21(в-сек) ние UO2 (Eg =1,3 эв [87], [249]; О\, а =5,46 А [1]). 394
1 Таблица 21.18 Кристаллическая структура соединений Aj B3 [62. 121, 150, 242] Продолжение табл. 21.18 Соединение А12О3 Al2Se3 А12Те3 Оа28з а-^РF00°С) р_»7A015°С) GaSeJ a -> р F00°C) р -> 7 (800°Q 7 ->¦ В (?) Ga2Tes In2O3 Кристаллическая структура я-Гексагональная D^ 7-Кубическая а-Гексагональная (тип вюрцита) Cgo а-Моноклинная Гексагональная (тип вюрцита) С^о а-Моноклинная я-Гексагональная упорядоченная ^-Гексагональная не- неупорядоченная (тип вюрцита) C'6v а-Кубическая (тип сфалерита) T2d а-Кубическая (тип сфалерита) 7 d Р-Тетрагональная •у-Орторомбическая В- Кубическая (тип сфалерита) Т2а а-Кубическая (тип сфалерита) Т2й Кубическая Ть о а, Ь, с, А а = 4,758; с = 12,95 а= 7,92; 3,42 а =3,89; с = 6,30 с=11,68; fc=6,73 Р = 121°, 1; с = 7,33 а= 4,08; с = 6,94 с = 11,14; Ъ= 6,41 Р = 121°,22; с = 7,04 с= 6,38 с = 18,09 с= 3,68; с = 6,03 с = 5,17 с = 5,43 а= 5,487; с= 5,411 а =7,76; Ь= 11,64: с = 10,82 с = 5,46 а = 5,89 а = 10,118 Соединение In2S3* а -> fl C00°С) In2Se3* a -+ р B00°С) р ->¦ 7 F50°С) 7 -+ 6 G50°С) 1п2Те3* a -»¦ р F00°С) v2s;! La2S3 -- La2Ses La2Te3 Ce2S3 Ce2Se3 Ce2Te3 Кристаллическая структура а-Кубическая (тип T'-AlgOg) 0\ P- Кубическая (тип T'-A12O3) O| [з-Тетрагональная a-Гексагональная Р-Гексагональная (тип вюрцита) Cqv 7-Кубическая (тип сфалерита) T2d В-Моноклинная а-Кубическая упоря- упорядоченная (тип сфа- сфалерита) Т^ Р- Кубическая неупо- неупорядоченная Моноклинная 7-Кубическая a-Орторомби ческая Кубическая Кубическая 7-Кубическая а-Орторомбическая Кубическая Кубическая а, Ь, с, А а = 5,36 а = 10,72 с= 7,62; с = 32,32 а= 16,0; с = 19,24 а= 7,1; с= 19,3 а = 10,10 — с = 18,40 с = 6,16 о = 17,52; Ъ= 4,019; с = 10,97 а = 8,723 о = 7,584; b = 15,86; с = 4,144 а = 4,055 с=9,627; 9,619 а = 8,634 а = 7.513; Ь= 15,715; с = 4,094 а = 8,973 а = 9,539 * Указан возможный переход и температура, прн которой он происходит. 395
Продолжение табл. 21.18 Продолжение табл. 21.18 Соединение Pr2S3 Pr2Se3 Pr2Te3 Nd2S3 Nd2Se3 Nd2Te3 Sm2S3 Sm2Se3 Sm2Te3 Gd2S3 Gd2Se3 Кристаллическая структура 7-Кубическая а-Орторомбическая Кубическая Кубическая у-Кубическая а-Орторомбическая Кубическая 7-Кубическая Орторомбическая 7-Кубическая а-Орторомбическая Кубическая 7-Кубическая Орторомбическая ¦у-Кубическая а-Орторомбическая 7-Кубическая Орторомбическая а, 6, с, А а = 8,527 а = 7,472; Ь = 15,604; с = 4,058 а = 8,927 а = 9,481 а = 8,527 а = 7,442; Ь = 15,519; с = 4,029 а = 8,859 с = 9,453 с= 12,16; Ь= 11,93: с = 4,34 а = 8,448 а = 7,38; b = 15,378; с = 3,974 а = 8,784 с = 9,480 а = 12,06; Ь = 4,34; с = 4,34 а = 8,387 а = 7,338; Ъ = 15,273; с = 3,932 а = 8,717 с = 11,18; Ь= 10; с = 4,05 Соединение Gd2Te3 Dy2S3 Dy2Te3 Ho2S3 Er2S3 Er2Se3 Er2Te3 Yb2S3 Yb2Se3 Кристаллическая структура Орторомбическая f- Кубическая о-Моноклиииая Орторомбическая Моноклинная Моноклинная Орторомбическая Орторомби ческая Ромбоэдрическая Орторомбическая а, Ь, с, А а= 11,96; 6= 11,75; с = 4,29 а = 8,292 а = 7,279; Ь= 15,316; с = 3,878 а= 12,216; fc = 8,637; с = 25,911 а = 17,45; 6 = 4,0; с = 10,128 а = 17,4; Ь = 3.98; с = 10,09 а= 11,35; Ь= 8,10; с = 24,17 с= 12,134; fc= 8,579; с = 25,737 ' а= 6,748; с = 18,191 а = 11,27; fc= 8,602; с = 23,96
Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа А2 В3 Таблица 21.19 Соединение ¦fa 10-' град Примечание a-Ai2Os 2323 [242] 2,50 [242 a-Al2Ss 2,32 [242] 1373 [242] 4,1 [242 —11,5 (90—373° К) [242] 3,91 [150] 1253 [150] 3,1 [150 -И.2 [10] [150 Al2Tes 4,5 [150 1168 [150] 2,2 2,5 [150 [123 [150; a = 270 мкв град [150] p-Ga2S3 3,65— 3,74 [150 1398 [150] 2,5-2,7 3,06 2,84C00°K) [150 [150 [123 -6,7(90—293° K) —7 -8B93—373°K) [242] [58] [242] [150 28 [150] a = 900- мкв град [150] 4,92 [150 1293 (P) [150] [1501 [121 [16] [150 №(«) 0,005 [147] a = 400 мкв град [150] a-Ga,Te4 5,57 [150 1065 [150 1,56 1,4 1,2 [31] [150 [10] -6,6B93—373°K) —5,4 (90—293°К) [242 [242] [242 [150 50 26 340 [16] [150 [123 0,004' [150] mn = 0,39m0 m* = 0,23m,, , = 26 в-сек [123] [123] [123] In,O3 7,04 [132 2270 [132 2,8C00° K) [132 -7,7 (90°K<7'<293oK) —8,4 B93°K<T<373°K) [132 [132 [60] 160 271 [242] [60] mnd ~ 0,55/По [60] 5,92 4,63 [150 [121 1363 [150] 1,13* [150 —6,8 [10] [150 <100 [150] мкв a = 700 ¦ jt град e= 13,34-14,7 [150] [242] In2Ses* 5,36(P) 5,67(«) [150 [150 H73(a) [150 [150 [10] [10] n(a) [150 125(a) [150] 0,01 (a) [150] a= 1004-S мкв град [150] In2Te3 Co со 5,73(p) [121 [121 940(a) [150 1,02 (a, 1,12 (a, [150 [16] —5,6B93—373°К) -4,2(90-293° К) -3,4 [242] [242] [16] [16] 50C) 15—70 [150] [150] [16] 0,0107 [150] мкв а град тп = 0,7т0 (а) тр = 1,1 т0 [150] [150] [150J
со со 00 Продолжение табл. 21.19 Соединение ti2s3 bc2S3 Sc2Se3 Y2S3 La2oe3 La2Te3 се2§; *^2 3 Ce2Te3 Pr2Ss Pr2Sea Pr2Te3 Nd2S3 Nd2Se3 г p>-rf — — — 3,87 4,93 6,15 6,53 6,4 5,15 6,17 6,6 5,27 6,51 6,6 5,36 6,70 Литера- Литература — — — [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] Гпл- — — — — 2423 2023 1868 2473 2323 2073 2323 — — 2283 — Литера- Литература — — — — [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] — — [62] — i,2 2,78 2,31 * 2,9 1,32 2,74-2,9 2,25 1,65 2,00 1,12 2,6; 2,2 1,62 1,84-2,0 1,3—1,7 1,6 1,1 2,2; 2,5—2,7 2,15 1,81 1,2—1,6 1,3-1,7 1,06 2,1; 2,7 2,2 1,6 Литера- Литература [10] [180] [180] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [242] [62] [242] [62] [242] [62] [242] [62] [62] [97) [242] [62] [242] 162] [Ь2] [97, 62] dE эв В . ИГ* й Т град — — — — — — — — — — — — — — Литера- Литература — - — — — — - — — — - — — Тип про- проводимости — — — — ¦ — - — - - — — — Литера- Литература — — — - - - — - - - — - — - — ч см2 е-сек — — — - — - — _ - - - - — — Литера- Литература — — - — - - — - — - - — — to 1 I 1 — — — - — - — — — — — — Лите- Литература — — — — — — — — — — — — Примечание — — — е0 = 6,81 SOD= 13,1 ео = 8,12 его= 16,3; 19,6 — — е0 =7,5; 6,25 EOD = 19,0 — — ?сх,= 14,2 — — его= 16,0 1SQV Й Лите- Литература — — — [62] [62] [62] [62] — — [62]" [621 — — [62] — — [62]
Продолжение табл. 21.19 Соединение Nd2Te3 Sm2S8 Sm2Seg Sm2Te3 Gd2Sa Gd2Ses Gd2Te3 Dy2S3 Dy2Te3 Ho2Ss Er2S3 Er2Se8 Er2Te3 Yb2S3 YbaSe8 6,94 5,87 6,93 — 6,14 6,90 7,42 6,50 — — 6,09 6,83 — 6,02 7,15 Литера- Литература [62] [62] [621 — [62] [62] [62] [62] — — [62] [62] — [62] [62] с к. 1923 2173 -1813 1773 — 2023 1773 1773 1783 — — 1793 1733 — — Литера- Литература [62] [62] [62] 162] — 162] [62] [62] [62] — — [62] [62] 1 — — Eg, * 0,8—1,0 0,8—1,12 3,0 2,96 2,3—2,5 0,7 2,55 2,2 2,2 0,74 0,7 2,94 0,7 2,7 ч) 2,8 0,83 — 2,5 3,2 Литера- Литература [242] [62] [62] [96] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [64] [62] [62] [62] [62] [62] — [62] [62] dE S 10- Э" dT • град — — — — — — — — — — — — — — Литера- Литература — — — — — — — — — _ — — — — Тип про- проводимости — — — — — — — _ - — — — — — — Литера- Литература — — — — — — — — — — — — — _ — 3 к V <& с — — — — — — 602* — — — — — — — Литера- Литература — — — — — — [64] — — — — — — — — 1 1 — - — - — — — — — — — — — Литера- Литература — — - — — — — — — — — — — — — Примечание 1 — Еоо= 18,0 — — — — — — — ео = 6,92 е<х,= 14,9 — — — ео = 6,81 ! 200= 15,1 — 1 — [62] — — — — — — — [62] — — — [62] — * Представлены две модификации (аир). « г* р.^ == 18 см2/{в-сек) [64]. * СО 8* Значение Е = 1,1 эе соответствует непрямым переходам. Для прямых переходов Е = 2,4 эв [150]. ее
? о Соединения типа A!v BIV — AIV BVI Полупроводниковые соединения типа Alv BIV* Свойства а-и 6-SIC Таблица 21.20 Соединение a-SiC B-SiC Соединение а-SiC B-SiC Кристаллическая структура Тип Гексаго- Гексагональная Кубическая п ?,,эв 3,0 2,68 а а с а Л О. л I ч [5,8] [15, 79] Ь,е, А = 3,07 = 37,7 A5,07) = 4,36 1 1 —3,81 га 1 о. S [11 [1] [11 7-пл,°К 3073 26002* га и Q. О [85] 1 15, 79 тп то 0,6 0,25 га [1321 [124] Л Л О. <и F- [1241 [73] г р' еж3 3,21 3,21 Л и о. [1931 [1321 тР 1,2 1,0 nd= 0,59m0 < f ? 1200 а л 1" || [124] [123] [15] I Л о. С 230 200 «о 0,И9 л о. >¦ 1 (f [34] [49] 1 70 га & л [194] О. ё О. [16] «с 3 0,098 2,003 а 1 [194] Л $ <§ [124] 10,2 9,8 2,004 ч [124] [194] га о. & л о. [124] 6,9 6,73 F 1 к- 0,55— 0,57 Л I 1? [124] [194] га § а [195] "Для GeSI Е = 0,88 эв C00°К), для SnGe Е = 0,4 эв C00°К), для SiSn Е = 0,59 эв (ЗЭО °К) [242]. г* Прн этой температуре происходит переход P-SjC -» a-SiC [124]. Температурные зависимости постоянной Хо 21.86. подвижности б SiC представлены на рис. 21.85,
10* 10 I if 1 J/ / r If 1 1 ' i 10* 10' 10 I 10 0,1 I a S Рис. 21.85. Зависимость постоянной Холла в SiC от температуры для зеленых (о) и черных (б) образцов п-типа [224]. Полупроводниковые соединении типа AIVBV( Наиболее изученными соединениями этого типа яв- являются халькогениды свинца (PbS, PbSe, РЬТе), крис- кристаллизующиеся в гранецентрированной кубической решетке (Щ). Зоннаи структура — прямая, причем абсолютные экстремумы зои расположены иа краю зоны Бриллюэна в направлении [111] (рис. 21.87). Вблизи экстремумрв поверхности постоянной энергии представ- представляют собой эллипсоиды вращения (их эквивалентное Рис. 21.87. Зонная структура PbS, PbSe, РЬТе [125]. Рис. 21.86. Зависимость холловской подвижности \хн в SiC от температуры для зеленых (а) и черных (б) об- образцов п-типа [224]. Полупроводниковые соединения A'VBV Из соединений этого типа известно SnsAs2, кристал- кристаллизующееся в ромбоэдрической решетке. Температура плавления Гпл = 871° Ki ширина запрещенной зоны Е„ = 0.47 м. подвижность дырок цр ==¦ =270 смГПв-сек) [100]. число — 4 для каждой зоны). Валентная зона расщеп- расщеплена на две подзоны; нижняя из них (подзона тяжелых дырок) имеет максимумы внутри зоны Бриллюэиа на осях [111] и проявляет себя в материалах р-типа при повышенных температурах (для РЬТе при Т'^400оК). Халькогениды свинца обладают аномально высокой ди- диэлектрической проницаемостью. Электрофизические свойства халькогеиидов свинца см.иа рис. 21.88—21.101. Некоторые соединения рассматриваемого типа ха- характеризуются непрямой зонной структурой, как это имеет место, например, в GeSe, SnS, SnSe [114]. Извест- Известно также, что валентные зоны в GeTe и SnTe состоят из двух подзон, разделенных энергетическим интервалом 0.3 эв [114J. Тип проводимости рассматриваемых соединений часто определяется их отклонением от стехиометрии. К соединениям типа AIVBVI относится также ТЮг (рутил) — полупроводник с поляронной проводимостью (прыжковая энергия 0.13 эв [212], 0,15—0,2 эв [25]), свойства которого представлены в табл. 21.21. 14-748 401
Таблица 21.21 Свойстве рутила (ТЮ2) Кристаллическая структура Тип о. с, К TD Тетраго- Тетрагональная с=2,96 4,28 [209] X с 89 || с 173 || с 260 X с 140 X с 9 1 II с 6,8/ [25] [2П] 3,0 [16] 0,16 0,57 [25 [25] || с 1,941 X с 1,976 [213] * Подвижность полярона. 775 650 A0 °К) 670 F8-^-373 °К) [141] [242] 10 к ч V \ PISe V т TV 2 103/T,loti 1 Рис. 21.88. Зависимость собствен- собственной концентрации пг- носителей в PbS, PbTe, PbSe от темпера- температуры [125]. Рис. 21.89. Зависимость удельного сопротивления рв РЬТе от температу- температуры [117]: 1,2 — почти собственные образцы; 3—9—р-РЬТе. Измерения постоянной Холла на тех же образ- образцах (см. рис. 21.90). 6 8 10 10г/Т,(вК)Г' 402
20000 10000 5000 2000 1000 500 ^ 200 оГ WO 50 20 10 5 2 1 A / // —ш? -ft i J A\ ,—* /^ i — ( T 2 3" 5 6 ¦ 7 ¦в л 9 7 X 3 10° ¦10- 4-10 Рис. 21.91. Зависимость постоянной Холла R в сильно- сильнолегированных образцах РЬТе от температуры [125]. 4 6 8 10 12 14 ^1 Рис. 21.90. Зависимости постоянной Холла R от температуры [117]. Для р-РЬТе приведены только положи- положительные ветви. Образцы те же, что и на рис. 21.89. 100 10 II (п-тип) ?-, /. t # ^S,43-101' '(p-imm) (п-тп) 0,002 0,01 е е 4 2 10s f г 10* в 6 4 р & о о \ О q- \ s к \ \ О :о -с X \ ч, о ^ ¦ s s \ \ \ ,х \ ° 6 \ _ *^ О 4?"К \ \ N \ -77^ - ч. N V 0 е еЮ1" Л.СМ" Рис. 21.92. Зависимость холловской подвиж- подвижности цн электронов и дырок в РЬТе от темпе- температуры при различной концентрации носителей Рис. 21.93. Зависимость подвижности цл эле- электронов от их концентрации п в РЬТе [125]. Точки — данные различных авторов. 14» 403
\ у ¦^jf-iX 7,8-10" 1 2 3 4 S 6 юг/т,(°кГ1 Рис. 21.94. Зависимость удельной проводи- проводимости в n-PbSe от температуры при различной концентрации доноров [117J. ¦2,0 / i # r I— f1^6'10 17 SJIO17 1fi-1Oi7 4 $ 6 -0,5 Рис. 21.95. Температурная зависимость постоянной Холла R в n-PbSe при раз- различной концентрации доноров [117J. 500 10" 10' 10 1 П 1 1 - (p-man) (n-irtun) V / и /a ? if \ \ ? V ¦-- 0,111-10* ""Хя-ю1" W-10* > ** \ {n-muri) 0,002 0,01 0,1 Рис. 21.96. Зависимость холловской подвиж- подвижности ц н электронов и дырок в PbSe от темпера- температуры при различной концентрации носителей [117]. 4-КГ1 2 4 6 8 10 12 14 to'/г, СЮ'1 Рис. 21.97. Зависимость удельного соп- ^отивления р в я-PbS от температуры 117]. Измерения постоянной Холла нв тех же образцах, что и на рис. 21.98. 404
IV 10* 40 10 4 1 \ I I I ,-,¦ ?»_ . * I XX • T+ X 4 6 8 10 12 14 1Os/T,C/O"t 0 2. 4iff в 10 12 14 '1 Рис. 21.98. Зависимость постоянной Холла R в n-PbS от температуры [117]. Образцы те же, что и иа рис. 21.97.. Рис. 21.99. Зависимость удельного сопротивления р в p-PbS от темпе- температуры [228]. Измерения постоянной Холла иа тех же образцах, что и на рис. 21.100. 70 ? 0,1 V I > » •» ^ — —X i m x-x- 6 8 10 12 14 0 2 Рис.21.100. Зависимость постоянной Холла R в p-PbS от температуры [228]. Образцы те же, что и на рис. 21.99. Рис. 21.101. Зависимость холловской под- подвижности (*н электронов и дырок в PbS от температуры при различной концентрации __ носителей [117]. 405
Таблица 21.22 Электрофизические свойства халькогенидов свинца (PbS, PbSe, РЬТе) [125] 1 Я в в PbS PbSe РЬТе Кристаллическая структура ¦ Тнп Кубическая гранецен- трирован- ная 01 ' h Кубическая „гранецен- "тр'ирован- ная Л -¦ Кубическая гранецен- трирован- ная °ft о а. А 5,94 . -/- 6,12 •- - 6,50 * - О 8,2 .8,3" 7,6 о 1387 1. 1335 ¦ 1190 0,29 D,2°К) 0,31 G7°К) 0,41 C00°К) 0', 165 D,2°К) 0,176 G7°К) 0,29 C00°К) 0,19 D,2°К) 0,22 G7°К) 0,32 C00 °К) 1,46 • 1,36 1,11 «Л 1,67 1,72: 0,77 ¦ 1 ^и t § L 4 4'. 4* k —8 —8 0 —8 -Ир т0 0,105 0,068 ¦ ' ¦ 0,31* т\\п т„ 0,105 0,070 - 0,24 0,075 0,034 0,022* 0.080 0,040 0,024 * Данные относятся к зоне легких дырок, для зоны Тяжелых дырок dE /dT = 0, т = 1,2-И ,5 т0. 406
еиие к 8 PbS PbSe PbTe CM* л* в'Свк 68 500 D,2 °K) 11000 G7 K) 610 C00 °K) 139 000 D,2°K) 16500 G7°K) 1000 C00°K) 800000 D,2°K) 31600 G7 °K) 1730 C00 °K) CM* P* е-сек 80 000 D,2°K) 15 000 G7 °K) 620 C00 °K) 57900 D,2 °K) 13 700 G7 °K) 1000 C00 °K) 250 000 D,2 °K) 21600 G7 °K) 840 C00 °K) n. C00°K), CM~* 2,0-101" 3,0- 10ie 1,5- 10ie 175 250 400 17 24 33 3* 0,0263 0,0165 0,0136 - s OS i" 0,082 0,0054 0,0039 Продолжение табл. TD B00°K), °K 227 138 125 em 1 сн-град 0,025 0,016 0,02 «1 J? u «H-n 12 27 45 21.22 * 13 32 51 ¦ ' || — параллельно большой осн эллипсоида эяерги й. Таблица 21.23 Электрофизические свойства соедииеиий типа А В IVdVI Соедине- Соединение SiTe2 Si2Te3 GeS GeSe GeS^ Кристаллическая структура Тнп — — Ортором- бическая Ортором- бическая Ромбичес- Ромбическая а, Ь, с. А — — а=4,30 с=10,44 с=3,65 с=3,82 6=10,79 с=4,38 с=6,94 fc=12,19 С=22,99 Литература — — [1] Hi HI m [242] [242] [242] — — 4,012 5,52 — Литература — — [114] [114] — о* С — — 898 943 1013 Литература — — [35] [114] [242] TD ,°К — — ¦ — — — Литература — — — — — Eg.se 2,03 (зоо°ю* 1,8 C00°К) 1,77 1,0 1,16 C00°К) 2,3' Литература [174] [53] [114] [165] [8] [114] [242] Тип прово- проводимости — — — р — Литература — — — , [1141 — 407
Продол же ние табл. 21.23 Соедине- Соединение Кристаллическая структура Тип а, Ь, с, . TD.°K & V" GeTe3* Кубическая а=6,02- 5.0944* [114] 6,19 [114] 993 [П4] 166 [164] 0,5-1,0 C00°К) 0,27 0,23 [114] [257] [203] [203] [258] SnO2 Тетраго- Тетрагональная ой а=4,72 С=3.17 [1] [1] 6,95 [216] 14005' [216] 500 [69] 3,97 [93] [60] SnS Ортором- бическая U2h а=3,98 6=4,33 С=П,18 [1] [1] [1] 5,08 [П4] 1155 [216] 270 (80°К) [114] 1.07 [3] [П4] SnS2 Тригональ- ная а=3,64 с=5,87 И] [1] 4.5 [216] 2,076* [183] SnSe'* Орто ром- ромбическая с=4,19 6=11,57 С=4.16 [1] [1] [1] 6,179 [П4] 9538* [39] 210 (80°К) [114] 0,889е* 0,88 [39] [3] [П4] SnSe Три тональ- тональная [1] 5,13 [216] 023 [216] 0.97е* [183] SnTe»»* Кубиче- Кубическая 01 с=6,28 [11 6,45 [114] 1079 [114] 140 [П4] 0.26 C00°К) [П4] [П4] Продолжение табл. 21.23 Соединение Si2Te2 Si2Te3 GeS2 GeSe mp /m0 — — — — Литература — — — — см'- V-n • в-сек — — — — Литература — — — — см' в-сек — — — 70 (Г) 60 Литература — — — [114] [81 408
i Соединение GeSe2 GeTe SnO2 SnS SnS,, SnSe SnSe, SnTe mp/m0 — m1=l,15»* m2=5,0 12* mx=6,2 m,=l,0 — md=0,15 — ^=0,13 mn=0,1 Литература — [П4] [258] — [127] [127] [127] — [15,39] — [205] [206] [7] [205] смг n е-сек — 130 200—300 (~Х-1Л) 80 315 — — — 27 — Пр одо л же ние Литература — [203] [69] [5] [60] — — — [183] — см2 ^Р' в-сек — 55 150 300 65 ~ — Хс ПО I3* 80 — ^=3500 A00°К) га б л. 21.23 Литература — [258] [126] [69] [127] [4] — [П4] [3] — [114] [181] [114] дТ —1,226-10-» эе/град [174]. 2* —"^— =-6,5-10-* эе/град [53]. "• х = 95-10-3 егпЦсм/град) при Г~100° К [258]. 4* Высокотемпературная модификация; низкотемпературная модификация — ромбоэдрически искаженная структура типа NaCI ;a =5.886 А,С>7 = 88О35'; переход происходит при 390—460°С [114]. " Разлагается. "* Непрямые переходы; прямые переходы дают значения 1,62 эв для SnSe2 и 2,88 эв для SnS2 [183]. вт '• х = 0.018 см-град Г39]. см-грао "* При 813°к — полиморфное превращение. При 898° К. 61 ат. % Se: SnSe и SnSe2 образуют эвтектику [39]. •• Непрямой переход, dEJdT = —4,3- ИГ* эв/град [39]. .о. . _ ,ооа. . .г y=i39 см-1: а , =26 см*1 [254]. 1280; sm =45, о ; m 5,; 13 м\ х с [] "• В зависимости от концентрации примесей т*=0,48-^0,78 т0 [203]. '2* mdn =0,22 т„; тап = 0,12 н- 0.18то [69]; топ= 0.16 т„ [259]; mdn =0.44; 0,32 ш„ [60]. "*|]ch в несколько раз меньше в несколько раз меньше |]ch в несколько раз меньше. "* Р-рСнльио зависит от концентрации р [128], ц,, |1г — подвижности легких и тяжелых дырок. Соединения типа AVBV— AVBV« Полупроводниковые соединения типа А В Из соединений этого типа наиболее изучены сплавы Bi^Slw. При ж = 0,92 [56]: [!.„ = 700 см2! (в • сек) (~ Г"*'1), н-л/ Н-р = 6. тп/тй = 0,17. — AsSb — полупроводник с Е = 1,6 эв C00°К), Нр = 200см2/(в-сек). Плавится при Г = 1080°К [242]. VDVI Полупроводниковые соединения типа А В Соединения этого типа используются при создании термоэлектрических устройств. Наиболее изучены Bi2Se3 и В1гТез и их твердые растворы друг с другом, а также с B12S3, БЬгБз, Sb2Se3 и др. Кристаллы Bi2Se3, В1гТез кристаллизуются в ром- ромбоэдрической структуре (D|d), приводящей к сильной анизотропии нх механических и электрических свойств. 409
Зонная структура — прямая; экстремумы зон располо- расположены на плоскостях отражения зоны Бриллюэна. Вбли- Вблизи экстремумов поверхности постоянной энергии в обе- обеих зонах близки к эллипсоидам вращения. Дополни- Дополнительные подзоны имеются как в зоне проводимости, так и в валентной зоне [169] (рис. 21.102). В других соединениях рассматриваемого типа зон- зонная структура может быть непрямой, как это имеет место, например, в БЬгТез и As2Se3A97, 198]. Тип про- Соединения типа AVIBIV—AVIBVI Полупроводниковые соединения типа AVIB'V. Из полупроводниковых соединений этого типа известно CrSi2, для которого Eg = 1,3 эв, а = 87 мкв/град. Оно обладает проводимостью р-типа, подвижность очень мала [16]. Рис. 21.102. Зонная структура Bi2Te8 и Bi,Se3. (Для Bi2Te3 6п=0,03 зв.Ър = 0,02 эв[169].) водимости в этих соединениях часто определяется их отклонением от стехиометрии. Данные по удельной проводимости типичного для этой группы соединения В1гТез представлены на рис. 21.103, 21.104. 10* 2 Рис. 21.104. Анизотропия проводимости Bi2Te8 [117]: оп, о33 — значения удельной проводимости в направлениях, параллельном и перпендикуляр- перпендикулярном базовой плоскости (ООП соответственно. Таблица 21.25 Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа AVI Bvl ю3 Р У 10 100 Т,К Рис. 21.103. Зависимость удель- удельной проводимости Bi2Te3 от температуры (типичные образцы р- и п-типа) A17]. Полупроводниковые соединения типа AVBVII БЫз обладает следующими свойствами: Eg = 2,5 эв C00° К), кристаллическая структура гек- гексагональная, С2si, а = 7,466 -г- 7,49 А, с = 20,9 А [242]. Соедине- Соединение СЮ8 Сго03 СгТе2* MoS22* МоТе2 ТеО2 Кристаллическая структура Тип Кубическая Гексаго- Гексагональная D|d — Гексаго- Гексагональная — Тетраго- Тетрагональная U4h о а, с, А с =5,743 6 = 8,557 с =4,789 с = 4,954; 4,96 с = 13,584; 13,59 — с = 3,15 с = 12,30 — а = 4,79 с= 3,77 Литера- Литература [242] [242] [242] [242] [242] — ' И! — fl] [1] Eg.ee 1,4 1,59— 1,63 0,17 1,2 1,023* 1,5 Литера- Литература [242] [242] [16] [10] [90] [10] * V-n = 12 см*Цв-сек) [70]. 2* i>. = 200-S-300 см*/[в-сек) [249]. s* d?g/dr = — 5,4-КГ4 зв/г/эой [90]. 410
Таблица 21.24 Электрофизические свойства соединений типа А В* Соединение - As2S3 As2Se3 As2Te3 SbA SbgSes Sb2Te3 e Bi2O3 Bi2S, BiSe Bi2Se3 Кристаллическая структура Тип Моноклин- Моноклинная с!, Моноклинная Моноклинная Орторомбнче- ская D$ Орторомбичес- каяГ^ Тригональная % Моноклинная Орторомбичес- кая Dl? Ромбоэдричес- Ромбоэдрическая " Трнгональная о а, Ь, с, А а = 11,47 6 = 9,57 с =4,24 — а = 14,4 6=4,85 с =9,92 а= 11,2 Ь= 11,28 с = 3,83 а = 11,58 Ъ = 11,68 с = 3,98 а= 4,25 с = 6,07 а = 5,83 6 = 8,14 с = 7,48 а = 11,13 fc = 11,27 с =3,97 а= 5,85: 3,846 а = 7ft, 0' о = 9,84 а = 24,4° Лите- Литература [1] [1] [1] [207] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [242] [242] [242] Ш И] [1] [123] [242] [132] р. г CJU3 3,43 4,75 6,1 4,64 5,81 6,57 6,5 8,76 6,73 7,98 7,398 Лите- Литература [123] [216] [123] [123] [123] [114] [198] [242] [123] [123] [114] °К 598 633 635 819 885 895 1093 1123 880 979 Литера- Литература [123] 1216] [116] [116] [116] [U8] [242] [116] [123] [116] V » 2,5 1,8 1,6 1,9 1,0 C00°К) 1,72 1,62 1,2 C00°К) 0,3 C00°К) 0,19 3,2 1,3 C00°К) 1,25 C00сК) 0,4 0,35 0,41 Литера- Литература [123] Ц14] [123] [107] [123] [114] [12] [123] Ц23] [48] [242] [116] [16] [123] [116] [168] dT ,0-4 Эв град — 5,6 * — -5,7 — 7 — — 2 Лите- Литература 110] — — [114] [114] [116] — — [168] Тип прово- проводи мос- . ти — — п, р* р р — п п Лите- Литература — — — [П4] [16] [114] — [114] [167] тп — — md~ =0,36m0 — — md = = 0,37m0 — 1,25 mx = = 0,22m0 m\\ = = 0,13m0 0,3 Лите- Литература — — [15] — — [15] — [242] [166] [114] mP Wo — " — md = = 0,5m0 — — md = =0,34m0 — - Лите- Литература — — [15] — — [15] — - -
Продолжение табл. 21.24 to Соепинение ВЦГе» VA a-NbA Кристаллическая структура Тип Тригональная Ромбическая Моноклинная о а, Ь, ф. А а = 10,478 о= 24°9'32" а = 11,519 Ь = 3,559 с =4,371 a =21,34 6 =3,816 с = 19,47 Литера- Литература [П7] 1242] [242] [242] 1242] [242] 1242] р см? 7,859 — — Литера- Литература [П7] ! — — ГПЛ' °К 853 941 — Литера- Литература [П6] [63] — Ег9' 0,16 C00° К) 0,13 C00° К) 2,2 2,5 1,65 Литера - туоа [45] [117] 165] 163] [16] dT ]0-4 *" град -0.95 - — Лите- Литература 145, 117] — — Тип прово- тамости — п Лите- Литература [114] — [16] тп пи. md = = 0,37m0 ffirf = = 0,32ms — — Литера- Литература [117] Ц23| — — т. то mrf = = 0,51m0 md — = 0,24m таг = =2,5m0 md2 = =0,9m0 — ' — Литера тура [117] [123] 1196] 1182] — — * Зависит от содержания S. "* При легировании Те можно получить кристаллы л-шпа A6]. Продолжение табл 21.24 Соединение ASjjSe,, A^Tej Sb,Ss — — 170 15 Лиге ратура — — [15) [П5] CM' V е-сек — — 80 45 Лите оатуса - - [15] 1П5| em ем-граЯ - - 0.025 - Лите- Литература — — [114] — град — — 230—260 - Лите- Литература — 1116] — -or 7,5 6,0 — — Лите- Литература • [184] 1184] — — 9,7 8,9 - — ратура [184] [184] — — Примечания йш, ^ 0,030 * Ы, — 0,041 эв — TD = ЗЮ'К (80К) __JL=—7-10 эв/бар Лите ратуга Ц84| [184] — 1132] 1210]
Продолжение табл. 21.24 Соединение Sb2Ses SbgTe,,* Bi2O3 Bi^ BiSe Bi2Ses Bi2Te3 v2o8 a-Nb2O6 см* *"' в-сек 75 15 — — 200 — 600—2000 (^r-7/2} A30-300°K) 600 1200 — 22 Лите- Литература 116] [114J — — ¦ [123] — [114] [114] [16] 113] — [242] CM1 "P- е-сек 45 280—360 400 2000 D.2°K) — — — — 600(~T-2) — — Лите- Литература [16, 114] 1114] [44] [83] — — — — [13] — — em см-град — 0,04 — 0,0206 — 0,024 0,025 0,016 0,0175 — — Лите- Литература — [114] — [114] — [147] [242] [147] [242] — — мке град 1,2-103 80 80—100 — 700 — 300 170 (n-тип) 150 (р-тип) 50 (собств.) — — Лите- Литература [П4] [116] [114] — [114] — Ц6] [П7] [117] [117] — — — •— — — — — 85 — — Лите- Литература — — — — — — [П7] — — «о — — 18,2(~2Мгц) — — — 360+50 — — Лите- Литература — — [242] — — [192] — — Примечания TD = 240°К (80°К) dEg_ ЧР = —14-10-8 эв/бар TD = 160°К (80°К) — — TD = 180°К(80°К) TD = 212°К TD = 155,5°К Расстояние между подзонами дырок 20 мзв — — Лите- Литература [132] [210] [132] — — — [132] [123] [И7] [182] — — . * Валентная зона расщеплена на две. Изоэнергетические поверхности первой зоиы—12 эллипсоидов, m = 0,034m0, m* — 0,34m0, m" = 0,54m0, m =0,I8m0. Для вто- ^ рой зоиы m^2 = 0,3 m0 [83]: интервал между зонами 150 мяв.
Соединения типаАу11Вш—AVIIBVI ' Полупроводниковые соединения типа AVHBHI. Из- Известно полупроводниковое соединение этого типа МпА1 з с шириной запрещенной зоны Eg = 0,45 —¦ 0,58 эв при 300°К, подвижность электронов более 200 см2/(в-сек), подвижность дырок \хр ~ 200 см2/(в-сек) [242]. Полупроводниковые соединения типа AVHBIV. Из- Известны полупроводники этого класса ReSi2 с шириной запрещенной зоны Eg = 0,13 эв [16] и MnSi с кубичес- кубической кристаллической структурой: а = 4,557 А, группа Т*, Ее = 0,5 ~ 0,6эв,ц„ = 10 -г- 40 см2/(в-сек), % = = 10^ вт/(см-град) [242]. Полупроводниковые соединения типа Avn BVI Таблица 21.26 Электрофизические свойства халькогенидов и окиси марганца Продолжение табл. 21.26 Соеди- Соединение МпО2 MnSe* Кристаллическая структура Тип Ромбичес- Ромбическая Dfh Кубическая О а, Ь, с, А а =9,27 6=2,866 с =4,533 а =5,45 a Литера [242] [242] [242] [216, 242] 0,13— —0,19 C00°К) 0,68 2,5 8 • сек С i 1,2 — а >• Литера [242] [80] [242] 6 Соедин ние MnSe2 МпТе2* МпТе** Кристаллическая структура Тип Кубическая п Гексаго- Гексагональная — а, Ь, с, К — а = 4,14 с = 6,71 Литература [242] [216] [242] — Eg, вэ 0,15 0,28 1 0,48 ? — 1 — Литература [242] [242] [106] [16] [46]. * Аятиферромагнетик. Температура Нееля Гдг = 247СК. * Аятиферромагнетяк. Температура Нееля Т^ = 310° К. . 439 мкв/град. Темпе^тура начала кристаллизацяи 1154°К Соединения типа AVIIIBV — AVIIIBVI Полупроводниковые соединения типа AVIHBV. Сое- Соединения этого типа изучены слабо. Зона проводимости PtSb2-8 эллипсоидов вращения, большие оси которых рас- расположены в направлениях [111]. Валентная зона — 6 эллипсоидов вращения, расположенных вдоль осей [100] [41]. Энергия прямого перехода Ed > 0,4 эв Eg = 0,08 эв соответствует непрямому переходу [175]. Таблица 21.27- Электрофизические свойства полупроводниковых соединений типа AVIIIBV Кристаллическая структура Тип а, Ь, с, А п т0 CoSb2 Орторомби- ческая D^ 0 = 3,21 6 = 5,78 с =6,42 [1] [<] [1] 0,2 [16] CoSb. Кубическая а = 9,034; 9,936 [242] [242] 1131 [249] 0,5 [16, 249] 300 [16] PtSb2 Кубическая П- ¦ а = 6,43 1503 [41] 0,08 141] т, > =1,4 [41] [41] md= @,574- ^-0,72)т0 тп = 0,168т0 х1 = 0,098т0 т±2 = 0,06т0 [41] [175] [175] [175]
Полупроводниковые соединения типа A BVI Электрофизические свойства полупроводниковых соедниеиий типа Av и BVI Таблица 21.28 Соедине- Соединение Fe2Os FeS2 FeSe2 FeTea Fe2Te3 NiO2* Кристаллическая структура Тип Ромбоэдри- Ромбоэдрическая Кубическая п Ромбичес- Ромбическая Dfh Ромбическая П12 U2h — Кубическая а, Ь, с, А а = 5,4271 а =5,405 о =3,58 6=4,79 с =5,72 а = 3,85 6 = 5,34 с =6,26 — а = 4,18 Литера- Литература [242] [242] [И [И [1] [1] [<] И] — И] гпл-°К 1500 1838 962 1183* 1015* — 3170 Литера- Литература [242] [16] [249] [16] [16] — [42] Eg,ae 1,6 2,2 1,25 0,95 0,46 0,34 3,73* Литера- Литература [16] [242, 249] [16] [16] [16] [70] [95] см' "¦"• в-сек — 200 — 1 11,5 — Литера- Литература — [16] — [51] [242] — мкв град — — 62 64 — — Литера- Литература — — [16] [16] — — * Приведены температуры начала кристаллизации, так как эти дихалькогениды плавятся с разложением. 2* р = 6,6 г,с .', х = 0,0024 вт/(см-град) [132], р = 0.1 см2/{в-сек) |95], \ъ = 0,2 см2/(в-сек) [25J, ето = 4,75, е0 = 11,9 [29]. По- ляронный полупроводник; может обладать магнитным порядком. 3* Соответствует не ширине запрещенной зоны, а электронному переходу 3d ->¦ 4s; ширина запрещенной зоны значительно больше. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Landolt-Bornstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik, Technik.— «J. Springer», 1955, Bd 1, S. 4. 2. Wifkoff R. W. С Cristall Structures. N. Y., Inter- science Publ., 1953. 3. Харциев В. Е. «Физика твердого тела», 1962, т. 4, с. 433. 4. Alters W. «Phys. Chem. Sol.», 1960, v. 15, p. 306. 5. Maesen F., Witmer C. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 1211. 6. Wohler L., Shiiephake O. «Z. anorgan. und allgem. Спэт.», 1926, Bd 151, S. 1. 7. Ефимов Б. А. «Физика твердого тела», 1963, т. 7, с. 2523. 8. Atanable S. «J. Phys. Soc. Japan», 1960, v. 15, p. 989. 9. Физический энциклопедический словарь. М., «Со- «Советская энциклопедия», 1960. 10. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 11. Смит Р. Полупроводники. Пер. с англ. М., Изд- во иностр. лит., 1962. 12. Ybuki I. «J. Phys. Soc. Japan », 1955, v. 10, p. 549. 13. Drabble G. «Proc. Phys. Soc», 1956, v. B69, p. 1101; ' 1958, v. B72, p. 380. 14. Nayar P. S., Verma J. K. D., Nag B. O. «J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, p. 4465. 15. Rodot M. «Phys. St. Sol.», 1963, v. 3, p 10. 16. Угай Я- А. Введение в химию полупроводников. М., «Высшая школа», 1965. 17. Benedict В. P., Look D. С. «Phys. Rev. В», 1970, v. 2, р. 4949. 18. Кот М. В., Крецу Л. В. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1964, т. 281, с. 295. 19. Novakov Т., Prins R. «Sol. State Comm.», 1971, v. 9, p. 1975. 20. Stevenson M. J. Intern. Conf. Semicond. Phys. Pra- Prague, 1960, p. 1083. 21. Hopfield J. J., Thomas D. G. «Phys. Rev.», 1961, v. 122, p. 35. 22. Dimmock J. O., Wheeler R. J. «J. Appl. Phys.» 1961, v. 32, p. 2271. 23. Noguet P. С e. a. «J. Phys.», 1965, v. 26, p. 317. 24. Gerstein В. С e. a. < J. Chem. Phys.», 1967, v. 47, p. 2109. 25. Богомолов В. И. и др. «Физика твердого тела», 1967, т. 9, с. 3175. 26. Prener I. Woodbury. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 1231. 27. Хилсум К., Роуз-Инс А. Полупроводники типа AIII—BV. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1963. ^. 415
28. Мосс Т. С. Оптические свойства полупроводников. 67. Пер. с англ. М-, Изд-во иностр. лнт., 1961. 29. Marshall R. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 68. 1964, p. 1101. 30. Fisher A. S. "Helv. Phys. acta", 1963, v. 36, p. 317. 69. 31. Грамацкий В. И., Мушииский В. П. «Изв. АН СССР. 70. Сер. физ.», 1964, т. 28, с. 1077. 32. Ахундов Г. А. и др. Intern. Conf. Semicond. Phys. 71. Paris, 1964, p. 1277. 72. 33. Veric C. New Develop Semiconductors, Leyden, 1973, 73. p. 514. 34. Мирзабаев М. и др. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 74. 1964, т. 28, с. 1300. 35. Dennis L. M., Hulse R. E. "J. Amer. Chem. Soc", 75. 1930, v. 52, p. 3553. 76. 36. Жузе В. П. Полупроводниковые материалы. Вып. 17. Изд-во Ленингр. дома науч.-тех. пропаганды. 77. Л., 1957. 37. Парфеньев Р. В. и др. «Физика твердого тела», 78. 1962, т. 4, с. 3596. 79. 38. JuldnerJ.e. а Ргос. XI Conf. Phys. Semicond., Warshawa, 1972, p. 351. 80. 39 Хворостенко А. С. Селениды металлов: меди, таллия, олова, свинца. Сер.: Физ. и хим. свойства твердого 81. тела. М., ВНИИКИ, 1971 40. Rodot M. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1965. v. 260, 82. p. 1908. 41. Emtage P. R. "Phys. Rev.", 1965, v. 138, p. 246. 83. 42. Botling J. F. "J. Chem. Phys.", 1960, v. 33, p. 305. 43. Справочник по полупроводниковым диодам, тран- 84. зисторам и интегральным схемам. Под ред. Н. Н. Го- рюнова. М., «Энергия», 1972. 85. 44. Von Liebe L. "Ann. Physik", 1965, Bd 7, N 15, S. 179. 86. 45. Salzer O., Nieke H. "Ann. Physik", 1965, Bd 7, 87. N 15, S. 192. 88. 46. Onuki M. "J. Phys. Soc. Japan", 1965, v. 20, p. 171. 47. Kot M. В. и др. «Физика твердого тела», 1965, 89. т. 7, с. 1242. 48. Vaschke R. "Ann. Physik", 1965, Bd 7, N 15, S. 106. 90. 49. Ломакина Г. А. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, 91. с. 600. 50. Komiya H. "Phys. Rev.", 1964, v. 133. p. A1679. 92. 51. Suchet J. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1964, v. 259, 93. p. 3219. 52. Rosenman M. J. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1964, 94. v. 259, p. 2621. 53. Vennik J. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1965, v. 260, 95. p. 496. 54. Hacke J. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 2484. 96. 55. Redin A. D. "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 1916. 97. 56. Rodot M. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1964, v. 258, p. 5414. 98. 57. Baer W. S. "Phys. Rev.", 1964, v. 135, p. 1388. 58. Koner E., Robenau A. "Z. Naturforsch.", 1958. 99. Bd 13, S. 531. 59. Dunstadter H. "Z. Physik", 1954, Bd 137, S. 383. 100 60. Вольфштейн В. M., Фистуль В. И. В сб.: Электро- Электроника и ее применение. Т. 4. Сер. Итоги иауки и 101 техники. М., ВИНИТИ АН СССР, 1973. 61. Соммер А. X. Фотоэмиссионные материалы. Пер. с 102 англ. М., «Мир», 1972. 103 62. Физические свойства халькогенидов редкоземель- 104 ных элементов. Под ред. В. П. Жузе. Л., «Наука», 1973. 105. 63. Allersma Т. е. a. "J. Chem. Phys.", 1967, v. 46, p. 154. 106 64. Reid F. "J. Electrochem. Soc", 1964, v. Ill, p. 943. 65. Мокеров В. Г., Раков А. В. «Физика твердого тела», 107 1969, т. 11, с. 197. 108 66. Park V. S. "Phys. Rev.", 1966, v. 143, p. 512. Lott S. A., Synch D. W. "Phys. Rev.", 1966, v. 141, p. 681. Camassel J. e. a. "Sol. State Comm.", 1973, v. 13, p. 63. Marby J. A. "Phys. Rev.", 1965, v. 140, p. 304. Arumu Z., Mancu P. Rend. Semin fac. Sci. Univ. Gagliari, 1963, v. 33, N 3—4, p. 26. Baar N. "Z. anorg. Chem.", 1911, Bd 70, S. 372. Ogorbec L. "Crocc. Chem. Acta", 1965, v. 37, p. 49. Moss T. S., Ellis B. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 311. Briiesch P. e. a. "Sol. State Comm.", 1973, v. 13, p. 9. Whitaker J. "Sol. St. Electronics", 1965, v. 8, p. 649. У гай Я. А., Зюбина Т. А. «Неорган, материалы», 1965, т. 1, с. 790. Zdanowich W-, Wojkowski A. "Phys. St. Sol.", 1965, v. 8, p. 569. Douglas R. "J. Phys. Chem. Sol.", 1965, v. 21, p. 329. Richard D. "J. Phys. Chem. Sol.", 1965, v. 26, p. 439. Маковецкий Г. И., Сирота И. Н. «Докл. АН БССР», 1965, т. 9, с. 15. Abraham А. «Чехосл. физ. журн.», 1965, т. В15, с. 138. Tamura H. e. a. "Sol. State Comm.", 1973, v. 12, p. 11. Von Middendorff A. e. a. "Sol. State Comm.", 1973, v. 13, p. 443. Цидильковский И. М. Электроны и дырки в полу- полупроводниках. М., «Наука», 1972. Орлова Н. И., Шишкин П. Т. «Изв. АН АзССР. Сер. физ.-мат.», 1964, № 4, с. 53. Winker H. "Helv. Phys. Acta", 1955, v. 28, p. 633. Myers H. P. "Sol. State Comm.", 1964, v. 2, p. 321. Сорокин Г. П. «Изв. вузов. Физика», 1965, № 4, с. 140. Голубков А. В. и др. «Физика твердого тела». 1965, т. 7, с. 2430. ' Sopetit A. "J. Phys.", 1965, v. 26, p. 175. Гертович Т. С. и др. «Укр. (|лз. журн.», 1973, т. 18, с. 1523. Verolinu С. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 1791. Милославский В. К. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 1550. Сорокин Г. П. и др. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2244. Ксендзов Я- М., Драбкин И. А. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 1884. Лашкарёв Г. В. «Укр. ф13. журн.», 1965, т. 10, с. 520. Лашкарёв Г. В. и др. «Укр. ф!з. журн.», 1965, т. 10, с. 516. Алиев С. А. и др. «Физика и техника полупровод- полупроводников», 1973, т. 7, с. 1086. Aulich E., Brebner J. L., Mooser E. "Phys. St. Sol", 1969, v. 31, p. 129. '. Угай Я. А. и др. «Докл. АН СССР», 1965, т. 163, с. 663. . Коломиец Б. Т. и др. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2534. . Davlen V. R. M. "Phys. Rev.", 1966, v. 143, p. 666. . Komiya H. e. a. "Phys. Rev.", 1964, v. A133, p. 679. . Вердиева Н. А. и др. «Изв. АН АзССР», 1973, № 3, с. 85. Leotin J. e. a. "Sol. State Comm.", 1974, v. 15, p! 693. . Wassher J. D. Intern. Conf. Semicond. Phys. Pa- Paris, 1964, p. 1269. Коломиец Б. Т. и др. Ibid., p. 1283. . Bliek L. M., Landwehr G. "Phys. St. Sol.", 1969, v. 33, p. K67. 416
109. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химичес- химических постоянных. Пер с англ. М., Физматгиз, 1962. ПО. Masumi Т. "Phy&. St. Sol.", 1965, v. 11, p. 163. 144. 111. Zdanovich W., Wojkowski A. "Phys. St. Sol.", 1966, v. 16, p. K129. 145. 112. Krevs V. E. a. a. "Phys. St. Sol. (a)", 1974, v. 65, p. K43. 146. 113. Адирович Э. И., Гольдштейн Л. М. «Физика твер- твердого тела», 1966, т. 8, с. 2467. 147. 114. Абрикосов Н. X. и др. Полупроводниковые соеди- соединения, их получение и свойства. М., «Наука», 1967. 148. 115. Reimherr A. General Survey of the Semiconductor field. National Bureau of Standards. Technical Note. 149. 1962, p. 153. 116. Полупроводники. Под ред. Н. Б. Хенней. Пер. 150. с англ. и нем. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 117. Материалы, используемые в полупроводниковых приборах. Под ред. К Хогарта. Пер. с англ. М-. 151 «Мир», 1968. 118. "Tnermophysical Properties of High Temperature 152. Solid Materials". Purdue Uhio, 1967. 119. Kazuo A., Heihachi M., Tetur T. 'Japan J. Appl. 153. Phys.", 1971, v- 10, p. 1107 - 154. 120. Grosse P. "Engebnisse der exakten Naturwissenschai- ten". Bd. 48. Springer Tracts in Modern Physics. 155. Berlin, 1969. ^ 121. Горю нова Н. А. Сложные алмазоподобные полу- 156. проводники. М., «Советское радио», 1968. 122. Wagrur R. J., Ewald А К. "J. Phys. Chem. Sol.". 157. 1971, v. 32. p. 697. 123. Родо М. Полупроводниковые материалы. Пер. с 158. франц. М., «Металлургия», 1971. 124. Добролеж С. А. и др. Карбид кремния. Киев,' Гос. изд-во тех. лит. УССР, 1963. 159. 125. Равич Ю. И. и др. Методы исследования полу- полупроводников в применении к халькогенидам свии- 160. ца. М., «Наука», 1968. 126. Коломиец Н. В., Лев Е. Я., Сысоева Л. М. «Фи- 161. зика твердого тела», 1963, т. 5, с. 2871. 127. Alters W. e. a. "J. Appl. Phys., Suppl.", 1961, 162. v. 32, p. 2220. 128. Kafals J. A., Brebrick R. F., Strauss A. J. "Appl. 163. Phys. Lett.", 1963, v. 4, p. 93. 164. 129. Соболев В. В. «Физика твердого тела», 1970, т. 12, 165. с. 2687. 130. Cuhen M. L., Au-Yang M. Y. "Phys. Rev.", 1969, 166. v. 178. p. 1358. 131. Winkler H. "Helv. Phys. acta", 1955, v. 28, 167. p. 663. 132. Aigrain P., Balkansky M. Table de constante des 168. Semiconducteur's. Pergamon Press, Paris, 1961. 169. 133. Turner W. J., Fisher A. S., Reese W. E. "J. Appl. Phys.". 1961, suppl. to v. 32, p. 2241. 170. 134. Горюнова Н. А. и др. «Физика твердого тела», 1969, т. 11, с. 280. 135. Turner W. J. "Phys. Rev.", 1961, v. 121, p. 759. 171. 136. Goncharenko G. 1., Sheochenko V. Yu. "Phys St. Sol.", 1970, v. 41, p. КП7 137. Aubin M., Brizzard R., Messa J. P. "Canad. J. 172. Phys.", 1970, v. 48, p. 2215. 138. Физика н химия соединений типа AUBVi. Пер. 173. с англ. Под ред. А. С. Медведева. М., «Мир», 174. 1970. 139. Hamilton P. H. "Semicond. Proc. and Sol. St. Те- 175. chnol.", 1964, v. 7, N 6, p. 15. 140. Betts D. D. "Canad. J. Phys.", 1961, v- 39, p. 223. 176- 141. Robic R. A., Edwards J. L. "J. Appl. Phys.", 1966, 177 v. 37, p. 2659. 142. Rode D. L. "Phys. Rev.", 1970, v. 2B, p. 4036. 178. 143. Милославский В. К., Шкляреаский О. Н. «Фи- знка и техника полупроводников», 1971, т. 5, с. 926. Watanabe H., Wada H., Takahashi T. "Japan I. Appl. Phys.", 1964, v. 3, p. 617. Полупроводники с узкой запрещенной зоной и их применение. М., «Мир», 1969. Sobolev V. V., Surbu N. N. "Phys. St. Sol. (В)", 1973, v. 51, p. 863. Драбл Д., ГольдСмит Г. Теплопроводность полу- полупроводников. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. Balkansky M., Zellag E. A. M., Longen D. "J. Phys. Chem", 1966, v. 27, p. 299. Segall В., Lorenz M., Woodbury H. "Phys. Rev.", 1963. v 129, p. 2471. Медведева З. С Халькогениды элементов 111 Б подгруппы периодической системы. М., «Наука». 1968. Tagiev В. F. e. a. "Phys. St. Sol. (a)", 1970. v. 3, р К119. Chiei Т. е. a. "J. Phys. Soc. Japan", 1970, v. 29, p 150. Aven M "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1204. Park Y. S-, Hemenger P. M., Chung С. Н. "Appl. Phys. Lett.", 1971, v. 18, p. 45. Reignold D. G., Litton С VV., Collins T. "Phys. Rev " 1965. v. 146. p. 1726. Seiler D. G., Galazka R. R., Becher W. M. "Phys. Rev.". 1971, v. B3, p 4274. Баширов Р. И., Гаджиев Р. М. «Физика твердого тела», 1970, г. 4, с. 1936. Поморцев Р. В. и др. В кн.: Труды IX Междунар. конф. по физике полупроводников. Т 2. М., «Наука», 1969, с. 763 Dietz R. F., Hopfield J. J., Thomas D. G. "J. Appl. Phys.", 1961, v. 32, p. 2282. Dickey D., Mavrodes J. "Sol. State Comm.", 1964, v. 2, p. 213. Fisher P., Fan H. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1959, v. 4, p. 409. Рыбкин С М. Фотоэлектрические явления в полу- полупроводниках. М., Физматгиз, 1963. Marchall G. "J. Phys. (France)", 1970, v. 31, p. 681. Fingold L. "Phys. Rev. Lett.", 1964, v. 13, p. 233. Yabumoto T "J. Phys. Soc. Japan", 1962, v. 13, p. 559. Kohler H., Landwehr G. "Phys. St. Sol.", 1971, v. 45, p. K109. Caywood L. P., Miller G. R. "Phys. Rev. B". 1970, v 2, p. 3209. Black J. "Phys. Chem. Sol.", 1957, v. 2, p. 240. Смирнов И. А., Шадричев Е- В., Кутасов В. А. «Физика твердого тела», 1969, т. 11, с. 3311 Маделунг О. Физика полупроводниковых соеди- соединений элементов 111 и V групп. Пер. с англ. М., «Мир», 1967. Long D. Energy Bands in Semiconductors. Inter- science Publishers. A Division of John Wiley and Sons. New York—London—Sydney, 1968. Minden H T. "Appl. Phys. Lett.", 1970, v. 17, p. 358. Kessler F. R. "Phys. St. Sol.", 1964, v. 6, p. 3. Sambros A. P. e. a. "Phys. St. Sol.", 1973, v. 57, p. 793. Damon D. H., Miller R. C., Emtage P. R. "Phys. Rev. B", 1972, v. 5, p. 2175. Mears A., Stradling R. A. "J. Phys. C", 1971, v. 4, p. 122. - Tzidiikovsky I. M., Akselrod M. M., Uritsky S. I. "Phys. St. Sol.", 1965, v. 12, p. 667. Steigmeier E. F., Kudman I. "Phys Rev.", 1966, v. 141, p. 767. 417
179. Kusel R., Weichmann F. L. "Canad. J. Phys.", 1970, 215. v. 48, p. 2643. 180. Dismukes D. "J. Phys. Chem. Sol.", 1971, v. 32, 216. p. 1689. 217. №1. Цуркан А. Е., Максимова О. Г., Верлан В. И. В сб.: Сложные полупроводники и их физические 218. свойства. Кишинев, «Штиница», 1971, с. 128. Щ2. Schr6der В. е. a. "Phys. St. Sol. (В)", 1973, v. 59, 219. p. 561. 483. Domingo G., Itoga R. S., Kannewur С R. "Phys. 220. Rev.", 1966, v. 143, p. 536. 184. Марков Ю. Ф. Исследование оптических свойств 221. полупроводниковых соединений в далекой инфра- инфракрасной области спектра. Кандидатская диссер- 222. тация. ФТИ им. А. Ф. Иоффе. Л., 1972. 185. Ehrenreich H. "Phys. Rev.", 1960, v. 120, p. 1951. 223. 186. Панфилов В. В., Субботин С. Л., Верещагин Л. Ф. «Докл. АН СССР», 1971, т. 96, с. 559. 187. Drexner J., Heyman P. M. "Phys. Rev. В", 1971, 224. v. 3, p. 2689. 188. Heller M. W., Babiskin J., Radoff P. L. "Phys. 225. Rev.", 1971, v. A36, p. 363. 189. Чайдс У. Физические постоянные. Пер. с англ. 226. М., Физматгиз, 1961. 227. 190. Полупроводники в науке и технике. Под ред. А. Ф. Иоффе. Т. 1. М., Изд-во АН СССР, 1957. 228. 191. Becher W., Fuhs W., Stuke J. "Phys. St. Sol.", 1971, v. 44, p. 147. 229. 192. Unkelbach K- H. e. a. "Phys. St. Sol. (B)", 1973, 230. v. 60, p. K41. 193. Slack G. A. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 143, p. 666. 231. 194. Мороз А. И., Одарим В. А. «Укр. физ. журн.», 1971, т. 16, с. 1501. 232. 195. Сидякин В. Г. Руденко В. Н. «Изв. АН СССР. Сер. неорган, матер.», 1970, т. 6, с. 1861. 233. 196. Сологуб В. В., Голецкая А. Д., Парфеньев В. В. 234. «Физика твердого тела», 1972, т. 14, с. 915. 235. 197. Коломиец Б. Т. и др. «Физика и техника полупро- полупроводников», 1971, т. 5, с. 2301. 198. Шутов С. О., Соболев В. В., Смешливый Л. И. В сб.: Полупроводниковые соединения и их твер- 236. дые растворы. Ред.-изд. отд. АН МССР, Киши- Кишинев, 1970, с. 155. 199. Whitsett С. R., Nelson D. A. "Phys. Rev. В", 1972, 237. v. 5, р. 3125. 200. Overhof H. "Phys. St. Sol.", 1971, v. 43, p. 221. 238. 201. Miller K- A., Schneider J. "Phys. Lett.", 1963, 239. v. 4, p. 288. ^ 202. Look D. C, Moore D. L. "Phys. Rev. B", 1972, 240. v. 5, p. 3406. 203. Lewis J. E. "Phys. St. Sol. (B)", 1973, v. 59, p. 367. 241. 204. Onton A. "Phys. Rev. B", 1971, v. 4, p. 4449. 205. Brebrick R. F-, Strauss A. J. "Phys. Rev.", 1963, 242. v. 131, p. 104. 206. Bis R. F., Dixon J. R. "Phys. Rev. B", 1970, v. 2, p. 1004. 243. 207. Потемкин А. Я- Полу прев эдиикоеы.1 материалы. M., Изд-во Моск. авиац. ин-та, 1968. 244. 208. Nilsson N. G. "Phys. St. Sol. (A)", 1973, v. 19, p. K75. 245. 209. Grant F. A. "Rev. Mod. Phys.", 1959, v. 31, p. 646. 210. Мейлиск А. И., Кире Я. Я- «Физика и техника 246. полупроводников», 1969, т. 3, с. 11. 211. Freierikse H. P. R. "J. Appl. Phys.", 1961, Suppl. 247 to v.32, p. 2211. 212. Остии И. Р., Мотт Н. Физики о физике. Пер. с 948 англ. М., «Знание», 1972. ^ 213. Пол В. В кн.: Труды IX междунар. коиф. по фи- физике полупроводников. Т. 1. М., «Наука», 1968, 249. с. 17. 214 Кесаманлы Ф. П. «Физика и техника полупровод- 250. ников», 1974, т. 8, с. 225. . Chiei Т. е. a. "Japan J. Appl. Phys.", 1971, v. 10, p. 1698. Справочник химика. М., «Химия», 1964. Shaver P. J., Blair J. "Phys. Rev.", 1966, v. 141, p. 649. Langer D. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 241. Kalian A., Lipson H. G., Loewenstein E. V. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 1067. Mitra S. S., Marshall R. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 1085. Киреев П. С. Физика полупроводников. М., «Высшая школа», 1969. Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах. Пер. с англ. М., «Мир», 1971. Блатт Ф. Теория подвижности электронов в твер- твердых телах. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1963. Данлэп У. Введение в физику полупроводников. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959. Фистуль В. И. Сильно легированные полупровод- полупроводники. М., «Наука», 1967. Prince M. В. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, 1204. Голикова О. А., Мойжес г. Я., Стильбанс Л. С. «Физика твердого шела", 1961, т. 3, с. 3105. Brejrick R. F., Scan Ion W. W. "Phys. Rev.", 1954, v. 99, p. 598. Stradling R. "Sol. StateComm.", 1968, v. 6, p. 665. Cardona M. Phys. Ill—V Compounds. Acad. Press, 1966, v. 3 p. 125. Stradling R. Electronic Components, 1135—1142, October 1958. Walton A., Mishra (J. "Proc. Phys. Soc", 1967, v. 90, p. 1111. Stradling R. "Phys. Lett.", 1966, v. 20, p. 217. Prince M. B. "Phys. Rev.", 1953, v. 92, p. 681. Кот М. В., Прилепов В. Д., Цуркан А. Е. В сб.: Полупроводниковые соединения и их твердые ра- растворы. Ред. -изд. отд. АН МССР, Кишинев, 1970, с. 3. Машковский М. В. и др. «Зарубежная электронная техника», Вып. 12. 1974, с. 3. Произв.-изд. о~д. ЦНИИ «Электроника». Kalashnikow S. G. "J. Phys. Chem. Sol.", 1959, v. 8, p. 52. Ewald A. W-, Tutle O. N. Ibid, p. 523. Иванов-Омский В. И. и др. «Физика и техника полупроводников», 1970, т. 4, с. 264. Гельмонт Б. Л. и др. «Физика и техника полупро- полупроводников», 1971, т. 5, с. 266. Nasledov D. N., Shevchenko V. Ya. "Phys. St. Sol. (a)", 1973, v. 15, p. 9. Кристаллохимические, физико-химические и фи- физические свойства полупроводниковых веществ. М., Стандартгиз, 1973. Никитин Е. Н., Базанов В. Г., Тарасов В. И. «Физика твердого тела», 1961, т. 3, с. 3645. Blunt R. F., Frederikse H. P. R., Hosier W. R. "Phys. Rev.", 1955, v. 100, p. 663. Lipson H. C, Kahan A. "Phys. Rev., 1964, v. 133, p. A800. Redin R. D., Morric R. G., Danielson G. С "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 1916. Kteiig P., Lynch D. W., Danielson G. С "J. Phys. Chem. Sol.", 1963, v. 20, p. 122. Физико-химия твердого тела. Сборник. Под ред. Б. Сталинского. М., «Химия», 1972. Соминский М. С Полупроводники. Л., «Наука», 1967. Alper Т., Sande-s G. A. "J. Phys. Chem. Sol.", 1967, v. 28, p. 1637. 418
251. Long D., Shtnit J. L. «Semicond. Semimetals», 1970, 267. v. 5, p. 175. ¦ - - 252. Baars J., Jorger F. "Sol. State Comm.", 1972, v. 10, 268. p. 875. 253. Smith J. L., Helzer E. L. "J. Appl. Phys.", 1969, 269. v. 40, p. 4865. 254. Burstein E., Pinczuk A., Wallis R. F. Proceedings 270. of the conference on physics of semimetals and nar- 271. row gap semiconductors.— "J. Phys. Chem. Sol.", 1971, v. 32, suppl. N 1, p. 251. , 272. 255. Ih C. S., Langenberg 0. N. Proceedings of the con- 273. ference on physics of semimetals and narrow gap 274. semiconductros.— "J. Phys. Chem. Sol.", 1971, 275. v. 32, suppl. N 1, p. 73. 256. Горбачев В. В. и др. «Физика и техника полупро- 276. водников», 1973, т. 7, с. 844. 277. 257. Сысоева Л1 М. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2223. 278. 258. Lewis J. E., Rodot H., Haen P. "Phys. St. Sol.", 1968, v. 29, p. 743. 279. 259. Wright. "Proc. Brit. Ceram. Soc", 1968, v. 10, p. 103. 280. 260. Исмаилов Р. И., Гусейнова Э. С, Акуидов Г. А. 281. «Физика твердого тела», 1963, т. 5, с. 3620. 261. Gerstein В- С, Chung P. L., Danielson G. С. "J. Phys. 282. Chem. Sol.", 1966, v. 27, p. 1161. 262. Jelinek F- J., Shikell W. D., Gerstein В. С 283. "J. Phys. Chem. Sol.", 1967, v. 28, p. 267. 284. 263. Коцюмаха П. А. и др. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1964, т. 28, с. 1329. ¦¦ 285. 264. Dexter D. S. "J. Phys. Chem. Sol.", 1959, v. 8, p. 473. 286. 265. Аидроиик И. К., Кот М. В. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1964, т. 28, с. 1028. 287. 266. Соболев В. В. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1964, т. 28, с. 1090. Кот М. В., Мшеиский В. А. «Изв. АН СССР .СеР- физ.», 1964, т. 28, с. 1025. Иваиов-Омский В. И. и др. «Докл. АН СССР»* 1965, т. 162, с. 1269. Dexter D. S. "J. Phys. Chem. Sol.", 1959, v. 8, p. 473. Haan A. "Metall. V. Erz.", 1914, v. 10, p. 831. Asanable S., Kazaki A. O. "Proe. Phys. Soc", 1959, v. 73A, p. 824. Syden H. "Phys. Rev.", 1964, v. 135, p. 514. Copper J. "J. Phys. Chem. Sol.",1964, v. 25, p. 1277. Palik E. "Phys. Rev..", 1964, v. 135, p. 763. Sagar A., Rubenstein M. "Phys. Rev.", 1966, v. 43,. p. 55. Tippins H. "Phys. Rev.", 1965, v. 140, p. 316. Prosser V. "Чехосл. физ. журн.», 1965, т. В15, с. 128. Dziuba Z., Zakrjewski T. "Phys. St. Sol.", 1965, v. 7- p. 1019. Иваиов-Омский В. И. и др. "Phys. St. Sol.", 1965, v. 8, p. 613. Adams S. "Sol. State Comm.", 1964, v. 2, p. 387. Park J. S.,Chan F. S. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 800. Maesen F. D. Intern. Conf. Semicond. Phys. Paris, 1964, p. 1211. Eavesetal L. "J. Phys. G", 1971, v. 4, p. 142. Ефимова Б. А. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2524. Mizuka N.; Tanaka L. "Phys. St. Sol.", 1970, v. 42, p. 257. , Sukioka K., Tamura H. "Phys. Lett.", 1972, v. A37, p. 243. Kanimura H., Nakado H. "J. Phys. Sol. Japan", 1966, v. 21, p. 27. ГЛАВА 22 ПОТЕНЦИАЛЫ ИОНИЗАЦИИ И ЭНЕРГИИ ДИССОЦИАЦИИ 22.1. ПОТЕНЦИАЛЫ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ Потенциалом ионизации называется энергия, необ- необходимая для отрыва электрона от атома или иона. В табл. 22.1 приведены последовательные потенциа- потенциалы ионизации атомов и ионов в электронвольтах [1, 2]: Ui — энергия, необходимая для отрыва электрона от нейтрального иевозбужденного атома; Us — энергия, необходимая для отделения электрона от однозарядного (полон ительного) невозбуждеииого иоиа, и т. д. Таб- Таблица составлена на основании работ [1, 2], причем пред- предпочтение отдавалось значениям, для которых указана экспериментальная погрешность. Таблица 22.1 ПОТЕНЦИАЛЫ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ | -он : 3S 3 Аток мер 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 sa к |g Jl H He Li Be В С N О F № Na Me АГ 13,595 24,580 5,390 9,320 8,296 11,264 14,54 13,614 17,418 21,559 ¦¦ 5,138 • 7,644 5,984 54,403 75,619 18,206 25,149 24,376 29,605 35,146 34,98 41,07 47,29 15,0$ 18,843 122,42 153,85 37,92 ¦47,864 47,426 54,934 62,646 63,5+0,1 ¦71,8^0,1 78,2±0,l 28,44 1 1 217,66 259,298 64 ,'476 • 77,45 77,894 87,23 97.16 1 98,88 109,?9 119,96 1 ! j i 340 ,J3 ' 391 ,B86 ' 97.J363 113,873 114,214 126,4 138,6 141,23 153,77 1 u. i ¦I 489,84 ¦551,925 ¦ ' 138,08 ' 157,117 ' 157,91 172,36 186,8+0,1 190^2 U, ; ¦ 666,83 739,114 185,139 207,2+0,1 208,444 225,31 241,8+0,1 V, 871,12 935,8 1-0,3 239,1+0,1 264,2+0,1 265,957 285,13 1101,8 1195,4+0,3 299,7+0,1 328,0+0,1 330,1 C/.o i „ ; ! ¦1360,2 1464,7 + 0,3 36^,2+0,1 398,6+0,1 1646,4 176l',2 441,9 419
I I I I IS I I 1 I I I I 1 1 I I I I I I I I I I I 111 I 1111 11 11 1111 1 1111 (I If If «,S2°«, оо0000М——Р — оощ пЛ M«lMM +1 +1 -H-H +1 +1 +1-Н+Ж +1 -HiniOiQ©QQCOClCiCN4?O?CNCb'*wt4»if +15° 1 1 I 1 7: SSo ' M ' 1 11 и sgassEsesfjasajf i +l°l -H-H -H-H-H +1+1Щ. +1 +1+1+1+1 •C0C0C0C0O0itN-"CO0i**<'O3OCOt Г1 11 i] 3 ooo_oooo— uoc Л CO яг-н+i i I l l I I l l l I I l I -.-H-H feS3s I 1 1 I 1 I I I I I I SS -ЯЧ# М м II О О О "l+l+l Ht00.0.' 1 1 1 I I I I I I 1 1 I * -о"о 5-H+I 'ЛШ-. 1 I I I I I I I I 1 II 11 —оз ь. i« ю oo t*. г I I I I I I I I I I —-»(?) ОЗРЭОО <*2i 111111 ' 11 Л<1СОсЯ01'^СОйОчФ • "ОТ^»1ЛО — СЧ о о о— оо So»со **<mS~> -¦¦*o*— +I +1+Ш-Н-Н1ОЛч"с>го-Н+1+1+1-+1+1 — _н— -нйО -н CN О) (N 3 — dan -он
22.2. ПОТЕНЦИАЛЫ ИОНИЗАЦИИ МОЛЕКУЛ РАДИКАЛОВ В табл. 22.2—22.6 приведены потенциалы иони- ионизации молекул и радикалов. Имеющиеся во многих слу- случаях различия между значениями потенциалов иониза- ионизации, определениыми спектроскопически и методом элект- электронного удара, следует объяснить тем, что в первом слу- случае потенциалы ионизации адиабатические, а во втором — вертикальные. Метод фотоиоиизации в большинстве случаев дает значения, близкие к адиабатическим [3]. Погрешиости потенциалов иоинзации в тех случаях, когда оии указаны авторами, определяют только экспе- экспериментальный разброс значений и ие содержат возмож- возможных систематических ошибок. Молекулы разбиты по следующим классам: углеводо- углеводороды, галоидозамещеииые углеводороды, азотсодержа- азотсодержащие соединения, кислородсодержащие соединения и т д. Внутри каждого класса молекулы расположены в Таблица 22.2 Азотсодержащие молекулы и радикалы [1.3| порядке нарастания числа атомов Н и С (например, Сг; СгН;СаНа;...), заместители —галогены — вводят- вводятся в порядке нарастания атомного номера (F, CI, Вг, I). Радикалы находятся перед соединениями, из которых оии образуются. Соединение NH NH2 NH3 ND3 CN HCN CH3NH2 CH6N C2N CH2CN CH3CN C2H5N (CH3),NH C2H6NH, C2H3CN C2H6CN C2N QHN CH3CHCN C3H6NH2 «-C3H,NH2 (CH3KN C4N (CH3JCCN «-QHeNH2 (QH^NH QN QH7N Потенциал ионизации, ав 13,10±0,05 11.4±0,l 10,15—10,40 11.52±0.03 15.13 13,86 9,41±0,02 8.97 12,8 10,87±0,l 11.96 9.94±0,15 8,4. 8.93 ±0,03 9,32; 9.19 + 0,05 10,75 11,85 14,3 11,6 + 0,2 9.76 + 0,1 9,6±0,2 9,17±0.04 8,32±0,02 12,3 9,15±0,l 9.19±0.04 8,44 ±0,01 12,0 7,70 Соединение C,HBN N2+ N2 N2H2 N2H3 N2H4 CH3N —NH2 C2N2 (CH3JN- —NH2 (CH3KN2 NCC=CCN NH8 CH3N3 NF NF2 NF, CH2FCN N2F4 CNCI CH2C1CN CNBr CN1 Потенциал ионизации, эв 7.34 15,51; 15.60 50 [2] 9,85 + 0,1 7,88 + 0,2 9,56 + 0,03 5,07 13,8 8,12 + 0,1 4,95 11,4+0,2 10,3 + 0,2 9,5+0,1 12,0 12,0+0,1 13,2 + 0,2 13,0+0,1 12.04 + 0,10 12,49 + 0,04 12,2 + 0,1 11,95 + 0,08 10,98+0,05 Таблица 22.3 Углеводороды |1.3] Соеди- Соединение cs CHV сн CD3 CH4 CD4 C2H2 C2HS C2H4 C2H6 C2He C*H4 ^ C3H6 с3н6 C3HS C4H., c4h; C4He C4H8 C4H6 QH10 QH6 CEHl0 С6Ню C6H12 C(,H4 C6He QH,,, C6H12 C6H1S C6Hi5 CeH14 C,H, C,H8 C7H14 C,H16 C3He CgHi0 Гц CgH18 C0H12 с„н20 C10H8 Ci0HI4 CjpHgJ Q4H10 (СН2)„ Название Водород Графит Метилен Метил — Метан Ацетилен Этеинл (вииил) Этилен Этил Этаи Пропаргил Метил ацетилен Пропилеи Циклопропан Пропан J Диацетилен Дивинил (бутадиен-1,3) Диметилацетилеи Этилацетилен Бутилен Изобутилеи Метилциклопропаи ^ 1 Бутаи Ци клоп ептадиеи B-Метилбутадиеи-1.3) 2-Метнлбутен-1 Пентеи-1 2,2-Диметилпропан (иеопеитан) Феиилен Бензол Диизопропеиил B,3-диметилбу- та дней-1,3) Циклогексен Гексеи-1 Тетраметилэтилеи Циклогексаи Гексаи Толил Толуол Метилцнклогексаи Гептан Стирол о-Ксилол Этилбеизол Октеи-1 Октаи Пропилбензол Ноиан Нафталин Бутилбензол Декан Антрацен Полнметнлен Потенциал ионизации, з* 15,427 3,8; 4,39 11,82±0,05 9,86±0,02 9,95±0,03 12,99±0,01; 11 9 FO1 11,Z [Z] 13,25 11,41 ±0,01 9,45+0,05 10,516+0,01 8,80+0.05 11,65 8,25 + 0,08 10,34 9,73+0,01 10,06 + 0,02 11.08 10,73 9,07 11,46 10,18 9,58 9,23 9,88 9,07 \ 8,58 8,85 9,12 9,50 10,37 10,23+1 9,245 8,72 8,945 9,46 8,30 9,08 10,17 7,73 + 0,08 8,820+0,005 9,86 10,06 8,86 + 0,04 8,56; 7,61 8,76 9,52 10,24; 9,86 8,72 10,21 8,12 + 0,02 8,69 10,19 7,38 10,15 421
Таблица 22.4 Молекулы и радикалы, содержащие галогены [3] Таблица 22.5 Молекулы и радикалы, содержащие кислород [3] Соединение HF F2 CF CF2 CHF2 CF3 CH3F CF4 C2H3F H2C=CF2 OHFs C2H4 C2H6F CH2=CHCF3 C6H4F C6H6F C6C1F5 C6BrF5 QF6CH3 HC1 C1F3 Cl2 CC1 CC12 CH2C1 CC13 снэа ] cf3q CC1F CC12F CCI3 CC14 CH2C12 СР2С1г CHC13 C2HC13 C2H3C1 C12C=CHS 4«c-ClHC~CHCl i i 1 Потенциал ионизации, эв 15,77 + 0,02 15,83±0,05 13,81+0,12 13,30+0,12 9,45 10,10+0,05 12,85 + 0,01 17,8 10,37 10,30 10,14 10,12 12,00+0,04 10,9 10,86 9,197±0,005 10,4 9,6 9,6 12,74 + 0,01 13,0±0,2 ll,48±0,01 12,9±0,l 13,10±0,08 9.70±0,09 8,78±0,05 11,28 t0,01 12,92±0,01 13,13±0,25 8,96±0,15 7,92±0,35 11,1; 11,47 [1J 11,4 + 0,1 11,8+0,5 11,42 + 0,03 9,47 + 0.01 9,995 9,79 9,67 + 0,05 > Соедниеннс C2F2C12 CSF3C1 C2C14 C2H6C1 CH3C=CC1 /N 1 —Cl \/ HBr Br2 Bra CBr2 CH2Br CHBrs CH3Br CHBrFs CF3Br CH2Br9 QH3Br цис -BrHC= =CHBr QHBra C,H6Br CH3-C = CBr /\-Br HI 1C1 IBr h CH3I CF3I С2НБ1 «-CjH,i CH8I—С4Н„ /\_1 OF Потенциал ионизации, эв 10,0+0,2 10,4 + 0,2 9,5 10,97 + 0,02 9,9+0,1 9,07 [1]; 9,42 11,62 [1]. 12,04 10,55+0,02 11,1+0,2 10,11+0,09 8,34 + 0,11 8,13 10,54 + 0,01 12,1+0,2 12,3 + 0,3 10,8+0,1 9,80 9,69 + 0.05 9,27 10,29 + 0.01 10,1 + 0,1 8,98 |1J; 9,41+0,04 10,38 + 0,02 13.5+0,2 10.4 + 0,2 10,3 + 0,2 9,28 Щ; 9,35±0,03 9,51+0,02 10,0±0,3 9,33 + 0,01 9,4i±0,04 9.19+0,01 8,73 [1]; 9.10+0.04 8.35 + 0,1 Соединение OH H2O CO co+ CH2O CH3O CHSOH CHgOH CH2=C=O C2H6O CSH4OH C2H6OH (CH3JO н-С3Н7ОН н-С4НэОН (C2H5JO QH5OH (СбН5)НС=О 02 0; HO2 H2O2 co2 HCOO COOH HCOOH СНОСНО ; (H2COJ CH3COOH I Потенциал ионизации, эв 13,18+0,1 12,60+0,01 14,01+0,01 12.3] 43 [2] 10,90+0.03 9.2 8.2 10,95 + 0,10 9,60+0,2 9,2 7,0 10,25 [I); 10,65 10,00+0.02 10,42 + 0,10 10,30+0,10 9,53 + 0,02 8,50 + 0,01 9.51 +0,02 14,01 [1J; 12.075 + 0,01 50 [21 П.53±0,1 10,92+0,05 13,79+0,01 9,0 8,7 11,05+0.03 9,48 + 0,08 10,51 + 0,03 10,38 + 0,03 Соединение HCOOCHj, CH3COCHO С2Н6СООН СН3СООСН3 н-С3Н,СООН о3 FO F2O HFC=O (CF3JC=O сю COClj СН2С1СОСН3 СНС12СОСН3 сю2 сю3 C1O3F NO NH2HC==O N2O NO, CH&ONO CH3NOS 1 ..V" Потенциал ионизации, эв 10,82 9,60+0,06 10,47 ¦ 10,27 10,22 11,7 13,0 13,7 + 0,2 П.4 11,82 10,4 11.77 + 0,04 9,91+0,02 10,12±0,03 11,1 11,7 13.6+0.2 9,25 + 0,02[3] 10,16 + 0,03 12,63—12,90 11-3] 9,78—12,3 10,7 11.34+0,09 г - i 1 j; 422
Таблица 22.6 22.3. СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ И ПРОТОНУ Молекулы и радикалы, содержащие бор, кремний, серу и другие элементы [3] Соединение вн вн2 вн3 всн3 BQH6 В(СН3J В(СН3K B(QH5J в2н6 ВьН, Bl0H14 BF3 ВС1 ВС12 ВС18 ВВг ВВг2 ВВг8 BI В12 BIS SiH4 SiH(CH3)8 SiF SiF4 SiCl4 SiO SiO2 Si2O2 P(CF3K PAs PAs3 P2 P2As2 P3As И8 CHS CH»S CHgSH Потенциал ионизации, эв 10,06 8,12 10,09 9,28 8,73 6,44 8,8 + 0,2 5,90 11,9 10,8+0,5 11,0+0,5 15,5 + 0,5 10,4 7,20 10,91 9.25—10,14 7,06 9,7 8,96 7,13 9,0 12.2 + 0,3 9,8 + 0,3 7,2 15,4 + 0,4 11,6+0,2 10,8 + 0,5 11.7 + 0,5 10+1 11,3+0,1 П,2±0,5 10,0±0,3 11.8 + 0,5 10.3 + 0,3 10,3±0,3 10,8 + 0,3 10,46+0,01 10,7+0,3 6,8 6,7 9,44 9,1 Соединение CH3CH2SH so2 IT- cs. ie2 Lil Nal NaN3 MgC6H6 A1F A12O PH3 PC13 KI TiCl4 VQH6 СгС6НБ CrO2F2 СЮ2С12 Cr(CON MnC5H5 FeC6H6 Fe(COM CoC6H6 Ni(COL NiC6H6 GeH4 Ge(CH3L GeF Ge2 Ge3 AsH3 As(CH3K AsO3 As2 As4 SeH2 Mo(CC% SnH4 Sn(CH3L SnF4 SbCl3 Sb2 Sb4 Ва„О W(CON Hg(CH3J Pb(CH3L PbTe UC14 Потенциал ионизации, эв 8,684 9,21+0,05 12,34 ±0,02 19,3 8,3 + 0,2 10,08—10,15 [1.3] 8,9+0,2 4,251 [2] 8,55 + 0,15 8,8+0,3 11,7 + 0,2 7,62 9—10 7,7 + 0,2 10,0+0,2 12,3 8,3+0,2 11,7 + 0,2 6,63 8,90 14,0±0,2 12,6+0,3 8,03 [1] 7,94 9,78 7,95[1] 10,05 8,28 [1] 9,32 12,3 + 0,3 9.2 + 0,2 7,2 8,1 8,1 10,6+0,1 8.3 + 0,1 12,4 11,0+0,5 9,9 + 0,2 9,88 8,12 [1] 11,7+0,3 8,25+0,15 7,0 11,5 8.4 + 0,3 7,7 + 9,1 4 8,18 8,90+0,2 8,0±0,4 8,2 + 0,5 11,5 Сродством к электрону \ называется энергия, выде- выделяемая при образовании отрицательного иона из нейт- нейтрального атома и электрона, т . е. отвечающая процессу А -|- ё~ = А~. При этом предполагается, что до образо- образования отрицательного иоиа нейтральный атом находил- находился в состояиии с иаимеиьшей эиергией. Сродство к элект- электрону с обратным знаком представляет собой потенциал ионизации, т. е. энергию, необходимую для отрыва электрона от отрицательного иоиа с образованием нейт- нейтрального атома (молекулы). В случае присоединения к атому (молекуле) несколь- нескольких электронов указывается их число, например N + + Зе". Таблица 22.7 Сродство атомов к электрону [1, 5] Атом н Не Li Be В С С+4е~ N N+Зе" О О+2е" F Ne Na Mg Al Si P S S+2e- Cl Ar К Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu X. se 0,754 0,08 0,6; 0,82[3] He существует 0,3 1,2 30,7 0,2 [6]; 0,69 23,7 1,46 6,76+0,04 3,40—3,62[3, 5] He существует 0,35—1,21 He существует 0,5 1,4—2,0 0,8—0,9 2,07-2,33 [3,6] 3,47 3,82+0,06 He существует 0,3—0,69 He существует 0,4 0,8 1,0 He существует 0,5 0,9 1,3 1,9—2,4 [3,5] Атом As Se Br Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Sn Sb Те 1 Cs La Hf Та W Re Os lr Pt Au Hg Tl Pb Bi X. se 2,0 2,0; 3,7 [3] 3,37; 3,54 [3] 0,27 He существует 0,3 0,8 1,3 1,3 1,0 1,4 1,5 1,2 2,0; 2,5[3] 1,8 1.5; 2,0[3] 2,0; 3,6[3] 3,08—3,23 0,23 0,6 He существует 0,2 1,2 0,4 1,4 2,0 2,6 2,1[3); 2,8 1,54—1,8[3,2] 2,1 1,6 0,7 423
Сродство к электрону молекул и радикалов [1,3] Таблица 22.8 Соединение н2 сн сн2 сн3 с, QH4 QH6 Q Н2С=СН—СН2 н-С3Н, изо-С3Н7 с6н6 с6н5сн2 Х> s» 0,72 -1,65 0,95 1,08; 1,8 3,1 J 81 1,4 1,8 2,1 1,0 1,0 0,54 1,8 Соединение но. со. NO2 о3 NO3 BF3 SiC SH SO SO2 CIO C1O2 X. «» 3,4 3,8 1,62; 3,82 + + 0.06 2,89 3,88 0,78; 2,17 ~ 4 2,6 >1,8 1,1; 2,8 2,91 3,43 Соединение СбН5СН=СН2 C(C6H6K Графит NH2 CN ОН н2о с6н6о NO О2 X, *» 0,29 2,08+0,22 4,39 1,21 3,7 + 0,2 1,73 + 2,65 0,9 1,17 3,2 + 0,2 0,3—0,87 [1—3] Соединение С1О3 С1О4 а„ SiCl2 са3 SeH SeO2 Br2 МоО3 Аб;С1 AgBr Agl U Х- яв 3,96 5,81 <1,7 >2,6 >2,10+0,35 2,04 ~2,3 2,6 2,73 .„ 3,79 3,57 3,29 2,4 Таблица 22.9 Сродство некоторых атомов и молекул к протону [9| Атом Н Не С О F Ne С1 Аг Вг Кг 1 Сродство к протону, эв 2,75 1,8 6,0 4,9 3,7 2,2 5,4 2,3 5,8 3,7 6,4 Молекула н2 сн сн2 сн3 сн4 с2н4 на он н2о NH3 H2S Сродство к протону, эв 3,0 5,1 5.2 5,1 5,3 6.8 5,2 6,2 7,3 9,4 7,6 22.4. ФОТОИОНИЗАЦИЯ АТОМОВ Атомы ионизуются при поглощении квантов света, энергия которых равна потенциалу ионизации атома или превосходит его. Сечение фотоионизации Оф есть отношение вероятности ионизации атома в единицу вре- времени к плотности падающего светового потока; Оф имеет размерность [см2]. Коэффициеит поглощеиия К связан с Оф соотношением К = Л^сГф, где N — число атомов в единице объема. Сечеиия Оф имеют сложную структуру, зависящую от длины волиы падающего света и строения элект- электронных оболочек атома-мишеии. 3,0 2,0 0,8 0,6 ОЛ 0,2 ю-17 3,0 8,0 %о 6,0 5,0 3,0 2,0 0 1 I 1 1 1 1 N г' V /VI 7 1 1 1 1 1 - 1 ч \\ 1 1 1 1 | 1 \l \J Ar[7] 1 Г" "Г у "**-— к 1 г г-ч 1 /fe/ л J 1 V \ r ( V\ V \ \ \Ar[8] \ \ \ \ \ \ He u/l T ) \ \ We V 1000 300 800 700 600 500 wo- woA, A 424 Рис. 22.1. Сечения фотоионизации Не [7], атомарных азота и кислорода [8], Ne[8] и Аг [7,8]. (Стрелками у длинноволнового края кривых указаны пороги фотоионизации.)
22.5 ПЕРЕЗАРЯДКА ПРИ АТОМНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ Перезарядкой называют обмен электроном при столк- столкновении двух атомных систем (атомов, иоиов, молекул и т. п.): А + (В + е~) ->¦ (А + е~) + В. Эффективное сечение перезарядки а есть отношение вероятности обмена электроном в единицу времени к плотности потока налетающих частиц А при единичной плотности частиц мишени. Сечеиие резонансной пере- перезарядки обычно превышает сечеиие упругого рассеяния иоиа иа атоме даже при тепловых энергиях столкнове- столкновения. 22.6. ЭНЕРГИИ ДИССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ Таблица 22.1в Энергии диссоциации ?днс двухатомных молекул [3] т 350 zoo 250 zoo 150 100 50 0 \ Т \ cs\ \ 1 \ 1 ч \ ч pi ч К > ¦ ч S •*• s \ * ч s s /; ;>5" ¦ t s '¦ 's. -b' ч "^ Л Л- ¦ - }¦> l ^ J. )\ i I f L W5 2 4 6 810s Z tt E8107 Z 4 68108цсм/сек Рис. 22.2. Зависимость сечеиия резонансной перезаряд- перезарядки ионов иа нейтральных атомах этих элементов от ско- скорости ионов. Кривые получены усреднением экспери- экспериментальных данных, собранных в работе [5]. Погреш- Погрешности указывают иа разброс данных различных авторов. 2 v,cM/ceK Рис. 22.3. Зависимость сечеиия резонансной перезаряд- перезарядки иоиов гелия, иеоиа, аргона, криптона и ксенона иа нейтральных атомах этих элементов от скорости иоиов. (Кривые получены усредиэнием экспериментальных данных, собранных в работе [5]. Погрешности указыва- указывают иа разброс данных различных авторов.) Молекула lifer AgCl AgH Agl AgO AgSn AlBr A1C A1C1 A1F A1H All A1O A1S AsN AsO Au2 AuAl AuCl AuCr AuCu AuH AuMg AuSn BBr BC1 BF BH BO BaBr BaCI BaF BaH BaO BaS BeCl BeF BrCl BrF BrO CaBr CaO CaF CaH Cal CaO CaS Cj ca CF CH CN CO Cl2 C1F CIO Cs2 CsBr CsCl CsF CsH Csl ?дис ав 1,8 3,1 3,4 2,36 2,6 2,5 2,55 4,6 1,9 5.1 7,65 2.9 3,84 5,0 3,5 6,6 5,0 2,28 3,1 3,1 2,2 2,4 3,1 2,7 2,55 4,5 5.2 8,1 3,0 7,45 2.8 2,7 3,8 1,8 4.7 2,4 4,8 7,0 2,23 2,4 2,4 2,9 2,8 3,1 1,7 2,8 5,0 3,0 6,2 2,8 4,7 3,47 8,4 11.1 2,48 2,6 2,8 0,45 4,3 4,4 5,0 1,9 3.6 Молекула Cu2 CuBr CuCl CuF CuH Cul CuO D2 F2 FO Ho HD HT HBr на HF HI Hg, HgBr Hga HgF HgH Hgl HgS u IBr la IF IO KBr ка KF KH KI Lifer LiQ LiF LiH Lil LiO MnBr MnCl MnF MnH MnO Na2 NaBr NaCl NaF NaH Nal NaK N2 NBr NF NH NO NS о OH ?лис- эв 0,2 3.4 - 3,7 3,0 2,9 3,0 4,8 4,55 1,6 1,9 4,48 4,51 4,52 3,75 4,43 5,9 3,05 0,06 0,7 1,0 1,8 0,38 0,36 2,8 1,54 1,82 2,15 2,9 1,9 0,51 3,95 4.4 5,1 1,86 3,33 1,1 4,4 4,8 6,0 2,4 3.6 3,4 3,2 3,9 5,0 2,2 3,4 0.73 3,8 4,2 5,0 2,1 3,1 0,61 9,76 2.9 2,6 3,6 3,5 5,0 5,1 4,4 425
Продолжение табл. 22.10 Молекула Р2 Rb2 RbBr RbCl RbF RbH Rbl s2 SF SH Едис- э\ 5,0 0,48 4,0 4,4 5,4 1,8 3,3 4,3 2,8 3,5 Молекула so т2 TIBr T1C1 T1F T1H Til ZnCl ZnH Znl ?дис- se 5,3 4,59 3,4 3,8 4,7 2,0 2,8 2,6 ¦ 0,85 1,4 ! Таблица 22.11 Энергия диссоциации молекулярных иоиов [3] Иои ! Arj AsJ AsO+ ВН+ ВС1+ ВеН+ Вг2+ с; CF+ СН+ СО+ Cs+ CdH+ С12 С1О+ с,2+ F2 • FO+ К Н~2 Едис- т 1,1 2,56 7,7 1,3 3,1 з.з 3,3 5,5 2,2 3,6 8,35 7,3 2,13 4,2 5,3 0,7 3,3 2,58 2,65 0,18 Ион НВг+ НС1+ HF+ Н1+ Не2+ HgH+ п 1Вг+ IC1+ К MgH+ К NO+ о; °2 он+ он- Rt>2 SiF+ Хе2 *W эв 4,0 • 4,7 3,7 3,1 2,24 2,3 2,8 2,0 2,2 0,75 2,19 8,7 10,9 6,7 4,1 4,9 4,7 0,7 6,4 1,0 22.7. ЭНЕРГИИ РАЗРЫВА СВЯЗЕЙ В МОЛЕКУЛАХ И РАДИКАЛАХ Таблица 22.12 Энергия разрыва связей ?разрыв в неорганических молекулах и радикалах [3] Реакция С1О-.-С1+О С1О2->-С1+Ог FNO-*NO+F HF~"^-HF+F" НОг->-Н+Ог НОг->-ОН+О н2о->-н+он Н2О2->-2ОН H2S->-SH+H (КВг)г->-2КВг (KF)S^2KF (LiBrJ->-2LiBr AЛС1)г->-21лС1 (Li2OH)^-Li+OH § m 3 a. со о. Ч 2,7 2,5 2,4 2,5 2,0 2,8 5,0 2,1 4,0 2,0 1 R 1 ,0 2,2 1 1 1,' 2,0 2,6 1,8 3,8 4,5 Реакция (LiOH)-*LiO+H NF2-*NF+F NF3^-NF2+F NH3^-NHij+H NO2->-NO+O N2O^N2+O (NaBr)j!^-2 NaBr (NaClJ->-2NaCl NaOH^-Na+OH NaOH^-Na+OH (Rb Cl)ij^-2RbCl \ г . о. n CO O. 4 ¦ 5,5 2,6 3,5 4,2 3,1 5,0 1,7 2,0 2,2 1,9 3,9 4,8 0,11 1,9 О 1 z, 1 3,0 3,6 ~" Таблица 22.13 Энергии разрыва связей Ер:щЯШ в органических молекулах и радикалах [3] Связь СВг3—Вг СВг3—Н СС13—С1 CF3-C1 CF3— CN CF3-H (CF3JAs-CF3 CH-H CH2-H сн„снсн2—н CH2CH-I CH3-Br CH3-BF2 CH3-C1 CH3—CN CH3-F CHs-1 CH3—OH CH3-NH2 CH3-NO2 CH3—SH C2H—H C2H3-CHO Ю Q. a ¦ Q. 2,13 4,0 2,9 3,5 5,3 4,5 2,5 5,5 4,4 3,33 2,9 2,9 4,3 3,5 4,5 5,1 2,3 3,9 3,5 2,5 2,91 5,2 3,9 Связь C2H3-H *" u vix: *-2"Б—И^2 CjHs—H C2H6-Li C2H6—OH C2H6-SH . QH6-Br C6H5—I CHC12— H CHI2—I CH2Br-Br CH2F—CN CH3Cd— CH3 CH3O—NO CH3O— NO2 . CH3S—SCH3 CO—H NC—H NC—CN NC2—CN NC2—N NC3-N NQ-N D3 2 Q. CO Cu 4 4,5 4,2 4,2 2,07 4,0 2,8 3,1 2,65 3,9 1,6 2,7 5,1 1,8 1,59 1,66 3,3 1,32 4,8 5,5 5,2 7,0 6,8 • 7,05 426
5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Справочник химика. Под ред. Б. П. Никольского. Т. 1. Изд. 3-е. Л., «Химия», 1971. 2. Аллен К. У- Астрофизические величины. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 3. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы I- ионизации и сродство к электрону. Справочник. 1 Под ред. В. Н. Кондратьева. М., Изд-во АН СССР, 1962. 4. Meggers W. F., Corliss С. Н., Scribner В. F. Tables of Spectral Line Intensities. National Bureau of Standards, 1961. 5. Смирнов Б. М. Асимптотические методы в теории атомных столкновений. М., Атомиздат, 1973. 6. Дей М. К., Седбин Д. Теоретическая неорганичес- неорганическая химия. Пер. с англ. М., «Химия», 1969. 7. Хастед Дж. Физика атомных столкновений. Пер. с англ. М., «Мир», 1965. 8. Hudson R. D., K'effer L. J. «Atomic Data», 1971, v. 2, p. 205. 9. Смирнов Б. М. Атомные столкновения и элементар- элементарные процессы в плазме. М., Атомиздат, 1968. ГЛАВА 23 ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД 23.1. ВВЕДЕНИЕ Термином газовый разряд объединяются все явления, связанные с прохождением электрического тока через газ [1]. Обычно газовый разряд происходит между про- проводящими электродами, создающими граничную кон- конфигурацию электрического поля и играющими значи- значительную роль в качестве источников и стоков заряжен- заряженных частиц. Однако наличие электродов не обязательно (высокочастотный, тороидальный разряд). При достаточно больших давлениях и длинах раз- разрядного промежутка основную роль в возникновении и протекании разряда играет газовая среда. Поддержание разрядного тока определяется поддержанием равновес- равновесной ионизации газа, происходящей при малых токах за счет таунсендовских процессов каскадной ионизации, а при больших токах — за счет термической ионизации. При уменьшении давления газа р и длины разрядного промежутка d все большую роль играют процессы на электродах; при pd < 0,02 -J- 0,04 мм рт. ст.-см про- процессы на электродах становятся определяющими и меньшие значения pd соответствуют области вакуумного разряда, или электрического пробоя вакуума*. В области газового разряда (pd^.0,04 мм рт. ст.-см) произведение этих величин, в значительной степени оп- определяет характер возникновения и протекания разряда, в частности пробивное напряжение (закон Пашена). При малых разрядных токах между холодными электродами и в достаточно однородном электрическом поле основным типом разряда является тлеющий разряд, характеризующийся значительным E0 — 400 в) ка- катодным падением потенциала. Катод в этом типе разря- разряда испускает электроны под действием заряженных частиц и световых квантов, а тепловые явления не кгра- ют роли в поддержании разряда. Тлеющий разряд в сильно неоднородном электричес- электрическом поле и при значительном давлении (р ^100 мм рт. ст.) называется коронным разрядом. Дуговой разряд наблюдается при силе тока не ме- менее нескольких ампер. Для этого типа разряда характер- характерно малое, порядка 10 в, катодное падение потенциала и высокая плотность тока. Для горения дугового разряда существенна высокая электронная эмиссия катода, термическая ионизация в плазменном столбе. Спектр дуги обычно содержит линии материала катода. 23.2. ПРОЦЕССЫ НА ЭЛЕКТРОДАХ Возникновение и характер газового разряда в зна- значительной степени зависят от эмиссии электронов из катода. В случае холодного катода эмиссия происходит в основном при ионной бомбардировке и облучении его фотонами; горячий катод испускает электроны в резуль- результате термоэлектрической эмиссии. ' В случае коронного разряда и электрического про- пробоя вакуума заметную роль играет автоэлектронная эмиссия; на горячих электродах может также происхо- происходить образование ионов за счет поверхностной иониза- ионизации. Основной материал по электронной эмиссии изложен в гл. 24. Ниже приводятся сведения о ионно-электрон- ной эмиссии и поверхностной ионизации. Ионио-электронная эмиссия. Ион, падающий на по- поверхность электрода, выбивает из нее электроны, имею- имеющие энергию не более 10—30 эв (рис. 23.1 и 23.2). Поверхностная ионизация. Адсорбированный атом может покинуть нагретую поверхность как в атомном, так и в ионизованном состоянии. Для того чтобы про- 10 8 6 4 2 / W 5" 20 40 60 ВО 100 " 120 U,k6 . * Вопросы вакуумного пробоя подробно освещены в работе [3]. Рис. 23.1. Эмиссия электронов при падении ионов гелия на поверхность различных металлов: / — сышец; 2 — золото; 3 — алюминий; 4 — магний; 5 — сталь; 6— медь [3J. 427
цент ионов в потоке десорбированиых частиц был зна- значителен, необходимо выполнение условия II > ?Валент где U — работа выхода адсорбирующей поверх Здесь m — масса молекулы; /nj—масса иона, е — ди- ¦.жыкпх. jw^u,,,. w ^ —валент. электрическая постоянная газа. Постоянней А при боль- щсорбирующей поверхности, ших (для газа) е, малых температурах и малых раз- размерах иоиов и молекул равна 0,52, а при больших ра- радиусах и температурах и малых е уменьшается до 0,1. 10000 О . ' ¦ ^ ' / 2 ¦5 20 40 60 ВО 100 120 и,кв Рис. 23.2. Эмиссия электронов при падении различных иоиов на поверхность алюминия: /— азот; 2 — ксенои; S — гелий; 4 — ртуть; 5 — водород [3]. ^валент — энергия ионизации уровня валентного электрона адсорбированных атомов. Это условие вы- выполняется при иоиизацин щелочных элементов иа воль- вольфраме и платине (рис. 23.3). т;к 1500 1400 1300 1200 / // .—¦—¦ Rb ' If CS 200 400 600 BOO Ионный ток с единицы п/ющави, а/мг 1000 Рис. 23.3. Зависимость максимального значения тока иоиов К, Rb, Cs от температуры поверхности вольфрама И]. I 200 * - — I» — ¦—— - we Аг ¦^ 10 2 5 100 Е/р, б/(см- мм рт. ст.) а 5 10D0 28 24 \ ч V -—— ¦—.— —- ^ -не ~ № Аг 50 100 150 200 Mi б 23.3. ПОДВИЖНОСТЬ И РЕКОМБИНАЦИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Подвижность иоиов ki и коэффициент их диффузии Di связаны равенством [51 ki = NeDi/p. Подвижность иоиов ие зависит от Е/р вплоть до Е/р <? 20 в /(см-мм рт. ст.). Теория, учитывающая взаимодействие дипольных моментов иона и молекулы, дает для ki следующее вы- выражение [21: Г1 + mlmtTU Ь] B31) 20 30 40 50 60 Е/р, в/(см- мм рт. ст.) в 70 Рис. 23.4. Зависимость подвижности иоиов в различных газах от Е/р [81: а — подвижность собственных иоиов в гелив, неоне н аргоне, р=1 мм рт.ст.; б — зависимость подвижности от массы иоиа в ге- гелии, неоне и аргоне, р=760 мм рт. ст.; в — подвижность ионов 428
15Ж I я» 5 9 * 8 7 —. 77 30 'К 0 450 *** У/ 30 40 50 60 70 80 В0100 Е/р, В/(см • мм рт. ст.) 150 200 24 20 $16 12 —-—, г —— ч -—— 100 200 .300 T,°K — —-—. - Ч Ne+ — ИИ ч 70 60 V50 20 10 8 / / т 0 0 г 4 0,8 1,2 у Иг у 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Е/р, 6/(см-мм pm.cm.) а 40 30 10 Не .—" ^— о . ' > - — ——• 3 О 0,5 1 1.5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Е/р, и/(см-ммрт.ал.) S ¦100 200 300 Т°К / -—. Art ^^ Аг* 100 200 300 Т°К ртути в аргоне при 300°К. Рдг =760 мм рт. ст.; г — скорость дрей- дрейфа ионов в азоте при различных температурах; N? — для низких значений Е/р и N* для высоких значений Е/р; плотность азота постоянна и соответствует нормальным условиям; д — зависимость подвижности ноиов гелия от температуры; е — зависимость под- подвижности иоиов неоиа от температуры; ас — зависимость подвиж- подвижности ионов аргона от температуры (плотность гелия, иеоиа и аргона постояииа и соответствует нормальным условиям). 70 60 20 10 - 8 - 4 0 rf -е- 0,4 0,8 1,2 у" У / ~-—¦ / .-— ^—¦ Л —- (г У 2 3 ¦— 6 В 10 12 14 Е/р,6/(см-мм pm.cm.) 16 18 20 Рис. 23.5. Зависимость скорости дрейфа электронов от Е/р в различных газах [51: / — эксперимент; 2, 3 — теория. 429
120 100 *? 50 40 го f о2 ¦: I к** _—— ._—— : i ¦ ! 1, z am ¦-— С 6 S 10 12 U 16 Е/р,в/(ам-мм рт.ст.) г 18 20 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 E/p, в/(см- мм рт. ст.) д 20 16 Ve о О ¦—' ^- — - - ,Т  0,5 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Е/р, в/(см-мм рт.ст.) Электроны даже в слабых полях приобретают энер- энергию, значительно превышающую тепловую, поэтому нх скорость дрейфа нелинейно зависит от напряженности прля (рис. 23.5). i Коэффициент объемной рекомби- рекомбинации а определяет скорость взаимной нейтрализа- нейтрализации заряженных частиц и связан с их концентрацией соотношением dN+ /dt = — aN+ N_. B3.2) При малых давлениях (р < 1 атм) коэффициент иои-иониой рекомбинации определяется соотношением [2] 27 (k0TK I М ЗдесьЯг и Tt — длина свободного пробега и температу- температура ионов. При высоких давлениях газа au = 4ле (kt + ke) B3.4) (см. рис. 23.6 и табл. 23.2). Уравнение Ш /*Воадух КГ 104 р, мм рт.ст. Рис.. 23.6. Зависимость коэффициента рекомбинации ионов ацв воздухе и СОг от давления [2]. 4 ж. 0 ! -* г "^ о -^ о- J 4 — — ». — ,— .—' Аг к: —г — ' 0 0,5" 1 1,5 2 2,5 S 3,5 4 4,5 5 Е/р, 6/(см-мм pm.cm.) ж ¦ > Таблица 23.1 ¦ Среднее число столкновений электрона 8 до момента прилипания к нейтральному атому [1] Газ Инертные газы, Н2, N2 СО NH3 N2O 1 9 6 ь оо ,6- ,9- ,1- 10» 10' Газ Воздух О2, Н2О С1г 2 4 2 8 ,1- ,0- л- 105 104 103 430
Таблица 23.2 Коэффициенты иои-иоииой рекомбинации ait в собственном газе [2] р=760иш рт . ст., Т = 0сС, возраст ионов —0,1 сек) газ со2 о2 Воздух N2O 10-"&,сек I Гй3 1,7 1,5 1,4 1,4 so2 Н2О СО 10~e см*/сек 1,4 0,9A00°С) 0,85 Таблица 23.3 Коэффициенты иои-электроииой рекокбш ; ш i aie в различных газах [2] Газ Hg Cs Не Ne о2 Ar < N2 н. р, мм pm. ст. 0,3 0,01—0,1 1 15-30 2—20 15—30 2-5 3—12 Температура электронов, вв 0,15 0,15 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 aie 2-10-ю C-И,)-10-10 1,710-8 2-10-' 2,7-10-' 3-10-' 1,4-КГ6 2,5-10-в В инертных газах aie растет с увеличением плотное - ти газ^. При Г < 300°К aie ~ Ур. Астоново Катодное Фарадеево II I Анодное Темные зоны Kamot !1 ! 4 I тодный Отрицатель- Положитель- Анод-'\Сбетяищеся слой 'мое свечение ныйслой ноесбе- i зоны Рис. 23.7. Пространственное распределение темных и светящихся зон, напряженность электрического поля X, потенциала U, плотностей пространственного заря- заряда р+ и р" и плотностей тока /+ и /~ в тлеющем разряде (схема) [2]. На рис. 23.7 показано пространственное распределе- распределение темных и светящихся зон, электрического поля и других характеристик тлеющего разряда. Изменение расстояния между катодом и анодом влия- влияет лишь на длину положительного столба, а изменение давления ведет к обратно пропорциональному изменению длины прикатодных и прианодных областей разряда. 23.4. СЛАБОТОЧНЫЕ РАЗРЯДЫ Тлеющий разряд. Тлеющий разряд возникает в достаточно однородном электрическом поле между хо- холодными электродами при давлении от ~ 0,1 до десят- десятков и сотен миллиметров ртутного столба. Катод в этом типе разряда испускает электроны вследствие его бом- бомбардировки образующимися в зоне разряда ионами и световыми квантами. Основную роль в возникновении тлеющего разряда играет лавинный процесс размножения электронов. Он описывается формулой Таунсенда [2]: , . exp (ad) где to — ток первичных электронов; d — длина раз- разрядного промежутка; а — первый коэффициент иони- ионизации Таунсенда, определяющий число новых электро- электронов, создаваемых первичным электроном при прохож- прохождении 1 см пути в направлении поля; -j — второй коэф- коэффициент ионизации Таунсенда, равный числу электро- электронов, выбиваемых из катода одним положительным ионом. Обращение знаменателя этого выражения в нуль соответствует пробою газового промежутка. ¦ Таблица 23.4 Катодное падение потенциала в различных газах, в [2] Материал катода с А1 к Fe Ni Си Zn Pt Hg ? 280 170 94 250 210 214 184 276 337 X 140 60 150 160 177 143 165 143 z 120 68 150 140 220 — 152 — z 180 170 215 200 208 216 216 226 1 §, 424 230 180 270 226 375 280 277 — < 100 64 165 130 130 119 130 —• X 475 245 — 300 275 450 — 340 Другие газы 575 (CO) 280 (Cl2) 80 (K) 290 (O2) 306 (Xe) 80 (K) N 340 (Cs) i J 484 (CO) 460 (CO2) 354 (O2) 480 (CO) 364 (O2) 275 (Cl2) —- 431
Е,в/см 5 4 3 2 / / ^ /we / К Нд / ? W 1 p, мм pm. cm. 10 Рис. 23.8. Зависимость напряженности поли в по- положительном столбе разряда в различных газах я парах от давления. (Ток 0,3 а, радиус трубки 1см 12].) Наибольшая напряженность поля тлеющего разряда наблюдается в области темного катодного пространства. Электроны, испущенные катодом, еще не успевают здесь набрать энергию, необходимую для возбуждения и ионизации молекул газа. i 12 10 %J ^ 6 4 I I нг ^_ +¦ —+— 4 6 8 10 12 14 16 18 pd, mm pm.cm,-см а 340 320 300 280 260 240 220 1 к р / / / / > / / / '0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 pd, ммрт.ст.-см tii Таблица 23.5 Приведенная ширина темного катодного пространства dip. сммм pm. cm., для различных газов [2] Материал катопа С Mg Al Fe Cu Hg 0 -i o!6i 0,72 0.9 0.8 0.9 T _ 1,45 1,32 1.3 — 1 0 ,64 .72 — 0 0 0 ,35 .31 .42 0. 0. 0. 5 25 52 23 0 0 S — ,29 ,33 — X 0,69 — 0,33 0,34 0,6 — 0, o, 0, 0. Другие газы 25 24 31 23 (O2) (O2) (O2) (Xe) Часть площади катода, активно участвующая в раз- разряде, пропорциональна току разряда. При очень малых токах (обычно меньше 10"* а), когда диаметр катодного пятна меньше ширины катод- катодного пространства, катодное падение потенциала увели- увеличивается из-за радиальной диффузии зарядов (поднор- (поднормальное катодное падение потенциала). При большой плотности тока, когда уже вся поверхность ка- катода покрыта разрядом, катодное падение потенциала также нарастает (аномальное катодное падение потен- потенциала). На рис. 23.8 даны значения напряженности поля в положительном столбе разряда для различных газов. Даже небольшая примесь электроотрицательного газа приводит к резкому возрастанию напряжениости поля положительного столба. Примесь молекулярных газов приводит также к появлению в положительном столбе страт, т. е. расположенных поперек градиента электрического поля темных и светящихся зон. В тлею- 251 ' 1 i Воздух i i i i J/ I/A 17 Aft \ 1 1 — " in — A л _—" —— - -—¦ 1 - У ¦ .——¦ N "" -—^ffT*9iAL——¦—" , 50 100 150 200 250 300 pDd, mm pm.ст.-см б 350 400 450 Рис. 23.9. Зависимость пробивного иапряжения в раз- различных газах от pd [5]: а— видород ц- — эксперимент: О— расчет, катод никелевый); б — гелий; в — аргон, иеон н их смеси (железные электроды, промежуток 2 см), воздух (катод — нержавеющая сталь, d=13.5 мм, Г=23ЬС). 432
1,мна so 25 20 15 10 5 О - \ : : \ // v// у// 7/ff ж /// ' 7/\\ 1 / / ^ 9 40/- /60~s <^^ioo- 10 15 а 20 I, мна и,КО Рис. 23.11. Зависимость частоты импульсов от тока отрицательной короны в воздухе при различных давле- давлениях [5]. 25 20 15 10 5 - - - '- / ,/,. Щ 0% 0,1 1 ¦ш V/ 3 6 У / 20 / 40 у/ 60 ^''3* 1 1 .1 1 10 15 б 20 Рис. 23.10. Вольт-амперные характеристики короны для смесей фреона-12 с воздухом. Общее давление — 745 мм рт. cm: а — разряд с положительного острия (пунктирные кривые — резуль- результат другого эксперимента); 6 — разряд с отрицательного острия. Ток в заштрихованной области сильно флуктуирует. щем разряде, происходящем в смеси газов, наблюдается явление катафореза — разделения газовой смеси. Газ с меньшим потенциалом ионизации накапливается у катода. Питание люминесцентных ламп, рекламных трубок, работающих на газовых смесях, и т. п. для пред- предотвращения катафореза осуществляется только пере- переменным током. В большинстве случаев пробивное напряжение в однородном электрическом поле является функцией произведения длины разрядного промежутка d на давле- давление газа р (рис. 23.9): Эта закономерность известна под названием закона Па- шена. На абсолютную величину пробивного напряжения оказывает влияние также материал электродов и такие факторы, как освещение и облучение разрядного про- промежутка. Коронный разряд — это особая форма тлеющего разряда в сильно неоднородном электрическом поле. Этот тип разряда достаточно четко выражен лишь при давлении газа от 0,1 до нескольких бар. Ток коронного разряда имеет характер импульсов, вызываемых электронными лавинами. Частота повто- повторения импульсов 10—100 кгц (рис. 23.10, 23.11). 23.5. ДУГОВОЙ РАЗРЯД Электрическая дуга — это разряд при большой силе тока (более 1 а) и низком катодном падении потенциала (менее 20 в). Плотность эмиссии электронов с катода дугового разряда достигает значений 103—107 а/см2. У самостоятельных дуг эта эмиссия поддерживает- поддерживается тепловыделением самой дуги, у несамостоятель- несамостоятельных — специальным его нагревом. Проводимость га- газового канала самостоятельных (термических) дуг обус- обусловливается термической ионизацией газа, причем тем- температуры электронов, ионов и нейтральных частиц в канале приблизительно одинаковы. Разряды низкого давления с подогреваемым активированным катодом* (несамостоятельные дуги) могут, как и в случае тлею- тлеющего разряда, иметь температуру электронов, много большую ионной температуры (рис. 23.12—23.15). * Наиболее распространенное изделие с таким типом разряда — люминесцентная лампа. 15-748 433
Е,в/см Рис. 23.12. Зависимость тем- температуры газа Т, потен- потенциала U и плотности тока / от расстояния х для длинной дуги; U-r и ^а — катодное и анод- анодное падение потенциала [2]. Температура столба дуги весьма неоднородна по дли- длине и диаметру, максимум температуры столба у обычных дуг составляет D—8) -103 °К, а у некоторых специаль- специальных дуг достигает 5-10" °К [6] (рис. 23. 20 и 23.21). Диаметр свободно горящей дуги уменьшается с рос- ростом давления. При увеличении силы тока диаметр дуги вначале увеличивается, а затем остается неизменным (рис. 23.16). Вольт-амперные характеристики свободно горящих дуг обычно являются падающими для не слиш- слишком больших токов (рис. 23.17). При токах в десятки и сотни ампер характеристика может стать возрастающей (рис. 23.18). На рис. 23.19 показана зависимость катодного паде- падения потенциала от силы тока для аргоновой дуги, на рис. 23.20 и 23.21 — распределение температур в столбе дуги с угольными электродами. и,в 200 150 100 SO 40 50 р, шпм Рис. 23.14. Зависимость напряженности поля от давления в столбе дуги ртутной лампы высокого давления для различных значений тока [6]. U,6 300 200 100 80 60 40 1й * УК 'л. 10 100 р,шпм < » [ 1 1 1 1 к 1 \ Рис. 23.15. Зависимость напряжения от давления для дуги, горящей в азоте при различных значени- значениях тока[6]. 1,0 КО « 0,01 г б 0,1 2 5 12 Рис. 23.13. Вольт-амперная харак- характеристика разряда в ксеноновой лам- лампе E ашм) при режиме, переход- переходном от тлеющего разряда к дуговому [6]. - I I 1 1 1 1 1 1 . |~ 1— 1 10 зо юо 1,а Рис. 23.16. Зависимость полуширины дуги между угольными электродами от тока [6]. 434
и,в so 70 60 so 40 30 ГК Зона стабильного Nv V^ горения 20 10 0 \ V \ ^ o—< > J >—=—< 50 100 150 I, a о 4 8 12 16 20 24 281,п. Рис. 23.17. Вольт-амперные характеристики дуг с угольными электродами различной длины с пере- q ходной областью от стабильно горящей дуги к «шипящему» разряду [6]. 20 Рис. 23.18. Вольт-амперная характеристика ду- дуги высокой интенсивности с угольными электродами (в том числе при начавшемся выбросе паров из анода) 16]. Таблица 23.6 Характеристика различиых электродов для дуги при р = 1 атпм [2] Электрон С—С с—с Си—Си Fe-Fe Ni—Ni W—W Al-Al Al—Al Zn—Zn Jig-C Газ Воздух N2 Воздух » » » » N2 Воздух Hg Bi 1—10 4—10 5 5 5 5 5 5 5 2 f- 3500 3500 2200 2400 2400 3000 3400 2500 3000 600 2? n 4200 4000 2400 2600 2400 4200 3400 2500 3000 600 'V* 65 70 9—11 8—9 8—12 7—10 11—12 2—6 2—6 . . . 0—10 Рис. 23.19. Зависимость катодного па- падения потенциала от тока в аргоновой дуге [6]. -150 -100' 1 0 0,2 0,4 0,6 0ft 1,0 1,2 S,CM Рис. 23.20. Распределение темпера- температуры T(s) в дуге с угольными элек- электродами при / = 10 а: Кривая №к — мощность, отводимая конвек- конвекцией; Т (s) — расстояние от оси дуги [6]. \ _ W - I • к 1 А \ - - Анод 500" 8000 9000. 10000 1см 11000 12000 Катод Рис. 23.21. Поле температур в столбе дуги с угольными электродами, горя- горящей в воздухе при / = 200 а [6]. 15* 435
23.6. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ИЛАЗМА Область состояний, именуемая низкотемпературной ifi плазмой, определена недостаточно четко. Температура такой плазмы обычно ниже 50 000° К, степень ионизации меняется от долей процента до почти 100%. Излуча- . 10* Т At I II н+и е~ п I ш 4- 10' 10* 10" Г,°К а I Ire* 1СГ* 10* А \ - п \ 1/г\ V \ \ 1,1 \ % % V" ; i i iч—' i ч у А 11 Г\ 1 \ i i « Г Wan L4J \ —._, м/ / 1ап I м б 8W г * 6 еW 2 Т,К Рис. 23.24. Зависимость отношения удельных теплоем- костей Cplcy = у для равновесной водородной плазмы от температуры. 1,5» 10* 10* 10s Т,°К Рис. 23.22. Зависимость состава водородной плазмы от ее температуры [4]: а — для р=10~е атм; 6 — для р = 1 и 106 атм (пунктир). 20 10 18 16 14 12 т 8 4- о i / L I i U I- 120^ 103 г 4 б ею4 г * б в105 г 4 Т,°К 80 70 60 Рис. 23.25. Зависимость скорости звука в равновесной водородной плазме (р = 1 апгм) от температуры [4]. W 2,0 1,8 1,6 г 4 б ею* 2 4 e ею5 г 4 т,°к а cPe/R в 1,0 0,8 0,6 0 л 1 > | ¦ A 1AI /i I [ p=i атм 10S 2 4 6 810* Z 4 6 610s 2 4 T'K Рис. 23.26. Зависимость средней молеку- молекулярной массы водородной плазмы т от тем- температуры при р = 1 атм [4]. г 4 se 10* 2 4 6 8 10° 2. 4 Тг°К тельная способность плазмы может быть значительной, приближающейся к излучательной способности черного тела. Расчет и изучение низкотемпературной плазмы и усложняются из-за многокомпонентности ее состава. Так, плазма Нг состоит из Нг, Н, Н*, Н~, ё~. Рис. 23.23. Удельная теплоемкость равновесной водо- На рис. 23.22—23.27 приводятся некоторые сведе- родной плазмы [4]: ния о свойствах низкотемпературной плазмы. Боль- а— для р=10-« атм; б — для р=1 атм, шинство приводимых данных — расчетные. 436
Ю: w р=1Об ¦// 7 z p=10'em» п,см 10°. . — . — L. i 10S 2 4 6 010*2 4 6B1OS2 4 T'K Рис. 23.27. Зависимость проводимости во- водородной плазмы от температур?" [4]. . 4 — 1A1 у \N / / I iz i \ \ \ \ —v I —j- \J (\ 1 \ \ 1 ч \ / i- В - ^**— \ - V i 1 * 1 5 10 15 20 25 30 T,103°K Рис. 23.29. Состав азотной плазмы при атмосферном давлении [6]. 0,75 0,50 f J . / / / 10 15 20 Т,10звК Рис. 23.28. Степень диссоциации Xd и степень ионизации Xj азота при атмосферном давлении [6]. ю- ! \ \ V \ О 5 10 15 20 25 30 Г, 10s°K Рис. 23.30. Зависимость плот- плотности азота от температуры при атмосферном давлении [6]. 437
! ж ••<. s О12 з Чо11, / ¦/ ..— О 5 10 15 T,103°K а ю it ' I о 10 15 5 Рис. 23.31. Зависимость удель- удельной энергии (а) и плотности энергии (б) азотной плазмы от температуры [6]. 10 15 20 Т,10*°К Рис. 23.32. Зависимость теплопроводности моле- молекул хт, атомов хй, ионов %,- и электронов i.e азотной плазмы от температуры. %D — тепло- теплопроводность вследствие диффузии энергии дис- диссоциации, х}—ионизации, V. — сумма всех ком- компонент [6]. Рис. 23.33. Зависи- Зависимость проводимости азотной плазмы при атмосферном давле- давлении от температуры [6]. V 10* jg ЧГ 3 1 I I I 3- 7 8 T,10s°K Рис. 23.34. Зависимость теплопроводности ксенона при давлении 25 атм от температуры (обозначения см. на рис. 23.32) [6]. 15 Рис. 23.35. Зависимость проводимости ксенона при р = 25 атм от тем- температуры [6] Т,103°К 1850 1480 ^ 740 370 О / / / -^ Н / У 1 ¦ Не/ 2760 55S8 8315 11093 13872 Т,°С 5 10 Рис. 23.36. Зависимость энтальпии от температуры для различных газов. 438
20 - 19 - «- "I 141 "" s ^' " ' ~sJ? 8 10 11 П 16 18 10 12 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Т,1ОЗСК Рис. 23.37. Концентрация различных компонентов в плазме гексафторида урана [7] (р = 1,6 am при Т =. = 273°К). 23.7. ИСКРОВОЙ РАЗРЯД Искровой разряд начинается с образования стриме- ной формулой Ритца [5]: f ров — самораспространяющихся электронных лавин, образующих проводящий канал между электродами. ц _ 24 55d 4- 6 66V d~ кв. Вторая стадия искрового разряда — главный разряд пр * ' происходит вдоль канала, образованного стримером, и по своим характеристикам близка к дуговому разря- На рис. 23.38 приводится зависимость пробивного ду, ограниченному во времени емкостью электродов и напряжения от давления воздуха и расстояния между недостаточностью питания. электродами. Пробивное напряжение. Пробивное напряжение Материал и состояние поверхности электродов не в воздухе при 20° С и 760 мм pm. cm. дается приближен- оказывают заметного влияния на пробивное напряжение 10 р, КГ/СМ 20 30 40 р, КГ/СМ2 10 15 20 25 Л 1 к 1///, / /) /// й=0,73см Л V 0.49 0,42 0,31 0,?1 щ > —< J 400 350 300 250 200 150 100 50 О Рис. 23.38. Зависимость пробивного на- напряжения от давления воздуха и расстоя- расстояния между плоскими электродами [5]. - - - - / 1 в зоо Л 200 100 - о Рис. 23.39. Зависимость градиента пробив- пробивной напряжености от давления газа для раз- различных газов и электродов [5]: / — воздух + нержавеющая сталь; 2 — СО2 -{- нержавею- нержавеющая сталь: 3 — СО2 -\- N2-|" нержавеющая сталь; 4 — воздух -f A1; 5 — СО2+-А1; е — N2 + нержавеющая сталь; 7 — СОг + N.+A1; 8 — N2 + А1. 439
лишь при давлениях ~1 атм. При больших давлениях материал и состояние электродов играют заметную роль (рис. 23.39). Таблица 23.7 Пробивные напряжения E0 гц, амплитудное значе- значение) для однородного поля в воздухе (Т=20°С, р=760 мм рт. ст., парциальное давление 10 мм рт. ст.) [5] d. см 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,15 3,13 3,49 3,84 4,18 4,54 5,23 6,25 V кв/см 52,16 49,86 48,06 46,44 45,40 43,58 41,67 й, см 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 1,0 7,90 11,02 14,01 17,00 25,70 31,35 Епр- кв/см 39,50 36,73 35,03 34,00 32,13 31,35 Расстояние между сферическими электродами, соот- соответствующее возникновению искрового пробоя, весьма часто служит для измерения высокого напряжения. Запаздывание пробоя от момента приложения нап- напряжения изменяется в широких пределах в зависимости от давления и состава газа, материала и конфигурации электродов (рис. 23.42). Разряд молнии. Разряд молнии имеет, как правило, прерывистый характер, он состоит из отдельных им- импульсов тока, разделенных промежутками ~10 мсек- Процесс разряда (между облаком и землей) начина- начинается со стримера, распространяющегося ступенями вниз с интервалами между ступенями 15—100 мксек. (В случае молнии стример носит название ступенчатого лидера.) Средняя скорость распространения стримера A—5I0? см/сек\ на отдельных ступенях она составляет 5-109 см/сек. Когда лидер (стример) достигает земли, по ионизо- ионизованному каналу начинает в обратном направлении (вверх) развиваться главный разряд. Скорость его раз- развития 2-108—1,5-10го см/сек. v После паузы в несколько сотых долей секунды рас- распространяется второй (стреловидный) лидер со скоростью Таблица 23.8 Пробивные напряжения между плоскими электродами в воздухе [5] (Т=20°С, р=760 мм рт. ст.) d, см 1 2 3 4 5 6 7 8 ищ>- кв 31,35 58,7 85,8 112,0 138,5 163,8 189,9 215,0 d, см 9 10 11 12 13 14 15 16 240,0 265,0 290,0 315,5 338,1 363,2 387,7 412,6 16 20 24 A,мм Рис. 23.40. Зависимость пробивного напря- напряжения в воздухе при различных давлениях от длины промежутка шар @ = 50 мм) —пло- —плоскость. Давление — избыточные атмосферы (am) [5]. Таблица 23.9 Пробивные напряжения (кв) для промежутков между шарами различных диаметров в воздухе [5] (р=760 мм рт. ст., Т=20°С) (рис. 23.40) d, см 1 1,5 2 2,5 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75 100 150 Диаметр шара, см 6.25 31,9 45,9 58,2 69,6 79,1 94,8 — — — — — — — — — — — — — — — 12,5 31,5 45,6 59,2 72,0 85,2 109 129 146 174 — — — — — — — — — — — — 25 31 45 59 72 86 112 137 161 205 243 314 — — — — — — — — — — 50 _ — 58 72 85 112 137 164 214 243 372 461 532 591 640 — — — — — 100 _ — — 71 84 112 137 163 215 266 387 503 611 709 797 876 949 1010 1240 — 200 _ — — — — — 137 163 215 265 389 510 630 745 858 965 1070 1180 1600 1930 2350 440
Таблица 23.10 Пробивное напряжение различных газов (рис. 23.41) относительно воздуха (р=760 мм рт. ст.) [5] Газ СС14 SeF6 CC13F СС13Н С2Н61 СзН31 ^ C2C12F2 SF6 Относительное пробив- пробивное напряжение 6,3 4,5 3—4,4 4,3 3,0 2,9 1 2,8 Газ SOF2 CC12F2 SO2 С2Н6Вг С2Н5С1 CF4 N2 СО2 Относительное пробивное напряжение 2,5 2,4-2,5 1,9-2,3 1,5 1,25 1,1 1,0 0,9 0,01 г 4 е 0,1 г 4 6 1,0 г 4 б 10 г 4 s 100 Рис. 23.42. Зависимость среднего статистического времени запаздывания <3ап от перенапряжения при различных материалах электродов [5] (р = = 1 атм, воздух): / — сплав «электрон»; 2 — алюминий; 3 — железо; 4 — серебро; 5 — медь; 6 — окись медн. 2-Ю' i i i i i i 111 10 100 pd, мм рт. ст.- см Рис. 23.41 .Зависимость пробивного напряжения от pd для различных газов [5]: Л 2 — CSFe; 3 —фреон-12 (CC12F2); 4 — воздух;5 — водород. 100 fe вО I «о I 60 I <§ 40 <з g 20 / 2 3 4 5 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Число импульсов Рис. 23.43. Частота возникновения разрядов молнии с различными числами импульсов (% разрядов, в кото- которых число импульсов меньше указанной величины); кривые получены различными авторами [5]. \ ! \ щ N \ Ч У ~2-108 см/сек, а затем новый главный разряд и т. д. (до 40 отдельных разрядов). Обычно последующие разряды происходят по каналу первого разряда. В случае разряда молнии, ударяющей в высокое сооруже- сооружение, первый ступенчатый лидер может начать движение не от облака, а от земли. Главный разряд в первом им- импульсе может отсутствовать, замещаясь непрерывно протекающим током. В большинстве разрядов земля является анодом, а атмосфера — катодом (рис. 23.43, 23.44). Разрядный ток молнии в редких случаях превышает 105а. Обычное его значение ~ 10* а (рис. 23.45). Харак- Характерная осциллограмма тока показана на рис. 23.46. Во многи х случаях кроме импульсов тока по каналу раз- разряда протекает и непрерывный ток от десятков до нес- нескол ьких тысяч ампер. Время нарастания импульса 1000 о О | -1000 \-2000 е -зооо -4000 \ I ( 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 OfiO Время, сек Рис. 23.44. Осциллограмма тока характерного разряда молнии [5]. 441
100 40 ВО 120 160 Ток молнии, на 200 240 Рис. 23.45. Частота возникновения разрядов мол- молнии с различной величиной максимального тока (далее см. подпись к рис. 23.43) [5]. I о 6 I20 80 60 40 \ с .0 -Е К F щ —°——_ — И 1 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Заряд, к Рис. 23.47. Частота возникновения разрядов молнии с различной величиной общего нейтрализуемого заряда (далее см. подпись к рис. 23.43) [5]. >. 1 тока составляет 1—19 мкеек, время спада тока импульса 7—100 мкеек. Заряд, переносимый отдельным импульсом тока, меняется от 0,1 до 5 к E% импульсов иесут более чем по 1,5 к). Суммарный заряд, нейтрализуемый при раз- разряде молнии, может быть более 100 к (рис. 23.47). 23.8. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РАЗРЯД Пробивное напряжение (амплитудное значеиие) при частоте 50 гц практически соответствует пробивному напряжению постоянного тока, а сам разряд на пере- переменном токе низкой частоты является последовательной разверткой во времени тех разрядов, которые существо- существовали бы при данном мгновенном значении тока и напря- напряжения. При повышении частоты эта квазистационарная картина нарушается. Зависимости пробивного напряжения от частоты, длины разрядного промежутка и давления для различ- различных газов представлены на рис. 23.48—23.52. Рис. 23.50 на примере зависимости пробивного напряжения в во- водороде от длины волны иллюстрирует эффект падения пробивного напряжения по достижении электронами Рис. 23.46. Частота возникновения разрядов молнии амплитуды колебаний (с учетом их соударений с моле- различной длительности (см. подпись к рис. 23.43) [5]. кулами газа), равной разрядному промежутку. с-^ О 0,1 0,4 0,5 0JO 0,7 0,8 Длительность, сен 442
о 4 8 12 16 20 24 28 32 d,CM Рис. 23.48. Зависимость пробивного напря- напряжения (воздух, р = 760 мм рт. ст.) от длины разрядного промежутка при различных частотах [5]: 1 — плоские электроды, 50 гц; 2 — игольчатые электроды, 50 гц; 3— плоские электроды, 0,5 Мгц; 4— плоские элек- электроды, 1 Мгц; 5 — игольчатые электроды, 0,5 Ыгц\ 6 — игольчатые электроды, I Мгц. 100 150 200 Л,М Рис. 23.50. Зависимость пробивной напряженности поля в водороде от длины волны при различных давлениях [5]. Электроды — цилиндрические трубы с плоскими торцами. Зазор — 3,55 см. зоо - 200 ~ о 10 Рис. 23.49. Зависимость пробивного напряже- напряжения в аргоне от частоты при различном давле- давлении и длине разрядного промежутка [5]: пунк- пунктирные кривые — теория: 1—р=49-1(Г3лшрт. ст., d=10 см; 2 — р — 30-10~3 мм рт.ст. d=10 см: 3—р=30-1Сг мм рт. ст.. d—5 см. 1400 1200 1000 800 600 \- 400 Воздух - i \ 50гц, р // </ 175 ?25 о—о-о-о- о-о-о-о- I / V 150 ю-о-о- г? Y ? J\ 1Z5 I / I 1 t 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 й,мм Рис. 23.51. Зависимость пробивного напряжения в воздухе от длины промежутка н частоты. Электроды плоские [5]. 443
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Капцов Н. А. Электрические явления в газах и вакууме. М.—Л., Гостехиздат, 1950. 2. Энгель А. Ионизованные газы. М., Физматгиз, 1959. 3. Сливков И. Н. и др. Электрический пробой и раз- разряд в вакууме. М., Атомиздат, 1966 4. Ионные, плазменные и дуговые ракетные двигате- двигатели. Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1961. 5. Мик Дж., Крэгс Дж. Электрический пробой в газах. Пер. с аигл. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 6. Финкельбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 7. Сапожников В. П., Базь А. И. Уравнение состояния гексафторида урана при высоких температурах.— В сб.: Труды Всесоюз. науч.-тех конф. по теплофи- зическим свойствам веществ при высоких темпера- _ _. _ „ , турах. М., Стандартгиз, 1967. Рис. 23.52. Зависимость пробивного напряжения в „ _ „ ^ воздухе от длины промежутка и давления. Частота 8- БРаУн С" Элементарные процессы в плазме газового 200 Мгц, электроды плоские [5]. разряда. Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1961. 400 - 200 - 0 0,7 0,8 d,MM ГЛАВА 24 ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ 24.1. ВВЕДЕНИЕ Электронная эмиссия — испускание электронов те- телами под влиянием внешних воздействий: нагревания, потока фотонов, электронов, ионов или сильного элект- электрического поля. В зависимости от характера внешнего воздействия различают соответственно термоэлектрон- термоэлектронную, фотоэлектронную, вторичную электронную, ион- но-электроиную и автоэлектронную эмиссии. Во всех видах эмиссии, кроме автоэлектронной, роль внешних воздействий сводится к увеличению энергии части элект- электронов или отдельных электронов тела до значения, поз- позволяющего преодолеть потенциальный порог на грани- границе тела, с последующим выходом в вакуум или в другую среду. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее элект- электрическое поле превращает потенциальный порог на границе тела в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального поро- порога, вследствие чего становится возможным квантовоме- ханическое туннелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии элект- электрическим полем, чем и обусловлено название этого вида эмиссии. Тело, испускающее электроны, называется эмитте- эмиттером, или катодом- 24.2. РАБОТА ВЫХОДА Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еф (е — заряд электрона, <р — потенциал), равная минимальной энергии, необхо- необходимой для перемещения электрона с поверхности Фер- Ферми в твердом теле в вакуум (в точку пространства, в которой электрическое поле равно нулю) [1, 2]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствуюшего покоящемуся электрону в вакууме, то ф — потенциал внутри кристалла, соответствующий уровню Ферми. Внешнее электрическое поле уменьшает работу вы- выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода при наложе- наложении электрического поля напряженностью Е (в/см) равно Д (etp) = (е3?I/г = 3,79 • Ю"» ?'/г ав. Работа выхода для химических сталлов (приведены рекомендуемые боты [2]) Таблица 24.1 элементов-поликри- значения из ра- Элемент 1л Be В С Na Mg Al Si К Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Rb Sr Y Zr Nb e ф, &e Элемент 2,38 3,92 4,5 4.7 2,35 3,64 4,25 4,8 2,22 2,80 3,3 3,95 4,12 4,58 3,83 4,31 4,41 4,50 4,40 4,24 3,96 4,76 4,72 4,72 2,16 2,35 3,3 3,9 3,99 Mo Ru Rh Pd До Cd In Sn Sb Те Cs Ba La Ce Hf Та W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Th U * e <p. вв 4,3 4,60 4,75 4.8 4,3 4,1 3,8 r 4,38 4,08 4,73 1,81 2,49 3,3 2,7 3,53 4,12 4,54 5,0 4,7 4,7 5,32 4,30 4,52 3,7 4,0 4,4 3,30 3,3 444
Таблица 24.2 Работа выхода для химических элементов на полн- кристаллических подложках, покрытых оптимальным слоем адсорбата [2] Адсорбент — адсорбат Be—Cs C-Cs Ti—Cs Cr-Cs Fe-Cs №—Cs Cu—Cs Cu— Ba Ge—Ba Zr-Cs Mo—Cs Mo—Th Ag—Ba Hf-Cs Та—Cs Ta-Cs W—Li W-O W-Ba W-La W—Th Re—Cs Re—В а Re—Th e 9, эв 1,94 1,37 ,32 ,71 ,82 ,37 ,64 3,35 2,2 3,93 1,54 2,58 ,56 3,62 ,1 1,6 2,18 6,20 .75 2,2 2,63 ,45 2,3 2,58 Адсорбент — адсорбат Pt—О Pt—Na Pt—К Pt—Rb Pt-Cs Pt—Ba Pt—Ba Аи—О Аи—О Au—Ba Au—Ba W—O—Na W—О—К Сталь 1X1869T— Cs Сталь 304—Cs Ag2O—Cs NbC—Cs ZrC-Cs Mo2C—Cs Ta2C—Cs MoSi2—Cs TaSi2—Cs WSi2—Cs e 9, эв 6,55 2,10 1,62 1,57 1,38 1,9 3,28 6,46 5,66 2,3 3,35 1,72 1,76 1,41 1,52 0,75 1,2 1,60 1,45 1,4 1,75 1,47 1,47 Таблица 24.3 Работа выхода соединений на подложках [2]. Слои активированы прогревом Адсорбент — адсорбат А1—ВаО Ti—ВаО Сг—ВаО Fe—ВаО №— ВаО Мо—ВаО Mo—ThO2 е 9. эв 1,80 1,58 1,72 1,61 1,35 1,39 2 9 Адсорбент — адсорбат Ag— ВаО Та—ВаО W—ВаО W—ThO2 Pt—ВаО Аи—ВаО LaBe—ВаО е <р, эв 1,32 1,58 1,34 2,5 1,71 1,90 2,27—2,07 24.3. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ Плотность тока насыщения термоэлектронной эмис- эмиссии js эмиттера с однородной поверхностью при слабом внешнем электрическом поле, не влияющем на работу выхода, определяется уравнением Ричардсона — Деш- мана [3]: ^=АГ2ехр(— fxpB/kT), где А х Ао(\ ¦— Re), ефо — эффективная работа, выхода эмиттера; Re —коэффициент отражения элект- электронов от потенциального барьера, усредненный по энер- энергиям электронов; А о = 4nmefe2/A* = 120,4 а/(см2Х ^Хград2)— универсальная постоянная; k—постоянная Больцмана. Термоэмиссионный катод (термокатод) — элемент электровакуумного прибора, являющийся источником электронов. Основные типы термоэмиссионных катодов: металлические, оксидный, металлопористый и борид- ный. Металлические термокатоды, изготавливаемые из торированиого вольфрама и торированного карбидиро- ванного вольфрама, в настоящее время находят лишь ограниченное применение. Оксидный термокатод — смесь окислов металлов, нанесенная на металлический керн. В низкотемператур- низкотемпературных катодах, работающих в интервале температур от 900 до 1300° К, используются смеси окислов щелочно- щелочноземельных металлов — бария, кальция и стронция. Эти окислы получаются при разложении карбонатов щелочноземельных металлов, нанесенных на металличес- металлический керн катода, в процессе его прогрева непосредствен- непосредственно в вакуумном приборе, в котором катод должен рабо- работать. Оксидные низкотемпературные катоды наиболее широко используются в электровакуумных приборах. В высокотемпературных оксидных катодах, работаю- работающих в интервале температур от 1400 до 1900° К, ис- используются окислы иттрия и тория. Такие термокатоды применяются главным образом в магнетронах. Металлопористый вольфрамо-бариевый термокатод— пористая вольфрамовая губка, внешняя поверхность которой покрыта пленкой бария, снижающей работу выхода и обеспечивающей получение большого тока термоэмиссии. В процессе работы пленка бария разру- разрушается вследствие испарения, ионной бомбардировки и под воздействием газов, выделяющихся из деталей приборов. Возобновление пленки происходит при пос- поступлении бария из вольфрамовой губки, освобождающе- освобождающегося при разложении содержащегося в ней активною вещества. Существует несколько типов металлопористых вольфрамо-бариевых термокатодов: камерные, или L-ка- тоды (состоят из камеры, заполненной активным вещест- веществом—карбонатом бария-стронция—и закрытой стенкой— губкой, наружная сторона которой является эмит- тирующей поверхностью); пропитанные и прессованные (представляют собой пористую губку из тугоплавкого металла — вольфрама, рения или молибдена, — поры которой заполнены активным веществом — алюминатом или вольфраматом бария-кальция. Металлопорис- тые вольфрамо-бариевые термокатоды широко исполь- используются в вакуумныхСВЧ-приборах); керамо-металличес- кие, или керметкатоды (представляют собой пористую вольфрамовую губку, заполненную активным вещест- веществом, окисью тория или металлическим торием. Катоды этого типа работают при температуре 1650—2000° К и предназначены для использования главным образом в магнетронах). Боридный термокатод — катод на основе металло- подобных соединений типа МеВ в, где Me — щелочно- щелочноземельные и редкоземельные металлы или торий. В ка- качестве термокатода наиболее широко применяется гек- саборид лантана, реже — гексабориды иттрия и гадо- линня и диборид хрома. Термоэмиссионные катоды из гексаборида лантана работают при температуре 1650° К и обеспечивают получение плотности термоэмиссион- термоэмиссионных токов до 40—50 а/см2 в режиме пространственного заряда, а при большой напряженности электрического поля у поверхности катода — до 200 а/см2. Высокая механическая прочность и устойчивость таких катодов к ионной бомбардировке позволяет использовать их в режиме автоэлектронной -эмиссии (при напряженностях внешнего электрического поля ^10е в/см значительная часть эмиссионного тока обусловлена туннелированием 445
127 227 327 427 i527 527 627 727 827927 1127 1327\1727 Г,"С W Рис. 400 500 600 700 BOO 900 1000 1200 14001600 2000 T°K 24.1. Зависимости тока термоэлектронной эмиссии от температуры и работы выхода катода [10]. электронов сквозь барьер). В этом режиме катод из гексаборида лантана при температуре 1400—1500° К может давать плотность термоэмяссионного тока до 1000 а/см2. Катоды из гексаборида лантана не отравля- отравляются на воздухе и устойчиво работают в относятельно плохом вакууме. Срок их службы не зависит от давления остаточных газов в приборе вплоть до давлений —10~4 мм рпг. cm. Эти катоды используются в ускорителях и в различных вакуумных устройствах. Основные характеристики термоэмисснонных като- катодов: работа выхода еу, рабочая температура Г; плот- плотность термоэмиссионного тока js и ее зависимость от тем- температуры; скорость испарения активного вещества при рабочей температуре оисп; эффективность катода ц — отношение плотности термоэмиссионного тока к мощ- мощности, затрачиваемой на нагревание катода, критерий качества катода — отношение работы выхода к тепло- теплоте испарения или отношение плотности термоэмиссион- термоэмиссионного тока к скорости испарения активного вещества при данной температуре. Свойства термокатодов В табл. 24.4—24.6, 24.10 используются обозначения: й — толщина слоя, испаряющегося за 1 ч, dKp — кри- критическая толщина слоя [10], оисп — скорость испаре- испарения катода. 446
Таблица 24.4 Термоэмисснонные свойства вольфрамового термокатода [10] Чистый вольфрам; р=19,3 г/сж3; работа выхода е<р=4,54 эв т.°к 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 ls, а/см2 3,9-10-з 1,3-10-2 4,1-10-2 l,2-10-i 3,0-10-i 7,0-10-i 1,6 3,5 7,3 14,0 г/'{см2 -сек) 2,0-10-13 2,1-10-12 1,8-Ю-" 1,2-10-ю 7,6-10-1° 3.9-10-9 1,8-Ю"8 7,4-10-8 2,8-I0-' 9,5-10-' 2,0-10io 6,2-10» 2,3-Ю9 9,3-Ю8 4,0-Ю8 1,8-Ю8 9,0-10' 4,7-10' 2,6-10' 1,7-10' d, мм 3,7-10-ю 3,9-10-» 3,3-10-8 2,4-10-' 1,4-10-8 7,3-10-в 3,3-10-6 1,4.10-" 5,2-10-" 1,8-10-з Срок службы, ч 0=0,1 мм; Aкр~3мкм 8-109 8-106 9-10* МО* 2150 410 90 21 5,8 1,7 0=1 мм; й„„~39 мкм кр 8-10' 8-109 9105 1-Ю6 2-Ю4 4100 900 210 58 17 Массивный катод dKp~150 мкм 4-Ю8 4-10' 5-109 5-Ю5 1-Ю5 2-10* 4500 1080 290 84 Оксидный термокатод Таблица 24.5 Термоэмиссионные свойства ВаО—SrO-оксидного тер- термокатода [10] Средняя плотность р=5,5 г/см3; работа выхода е^= = 1,6эз; толщина активного слоя 20 мкм A0 мг/'см2); керн никелевый; dKp=6 мкм 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 а/смг 10~6 4-10-4 7-10-з 4- Ю-2 0,4 3,0 12 50 200 5 2 8 1 Л д "ty" _ — — — — ¦ 10-и ¦ ю-9 •10"8 • ю-» 6 6 6 2- О if „ _ — — — 101° 109 108 10» й", мм 1 __ — — — — 3,2-10-' 1,3-10-6 5,2-10 6,5-10-з Срок службы*, ч _ — — — — 5000B-101) 115D60) 3 A1) 0,23@,92) Таблица 24.6 Термоэмнссионные свойства металлопорнстого вольфрамо-бариевого термокатода A,-катод) [10] Работа выхода е<р = ],8~-2,0 эв; количество ВаО 30 мг/см? Т. "К 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 а/см2 ыо-Е 3-10 5-Ю-3 6- Ю-2 0,4 2 10 30 90 300 1 2 1 1 5 1 ft — — — — ,7-10-1° -ю-9 ,7-10"8 • ю-' ,5-10-' 1, 5- 1, 9- 5, С О — — — 2-10Ю 109 8-Ю9 108 5-Ю8 й, мм — — — — 6-10-4 7-Ю-3 6-Ю-2 0,4 2 Срок службы*, ч — — — 5-104 4300 500 75 15 * Значения для ВаО. Для ВаО—SrO-термокатодрв скорость испарения несколько меньше. * Срок службы определяется запасом активного вещества; данные приведены для стандартного катода [10]. 447
Таблица 24.7 Термоэмиссионные характеристики н срок службы прессованных металлопористых оксидио-никелевых катодов [3] 1200 1220 1270 1340 1250 is > а/см2 0,5 0,5 3 10 Срок службы, ч 5000 5000 5000 3000 600 Режим отбора тока Стационарный » » » Импульсный Таблица 24.* Термоэмнссионные свойства керамо-металлических термокатодов различного состава [3] Катод (состав, %) ThH2+W2C+W @,5+10+89,5) W+ThO2 (96+4) W+ThO2+B (95+4+1) W+ThO2+B (97,5+2+0,5) W+La2O3 G0+30) W+Nd2O3 G0+30) W+Gd2O3 G0+30) p Q t ~| W+ — Gd2O3 +— La2O3 14 4 J G0+30) W+Th (пропитанный) Г, CC 1700 1500 1600 1370 1370 1300 1300 1400 1400 1600 НЫЙ Импульс 0 2 is режим ,8 ,0 а/см2 эк риь Стадиона режим — — 0,4 0,4 1,4 0,5 0,4 0,86 2—3 Таблиц а 24.9 Термоэмиссионные констаиты боридов [3] 9т =!Ро+ дТ Соедине- Соединение ScB6 TiB2 VB2 CrB2 Mt\B2 SrBe YB6 ZrB2 BaBe LaBe CeB6 PrBe 2,96 3,88 3,95 3,36 4,14 2,67 2,22 3,67 3,45 2,68 2,59 3,46 a 2,3 — — — 2,5 2,18 2,0 7,5 1,4 2,3 2,5 |фициент ВТО- зй эмиссии а II 0,58 0,82 0,8 0,77 — 1,0 0,85 — 0,95 0,68 0,8 Соединение NdBe EuBe GdBe TbBe DyBe HoBe ErBe TmB6+ +TmB4 YbBe LuBe ThB6 CO 3,97 4,9 2,05 3,26 3,53 3,42 3,37 3,38 3,13 3,0 2,92 1 1,6 — 4,0 . 1,5 1,6 2,3 — 3,0 1,6 2,0 фициент ВТо- зй эмиссии ег Коэф ричн( 0,8 — 0,8 0,8 0,7 — — — 0,8 — Таблица 24.10 Термоэмнсснониые свойства гексаборида лантана LaBe [10]. Плотность р=2,61 г/см3; работа выхода е<р=2,68 эв 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 " 0,4 1,0 3,0 8,5 25 100 400 1- 1- 1- 9- 7- 6- 4- Б ю-" 10-ю 10-9 10"9 10~8 ю-' ю-» 4, 1, з, 9, 3, 1, 1, а j 0 10Ю 01010 0- 5 6 7- 0- 109 10» ю8 108 10» 1 1 1 1 1 8 5 А- А- А- мм 10-' ю-» 10~6 ,2-Ю-» ,0- ,3- ,55 io-3 10 •10 Срок службы ка- катода с косвенным подогревом, ч Точечн нокрис ческий ~3мкм 2-10« 2150 215 25 3 0,35 0,05 51 7-Ю5 7-Ю* 7103 800 100 12 1,8 Сравнительные характеристики различных термокатодов Таблица 24.11 Работа выхода е<р, теплота испарения q и критерий качества eylq современных термокатодов [3] Тип катода Вольфрамовый . . . Танталовый .... Ториевооксидный . . Боридный Вол ьфрамо-бариевый Оксидный 4,54 4,2 3,2 2,8 2,1 1,6 8,0 7,9 7,6 6,8 4,7 4,0 e?/q 0.57 0,53 0,42 0,41 0,45 0,4 Рабочая температура (°К) при дол- долговечности а* о 8 О 2300* 2000* 1770 1720 1300 1030 а* 2500* 2200* 1870 1870 1420 1100 * Значения ориентировочные, так как долговечность катодов прямого накала зависит также от диаметра катода. 448
10 1СГ1 кг* кг' \ \ \ \ \ \ \ V \ \ 5 \ \ \ \\ 2000 1600 1000 т°с Рис 24.2. Зависимость тока термоэлектрон- термоэлектронной эмиссии от температуры для различных катодов [3]: / — вольфрам; 2 — торированный вольфрам; 3 — окись тория; 4 — гексаборид лантана; 5—Л.-катод; 6 — оксид- оксидный. / У л /¦ К ю- 10. 1 КГ1 10* ж3 1010'3 W* Ж1 1 Ю 1Ог 10s js, а/смг Рис. 24.3. Зависимость эффективности (расчетной) от плотности тока эмиссии для катодов различных типов [3]: / — оксидный; 2 — L-катод; 3 — оксидно-торие- вый; 4 — вольфрамовый. 8 I 10 rtl / / 2 1 у / / 1СГ* 10 ,-г КГ1 1 js,a/CM2 10 Рис. 24.4. Зависимость скорости испарения от плот- плотности тока эмиссии для различных материалов [3]: /—вольфрам; 2 — торированный вольфрам; 3—импрегнирован- ный катод; 4 — гексаборид лантана. 2100 2500 3000 3500 4000 4500 Л,А Рис. 24.5. Спектральная чувствительность металлов в ультрафиолетовом диапазоне [5]. Плохообезгаженные поверхности. * I ¦V. *- Та 1 pOOSOO 800 700 600 к,А \000900 800.700 600 Х,А а (Г Рис. 24.6. Спектральные характеристики платины (а) и тантала (б) в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне [14]: О> А — необезгажениые и обезгаженные металлы, ? —после пребывания на воздухе в течение 17 ч. 3,0 1,0 п - - ) / / \ \ \ г 2,5 3 3,5 4 4,5Х,103А Рис. 24.7. Спектральная характе- характеристика квантового выхода фотоэмис- фотоэмиссии калия [6]. 449
40 15. 5 f) / T A N \ V V \ •• 2,0 2,5 3,0 SjS 4,0 4,5 5,0 Щэв Рис. 24.8. Спектральная характерис- характеристика квантового выхода фотоэмиссии натрия [6]. 24.4. ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ Основные законы фотоэлектронной эмиссии (ФЭ) fit 4—6]. 1. Величина фототока насыщения пропорцио- пропорциональна потоку фотонов, падающих на поверхность тела: I =eYF/hs, где F — интенсивность излучения в энергетических единицах, Y — квантовый выход (электрон/фотон) — число эмиттированных электронов иа каждый фотон, падающий на поверхность фотоэмиттера. 2. Для каждого вещества при Т — 0 существует минимальная (пороговая) частота излучения м0, спо- способного вызвать ФЭ; X о = с/мо— «красная граница» ФЭ; h-io — пороговая энергия, или фотоэлектрическая работа выхода. 3. Максимальная кинетическая энергия фотоэлект- фотоэлектронов не зависит от интенсивности излучения и линей- линейно связана с его частотой: ("КJ/2)макс = Л(м — мо). Пороговая частота ФЭ м0 строго определена только при Т = 0. При Т > 0 ФЭ наблюдается вблизи порога и при частотах v < м0. ФЭ из металлических фотокатодов при частотах излучения, не очень далеких от пороговой частоты (v ^ 1,5 чо), хорошо описывается феноменоло- феноменологической теорией Фаулера [1], согласно которой / = аЛ0Г2 ехр ( "kT ) • / = a- 21 , T2 , ч > ч0, где а — отношение плотности возбужденных светом электронов вблизи поверхности эмиттера к плотности нормального электронного газа в эмиттере (а ~~ f/Ам), А о = 47xemk2lh3 — постоянная Ричардсона. Порого- Пороговая энергия ФЭ Амо в металлах совпадает с термоэлект- термоэлектронной работой выхода е ф. В полупроводниках спект- спектральная зависимость квантового выхода ФЭ вблизи по- порога ФЭ имеет вид: где m = 5/2 для непрямых оптических переходов, пг = = 1 или m = 2 для прямых оптических переходов и выхода электронов из полупроводника соответственно без рассеяния и при упругом рассеянии. ФЭ из полу- полупроводника может быть обусловлена оптическим воз- возбуждением электронов из зоны проводимости (в вырож- вырожденных полупроводниках n-типа), с уровней примесей или дефектов или из валентной зоны. Для каждого из этих случаев Амо имеет свое значение. Обычно, если иное не оговорено, под фотоэлектрической работой выхода понимают минимальную энергию фотонов, при которой начинается ФЭ из валентной зоны полупроводника. Это значение может совпадать с термоэлектронной ра- работой выхода еф полупроводника или быть больше иее. Специальной обработкой поверхности цезием и кислоро- кислородом у некоторых полупроводников р-типа (Si, GaAs, твердые растворы GaAs — GaSb, GaAs—InAs, InAs— InP) удается снизить сродство к электрону, (т. е. раз- разность энергий покоящегося электрона в вакууме и на дне зоны проводимости в полупроводнике) до нуля или даже сделать его отрицательным. При этом фотоэлектри- фотоэлектрическая работа выхода становится равной ширине запре- запрещенной зоны полупроводника, а квантовый выход ФЭ резко возрастает, так как выходить из полупроводника в вакуум могут электроны, переведенные излучением из валентной зоны в зону проводимости и имеющие в ией практически нулевую энергию. Основные типы фотоэмиссиоиных катодов. Металли- Металлические фотокатоды (используются для регистрации ко- коротковолнового ультрафиолетового излучения с длина- длинами волнХ < 2000 А); сурьмяно-щелачные SbCs3, SbBi, SbKNaCs (используются для регистрации ближнего ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасно- инфракрасного излучений 2000 А < К < 9000 А); кислородно-се- ребряно-цезиевый фотокатод (используется для регистра- регистрации длинноволновой части видимого и инфракрасного излучений с длинами волн до I = 1,4 мкм); фотокатоды с отрицательным сродством к электрону на основе монокристаллических кремния или полупроводников типа A111 Bv и их твердых растворов или тонких пленок этих материалов со сниженной работой выхода (исполь- (используются главным образом для регистрации ближнего инфракрасного излучения). Основные характеристики фотокатодов. Квантовый (электрон \ 1 /е выход Y \ фотон ) число вышедших в ваку- вакуум фотоэлектронов, приходящихся на каждый падающий на поверхность фотокатода фотон Спектральная чувствительность X (см) ¦Y — фототок насыщения на единицу мощ- 1,2оо•\О ности падающего на фотокатод монохроматического из- излучения. Спектральная характеристика — зависимость S \ или Y от частоты или длины волны излучения. Интегральная чувствительность S — отношение фототока насыщения к интенсивности потока излуче- излучения стандартного источника света, за который обычно принимают вольфрамовую лампу накаливания с темпе- температурой нити 2850° К: S=- тгнг a I em, 450
или dk S = ¦ а/лм, 683 где Ki — относительная спектральная чувствитель- чувствительность «нормального» человеческого глаза К^ — = #Х=0,555 мкм = 683 ЛМ1вт- Плотность темпового тока /т — плотность тока термоэмиссии необлучаемого фотокатода при рабочей температуре. Темновой ток является основным источни- источником шума в фотоэлектронных приборах при регист- регистрации слабых потоков излучения. Среднеквадратический ток шума в отсутствие излучения дается формулой Найквиста: где s — площадь фотокатода, Д/ — ширина полосы частот регистрирующего устройства. Таблица 24.12 Длина волиы фотоэлектрического порога чистых ме- металлов [5] Металл Церий Кальций Торий Уран Магний Цирконий х„. Д 4800 3850 3650 3400 3350 3300 Металл Титан Тантал Кадмий Висмут Молиб- Молибден Х„, А 3150 3080 2920 2870 2850 Металл Хром Воль- Вольфрам Железо Никель Платина Хо. °А 2840 2700 2680 2550 2000 11Г1 яг г» / л / У / Г / J / 3 4 5 6 7 8 9 10 hv,s6 Рис. 24.9. Спектральная характеристи- характеристика квантового выхода фотоэмиссии MgO [6]. Таблица 24.15 Ширина запрещенной зоны Eg, сродство к электрону X н порог фотоэмиссин Лм0 различных полупроводни- полупроводниковых материалов [6] Материал Бария окись Бария титанат Висмута теллурид . . . Галлия антимонид . . . Галлия арсенид .... Германий Индия антимонид . . . Индия арсенид .... Индия фосфид Кадмия селенид .... Кадмия сульфид .... Кадмия теллурид . . . Калия иодид Кремний Кремния карбид (кубич.) (гекс.) Лития иодид Лития фторид Магния антимонид . . . Магния окись Меди иодид Натрия иодид Ртути селенид Ртути теллурид .... Рубидия иодид .... Рубидия теллурид . . . Свинца сульфид .... Свинца теллурид . . . Селен Серебра бромид .... Серебра хлорид .... Теллур Цезия аурит Цезия иодид Цезия теллурид . . . Химичес- Химическая формула ВаО ВаТЮ3 Bi2Te3 GaSb GaAs Ge InSb InAs InP CdSe CdS CdTe KI Si SiC SiC Lil LiF Mg3Sb2 MgO Cul Nal HgSe HgTe Rbl Rb2Te PbS PbTe Se AgBr AgCl Те CsAu Csl Cs,Te 3,7 2,7 0,1 0,7 1.4 0,7 0,2 0,4 1,3 3 2.4 1.5 6,2 1,1 2,2 2,9 5,9 12 0,8 8,7 3 5,8 0,7 0,5 6,1 3,3 0,4 0,3 2,3 2,5 3 0,3 2,6 >6 3,3 ¦g" Х> эв 1,3 2,6 5,2 4,1 4,1 4,2 4,6 4,9 4,4 4 3,8— 4,8 4,4 1,1 4 4,8 4,1 1,4 1 3,0 1 3 1,5 4,4 4 1,2 <0,l <4,2 4,7 3,7 3,5 3 4,6 1,4 <0,l <0,5 5 5,3 5,3 4,8 5,5 4,9 4,8 5,3 5,7 7 6,2— 7,2 5,9 7,3 5,1 7 7 7,3 13 3,8 <1O 6 7,3 5,1 4,5 7,3 3,7 <4,& 5 6 6 6 4,9 4 6,4 3,5 Свойства фотокатодов Таблица 24.14 Ширина запрещенной зоны Eg и сродство к электрону х для щелочных галоген идов Соединение Csl KI Lil 6,3 6,2 5.9 x. 0, 1. 1. эа 1 1 4 Соединение Nal Rbl se 5,8 6,1 X. 1 1 ,5 .2 451
w1 о ! ! i 1 с, \ \ чГ,1 KBr CsBr (/ 11 I I —¦- ^/ / 1 i / 1O'S — nf 1 1U* 7 8 9 10 hv,i w4 1 'I \ **- ^-— al Li. ¦ Рис. 24.10. Спектральные характери- характеристики квантового выхода фотоэмис- фотоэмиссии щелочных галогенидов [6]. 6 7 8- 9 10 hv,3d I ¦в- 1 'ю-' ¦ 1 '/ / г Is — ¦ ^** " Рис. 24.11. Спектральные ха- характеристики квантового вы- выхода фотоэмиссии галогенидов серебра [6]: / —моиокристаллический AgBr; 2 — плавленый AgBr; S — AgCl. до 80 70 60 50 6 7 8 9 10 11hv,36 Рис. 24.12. Пропускание сколо- сколотых кристаллов LiF до (/) и после B) экспозиции на воз- воздухе [6]. CD 4.40 20 10 \ / У г / \ / I / 7 / / 1000 1200 1400 Л, А Таблица 24.15 Основные свойства фотокатодов на основе Обозначения: ^макс — максимальный квантовый выход; длина волны, соответствующая чувствительности в 1 % Умакс', X—сродство к электрону; ri — электронная, р—дырочная проводимости; js—плотность термоэмиссионного тока при комнатной температуре щелочных антимоиидов [6] SM3kc — максимальная чувствительность; X Фотокатод K3Sb K3Sb K2CsSb K2CsSb(O) Na3Sb Na2KSb Rb3Sb Cs3Sb CjSb на MgO (Cs)Na2KSb Тип кристал- кристаллической решетки куб. гекс. куб. » гекс. куб. » » » » Y макс' электрон фотон 0,07 0,07 0,30 0,35 0,02 0,30 0,10 0,15 0,20 0,30 *¦„, А 5500 4600 6600 7800 3300 6000 5800 5800 6500 8700 s макс мка лм 12 2 100 130 ? 60 25 25 80 300 эв 1,4 1,1 1,0 1,0 1,1 1,0 1,0 1,6 1,6 1,0 х. э» 0,9 1,6 1,1 1,1 2,44 1,0 1,2 0,45 0,45 0,55 Тип прово- проводимости р п р р п р р р р р is, а/см" 10-1' ю-1в ю-w 10-16 10-15 10-16 452
I 1 \ 1 ч Jl 1 1 1ST1 Ik xrl w7 12 3 4 hv,3B Рис. 24.13. Спектральная ха- характеристика квантового выхо- выхода фотоэмиссии СвгТе-фотока- тода [6]: / — без избытка Cs; 2 — с избытком Cs. 3,5 3,0 2,5 L > \ \ - - к 1,5 -1,0 -0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Х,МКМ Рис. 24.14. Спектральная зависимость показате- показателей преломления (п) и поглощения (k) CssSb [4]. I Ш z 5 I 1 7 о 1 о / У Г О. г - ё у 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 hv,sB Рис. 24.15. Спектральная характе- характеристика коэффициента поглощения Cs3Sb [6]. Точки — данные различ- различных авторов. О) I / /с». / / 1 1 1 Sb—Jf(s 1 / sb 4 / f / Л1П Of. /7—22 3,0 3,8 hv, эб Рис. 24.16. Спектральные характеристи- характеристики квантового выхода фотоэмиссии сурь- мяно-щелочных фотокатодов [6]. 2,8 hv,36 Рис. 24.17. Спектральные зависимости опти- оптического поглощения NasSb, КзБЬ (гекс.) и RbsSb [6]. 453
1 иг1 f  / / / / f 1 1 .——¦ / / - у *-• 1 70'' 3,6 4,0 / < / Cs)NazKS ¦ It 1 — — 1 2,0 2,8 3,6 hv,bd 5 h 1 ! 1 / ( fir' W-* ю -* I 1 j \ 1 - —mm. ^ \ w7 1.6 2,4 3,2 hv,3d В гл Рис. 24Л8. Спектральные характеристики квантового выхода фотоэмиссии сурьмяио- шелочиых фотокатодов [6]: у—Na2KSb и Na3Sb; б —(Cs)NasKSb; в — RbsCs.. к 2,0 1 V ^ г ^ к . 1,0 0,5 0 0,4 0,5 0,6 0,7 Л,мкм Рис. 24.20. Спектральные за- зависимости показателей прелом- преломления (п) и поглощения (k) (Cs)Na2KSb-фотокатода [4]. Рис. 24.19. Спектральная зависи- зависимость коэффициента оптического по- поглощения (Cs)Na2KSb [6]. 454
10 гЛ I I/O 1 1СГ / 7 ./ J-O-Cs ю- ю-2 I i i I 0,6 1,4 2,2 hv,36 Рис. 24.21. Спектральные ха- характеристики квантового вы- выхода фотоэмиссии Ag-O-Cs- и висмуто-цезиевых фотокатодов [6]. ю- 10' Bi- I I Ag-O-Cs^— G I IJCst И . I I , ¦ ' 1 1,6 2,4 3,2 ю- I 10 l-ff ¦r 1 j 4,0 5,0 I Ц1СГ3 10' 1 3 / Г 1 1 i / — "¦ 9 10 Рис. 24.22. Спектральные характери- характеристики квантового выхода фотоэмиссии ZnS Для образцов с различной обработ- обработкой [6]: / — сколотый и отожженный либо подвергнутый ионной бомбардировке и отожженный; 2 — необра- необработанный; 3 — свежесколотый. Рис. 24.23. Спектральные характеристи- характеристики квантового выхода фотоэмиссии SiC п- и р-типа [6]: 1 — p-SiC (гекс); 2 — n-SiC (гекс); S — SIC (куб.). 455
j I «г* ют* / I ,— / / CdS С , «"» We *** Рис. 24.24. Спектральные харак- характеристики квантового выхода фо- фотоэмиссии для сколотых кристал- кристаллов CdS и CdTe [6]. 7 8 9 10 hv,36 1 - кг1 I I I ИГ* - 1 - - /Ga ((MW ( Ga 1 -—¦ OC/1OL ') J | кг1 1(TS I / / / пмР . Рис. 24.25. Спектральные характеристики квантового выхода фотоэмиссии р+- GaAs (сколотый образец) [4] и p-GaP [6]. Квантовый выход GaAs увеличивается пос- после нанесение на сколотую поверхность мо- монослоя Cs и может превысить единицу за счет генерации пар. 1 2 3 9 J 0 2 4 6 8 hv,ar Ед,з6 0,8 0,4 InAs 0,8 0,6 0,4 0,2 GaAs Рис. 24.26. Зависимость ширины запре- запрещенной зоны Eg для твердых растворов InJtrGa1_ArAs от х [11]. Рис. 24.27. Спектральные характеристики квантового выхода фотоэмиссии фотокатодов с отрицательным сродством к электрону на основе твердых растворов соединений A111 Bv [11]: 1—InAsQj3Po,87 (ширина запрещенной зоны Е = 1,17 эе); 2 — GaAso^Sbojg'fEg. = 1,17 эе); S— In0>3 Ca0>7 As (Eg = 0,9 эе); 4— Iiiq Q5Ga0 95^ (^о- ~ 1'"^ э6)' ** — 1п0,4 Оар^5 As(?" ^=0,8эе); 6— lno'25GaO 75^ (Е„ = 0,96Э8). Кружками показана характерис- характеристика квантового выхода ^отоэмнссии Ag-O-Cs-фотокатода. 0,6 Х,мкм 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2г0 2l2hvia6 456
24.5. ВТОРИЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ Вторичная электронная эмиссия (ВЭЭ) — эмиссия электронов, вызываемая бомбардировкой тел электро- электронами [7]. Электроны, бомбардирующие поверхность тела, называются первичными; электроны, эмиттирован- ные телом, — вторичными. Вторичные электроны могут эмиттироваться как со стороны облучаемой первичным пучком поверхности тела (ВЭЭ «на отражение»), так и — в тонкопленочных эмиттерах — со стороны поверх- поверхности, противоположной облучаемой (ВЭЭ «на про- прострел»). Отношение числа электронов N2, испуска- испускаемых телом, к числу падающих на него за то же время первичных электронов Ni называется коэффици- коэффициентом ВЭЭ с данного тела: а = N2/N1 = Izll\(li, /2 •— первичный и вторичный токи соответственно). Значение а зависит от свойств и структуры эмиттера, состояния его поверхности, энергии первичных элект- электронов Ер и угла падения первичного пучка на поверх- поверхность эмиттера. В потоке вторичных электронов имеют- имеются две группы электронов: истинно вторичные — элект- электроны вещества, получившие от первичного пучка доста- достаточно энергии для выхода в вакуум, и отраженные (упруго и неупруго) — часть первичного пучка, отра- отразившаяся от поверхности эмиттера. При малых Ер (Ер < < 0,1 кэв) основную долю вторичных электронов состав- составляют упруго отраженные электроны. С ростом Ер доля упруго отраженных электронов быстро уменьшается и при Ер > 0,1 кэв составляет лишь несколько процентов всей ВЭЭ. Истинно первичные электроны имеют энер- энергии от 0 до ~50 эв. Наиболее вероятная энергия истинно вторичных электронов составляет 1,5—3,5 эв и при Ер > > 20 эв практически не зависит от Ер. Неупруго отра- отраженными условно принято считать электроны вторично- вторичного пучка, энергия которых превышает 50 эв. Отношение числа неупруго отраженных электронов к числу пер- первичных электронов г\ = N2 (?г > 50 эв)Ц\ называ- называется коэффициентом неупругого отражения (в /г вхо- входят и упруго отраженные электроны, но число их мало и на величине!] не сказывается). В металлах и полупро- полупроводниках максимальное значение а лежит в пределах 0,5—1,8. В некоторых диэлектриках (MgO, щелочно- галоидные кристаллы) а значительно больше A0—20). Это обусловлено тем, что в таких материалах запрещен- запрещенная зона велика (Eg ;& 64-12 эв), сродство к электро- электрону мало (у. < 1 эв), вследствие чего медленные электро- электроны с энергией, лежащей между г. и Eg, могут из большой глубины без потерь энергии подходить к поверхности тела и выходить в вакуум. При наложении на диэлект- диэлектрик сильного электрического поля, направленного от эмиттирующей поверхности вглубь слоя (т. е. ускоряю- ускоряющего вторичные электроны к поверхности), а значитель- значительно возрастает. Обычно сильное поле создается бомбар- бомбардировкой тонкого слоя диэлектрика на металлической подложке электронами с Ер, при котором с > 1. В результате поверхность диэлектрика заряжается положительно относительно металлической подложки до потенциала, близкого к потенциалу коллектора, на который отсасывается ток ВЭЭ. Ток ВЭЭ, возникающий в присутствии сильного электрического поля в эмиттере, состоит из двух компонент: малоинерционной, быстро следующей за изменениями первичного тока (эта часть ВЭЭ называется вторичной электронной эмиссией, усиленной полем, ее инерционность <10~6 сек), и само- самоподдерживающейся, существующей и при отсутствии первичного пучка, после того как осуществлена перво- первоначальная зарядка слоя. В некоторых случаях ВЭЭ с электродов вакуумных приборов, подвергающихся бом- бомбардировке электронами, является нежелательным паразитным эффектом. Для его устранения электроды покрывают веществами с малым о: углерод (сажа, ак- вадаг), титан, цирконий, дисилициды переходных ме- металлов. Такие покрытия называются антидинатрон- ными. Эффективные эмиттеры вторичных электронов: сурьмяио-цезиевый Cs3Sb- и многощелочиой SbKNaCs- фотокатоды одновременно являются эффективными эмит- эмиттерами вторичных электронов, обладающими наиболее высоким о при малых Ер(Ер^ 100 эв). В фотоэлект- фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) широко применяются в ка- качестве эмиттеров вторичных электронов (ВЭ) пленки окиси магния и окиси бериллия с избыточным содержа- содержанием атомов этих металлов. Такие пленки получаются на поверхности двух- и трехкомпонентных сплавов се- серебра или меди с магиием и бериллием при прогреве их в атмосфере кислорода (иногда для улучшеиия механичес- механических свойств сплавов в их состав добавляют алюминий или кремний). В канальных ФЭУ используются эмит- эмиттеры ВЭ из проводящих стекол. Основные характеристики эмиттеров ВЭ: зависимос- зависимости коэффициента вторичной эмиссии о и коэффициента неупругого отражения т) от энергии первичных электро- электронов Ер и максимальные значения этих коэффициентов: амакс и Ч макс- Коэффициенты вторичной электронной эмиссии и неупругого отражения электронов б 1,0 Ofi 0,2 О б 0,8 0,6 0,4 0 к: i I бе п П Of ч ч ч В .. о\в / б \ С N ч О 0J 0,4 Ofi Ofi 1ft Ер,кэв Ofi Ofi 6,4 0,5 0,4 0/ П 0,15 0H OfiS 0 б I J \ I At 4 .Ofi Bfi. s 1— 6 -r— ч j —!— Si' ¦¦ г 0,2 1 —' — -2- ^. — i— < — 0 Ofi Ofi 1,2 Ep,ta6 0,4 0,8 1,2 Ер,КЭб б Ofi 0,6 б. -и- 1—SC- 0,4 0,6 Ofi 1,0Ер,кэ6 0? о Ji4 0,6 0,4 0/ I 1 6 -n- k' 1 X i —i— —I— Q 0^0,4 0,6 Ofi 1ft 2ftEp,KN 457
1,2 1,0 0,8 0,6 1 \ Fe ' ¦ 0,4 i б. / n —— «is 1 —•< i Ofi 0/ 1,4 V 1,0 0,8 Ofi Cd Ofi 1,0 0,2 0,8 0 0,2 Ofi 0,6 Ofi 1,0 Ер,КЭ6 0 О^ОАО.БОЯигЛЕп.КЭб 0,4*—!—'—'—I—'—'—I—W QfiV I I I—I I I I Iff ^ ">">"> 'I * Л '0 0^0,4 0,6 0^1,0 2,0 Ер,кэб/ ;0 Of. Ofi 0,6 Ofi 1,0 2,0 Ер,кэб Ofi 0,4 -/¦n Си r-t— 1,2 0,4 0,8 Ofi 0 0,2 0,4 Ofi Цв 1fi2fiEPr 4 0,8 0,6 п,КЭО ? 6t n —к 1 zn 0 0,4 0,2 0 Ц fi- fill , s . i i -Ga- AS Ofi Ofi Of Ofi 0 I Y <б L» — I ¦* i —j— -Ge- 0 OfOfiOfiOfi1fiZfiEp,H3b 0 OfOfiO,6 0fi1,02,OEp,K3e 0,4 0,Z 0 б V 0,9 0,7 se П б 0,6 0,4 Ofi Of 7 '6 ¦ n 1 Sr Ofi 0,2 0 0 0^04 0,6OfiP2,0Ep^i 0 0/0,40,6Ofi 1,02fiEpjaB /б n --— ч 0,2 Ofi Ofi Ofi 1,0Ер,иэв o,e 0,6 0,8 О 0,2 0,4 Ofi 0fitfiEp,Ks6 б 1,6 V Ofi 0 0,2 0,4 Ofi 0,8 Ер,ИэВ 458 n Ofi Ofi Ofi ¦Ofi, [ / / Zr 0 0,2 0fiEp,Ks6 1 / / Nb V Ofi 0,7 to / Iff .«— и ¦ 1 1 1 / / *-—- ' ¦ I-. w I 1,0 Ofi / *-- 1 \ j ^ s sas 1,0 0,4 0,8 Ofi °A4, I I I 1 Sb ¦— 0 Of Ofi Ofi 0,8 Ifi 2fiEp,K36 O 0/ 0,4 Ofi Ofi Ifi Zfi Ер,иэ6 б 1,Z 1,0 \ I Ofi Cs / 1 0 Ofi 0,8 1,2 1,6Ер,Кэв 0 0,2 0,4 Ep,/o6 6 Ofi 0,6 ? / // n -н— 1 1 a - б 1fi\ П Ofi Ofi °-8 Of 0,7 Ofi 4 n f—- ^* *^- 1 / " — ¦j-— - Of. Ofi Ofi Ofi 1,0Ер,из6 4 Ofi Of 0,3 1fi fi0 0,2 Ofi 0,6 0,8Ер,кэв°'1 ' 0 Of 0,4 0,6 0,8 1fiEp,H3S '0 0f0fi0fiOfii0Ep;jD ° V Ofi Ofi Ofi 1ft 2fiEpi i,o [ Ofi -4^~ 1— Of 0,6^111l 0 0,2 Ofi Ofi Ofi 1fiEp,K36 0 0,2 Ofi Ofi 0,8 Ер,кзв Га 1 /a ' n
1,6 0 0/ Ofi 0,6 Of Ер,кэв~ 1 1 / / 6 n Hg 0,7 0,5 1 1/ 7 4 =>- 1 > -4= 77 N ? 0 0^0,4 0,60,S1fi2fiEp,K3B 1,0 f f 4 Hs 1 j«S 1 -n- 4 ? 1,0 0,2 0,8 / J / / —N ! I 1 Bi 0 0,2 0,4 0,60,81,0 2,0Ер,кзв 'О 0,2 0/t Of Of 1,0 Ep,K3B Рис. 24.28. — Рис. 24.69. Зависимости коэффициента вторичной электронной эмиссии о и коэффициента не- неупругого отражения электронов т) от энергии первич- первичных электронов Ер для простых веществ \7]. Эффективные эмиттеры вторичных электронов Таблица 24.16 змакс и соответствующие им энергии первичных электронов Ер для эффективных эмиттеров [5] Эмиттер Кислородно-магниевый Медно-бериллиевый сплав .... Медно-кислородно-цезиевый . . . Медно-магниевая смесь (получен- (полученная испарением) Никель-бериллиевый сплав . . . Серебряно-кислородно-цезиевый . Серебряно-магниевая смесь (полу- (полученная испарением) Сложные бариевые поверхности (окислы металлов Ni, Mo, ак- активированные барием) Сурьмяно-литиевый Сурьмяно-цезиевый "макс 9—12 6—12 6 -12 12 7—11 -9,5 12 15 8—12 Ер.эе 600—900 500—700 700 500 700 600—1100 500 600 700—800 500 б 12 10 8 6 i // // / V ? \ 500 1000 ?р,э6 Рис. 24.70. Зависимости коэффи- коэффициента вторичной электронной эмиссии о от энергии первичных электронов Е„ для эмиттеров [Ni] - NiO - Ba (/) и [Мо]-МоО3-ВаB) [5]. б 12. 10 8 n /1 2 О 200 400 600 800Ер,э6 Рис. 24.71. Зависимости коэффи- коэффициента вторичной электронной эмиссии о от энергии первичных электронов для эмиттеров: / — серебряно-магниевого; 2 — серебряно- цезиевого; 3 — никель-бериллиевого; 4 — никелевого [5]. 10 Л Си-Мд Си-Ве 500 1000 1500 2000 Ер,э6 Рис. 24.72. Зависимости коэффициента вторичной электронной эмиссии о от энергии первичных электронов Ер для различных металлических смесей, полученных испарением [5]. 50 100 1,мкм Рис. 24.73 Зависимости коэффициента вторич- вторичной электронной эмиссии с от толщины Sb-Cs- вмиттера / при различных энергиях первичных электронов Ер [5]. 459
Таблица 24.17 Коэффициенты ВЭЭ некоторых двухкомпонеитных металлических смесей [5] Указанные в таблице значения коэффициентов ВЭ для различных металлических смесей не являются макси- максимальными Основной металл Ag жание, % Al 2,2 1,4 Ва 5 Be 5 15 Ca 1,3 Mg 5 15 5 (сплав) о при ? =500 ав 5,1 3,8 2,0 4,9 7,8 4,9 9,5 8,5 9.2 Формирование i давлении 10 4— t, °С 600—680 620—670 550—780 720 650 700—750 570—620 570- 620 570 s кислороде при Ю"8 мм рт.ст. Время, мин 70 50 90 60 50 30 30 40 30 Основной металл Си содержание, % А1 15 5 Be 2,3 5 2 (сплав компакт- компактный) Mg 5 10 15 7,6 9,6 5,7 6,2 5 12,2 9,4 9,1 Формирование в кислороде 10-4—1С t, °С 600 620 720—770 650—700 650—700 550—620 570 570—620 ~3 мм рт. ст. Время, мин 40 30 60 40 40 35 30 30 / 50 100 150 Ш' Ер,э6 Рис. 24.74. Зависимость коэффици- коэффициента вторичной электронной эмис- эмиссии а серебряно-кислородно-цезие- вого эмиттера от энергии первич- первичных электронов Ер [5]. ^ 24.6. АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ Автоэлектронная эмиссия (АЭ) — эмиссия электро- электронов под действием внешнего электрического поля. Если внешнее электрическое поле достаточно велико для того, чтобы потенциальный порог превратился в барьер конеч- конечной и малой ширины и высоты, то становится возмож- возможным просачивание электронов сквозь барьер — кванто- вомеханическое туннелирование и выход их в вакуум. При этом электроны непосредственно после прохождения сквозь барьер имеют ту же энергию, что и в твердом теле, а электрическое поле совершает работу только на разгон электронов в вакууме в межэлектродном проме- промежутке между эмиттером и анодом. Плотность автоэмиссионного тока из металла при низкой (Т <<; 300е К) температуре эмиттера [8]: ехр где Q(y) — функция Нордгейма, в которой аргументом является относительное снижение работы выхода внеш- внешним электрическим полем по Шоттки: _^Л(еу) _ <еЕI/* (см. табл. 24.18). Если еу— в зв, а Е—tB в 1см, то /=1,55- 10-6 ?2 Г ехр - 6 85 • 107 (еу)"/г х О Отсюда видно, что АЭ зависит от электрического поля так же, как термоэмиссия от температуры: In (jlE2) = = HUE). Теория АЭ полупроводников развита Страттоном, Елинсоном и др. [12]. АЭ эмиттеры используются пока ограниченно — в некоторых специальных электронно- электроннолучевых приборах, в приборах для генерирования мил- миллиметровых и субмиллиметровых волн [13]. Наиболее широкое применение явление АЭ нашло в автоэмиссион- автоэмиссионной и автоионной микроскопии [9]. В качестве АЭ эмиттеров чаще всего используются металлические ост- острия из наиболее тугоплавких металлов: вольфрама, рения. Т аб л и ц а Функция Нордгейма Ь(у) 24.18 У 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 Чу) 1,0000 0,9948 0,9817 0,9622 0,9370 0,9068 0,8718 0,8323 0,7888 0,7413 0,6900 V 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 Чу) 0,6351 0,5768 0,5152 0,4504 0,3825 0,3117 0,2379 0,1613 0,0820 0 460
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В. Эмиссионная электроника. М-, «Наука», 1966. 2. Фоменко В. С. Эмиссионные свойства материалов. Справочник. Киев, «Наукова думка», 1970. 3. Кудинцева Г. А. и др. Термоэлектронные катоды. М-—Л., «Энергия», 1966. 4. Соболева Н. А. и др. Фотоэлектронные приборы. М., «Наук?» 1965. 5. Чечик Н. О., Файнштейн С М., Лифшиц Т. М., Электронные умножители. М., Физматгиз, 1957. 6. Соммер А. X. Фотоэмиссионные материалы. Пер. с англ. М., «Мир», 1972. 7. Бронштейн И. М., Фрайман Б. С. Вторичная элек- электронная эмиссия. М., «Наука», 1969. 8. Елинсон М. И., Васильев Г. Ф. Автоэлектронная эмиссия. М., Физматгиз, 1958. 9. Автоионная микроскопия. Под ред. Д. Рена и С. Ранганатана. Пер. с англ. М., «Мир», 1971. 10. Ardenne M. Tabellen der Elektronenphysik, Ionen- physik und Ubermikroskopie. Bd I. Berlin, 1956. 11. Bell R. L., Spicer W. E. "Proc. IEEE", 1970, v. 58, p. 1788. 12. Stratton R. "Proc. Phys. Soc", 1955, v. 63, N 430, p. 746; "Phys. Rev.", 1962, v. 125, p. 67; Елин- Елинсон M. И. «Радиотехника н электроника», 1959, т. 4, с. 140; Васильев Г. Ф. «Радиотехника и элек- электроника», 1958, т. 3, № 7; Моргулис Н. Д. «Журн. техн. физ.», 1947, т. 7, с. 963. 13. Техника спектроскопии в дальней инфракрасной, субмиллиметровой и миллиметровой областях спек- спектра. Под ред. Д. X. Мартина. Пер. с англ. М., «Мир», 1970, с. 268. 14. Wainfan N-, Walker W. G. "J. Appl. Phys.", 1953 v. 24, p. 1318. 2 s 4 s era 107 г з 4 Е,в/см Рис. 24.75. Зависимости плотности автоэмиссионного- тока /' от напряженности электрического поля Е для некоторых металлов (а) и эмиттеров с различной рабо- работой выхода (б) [10]. ГЛАВА 25 ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 25.1. ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА Эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой элект- электрической цепи из разнородных металлов возникает термоэлектродвижущая сила (термо-э. д. с.) Ei2, если места контактов поддерживаются при разных темпера- температурах Ti и Г 2. ?ia зависит только от температур Ti и Г2 соединен- соединенных проводников и от природы материалов, составляю- составляющих термоэлемент. По ?ia оценивают температуру в месте спая. В небольшом интервале температур имеет место зависимость ?12 = ei2(Ti—Ti), где eia — коэффициент термо-э. д. с, определяемый природой материалов термоэлемента и интервалом температур, в котором применяется термоэлемент. Поведение еи может резко меняться с температурой (может даже ме- менять знак). Измеряемые термо-э. д. с. относятся всегда к двум металлам и поэтому не являются характеристиками отдельных металлов. В таблицах обычно приводят тер- термо-э. д. с. материалов по отношению к свинцу, платине или меди. Абсолютные коэффициенты термо-э. д. с. е\, еа отдельных металлов вычисляются с помощью термоди- термодинамического соотношения: 461
где Si и S2 — коэффициенты Томсона пары соединен- соединенных проводников (см. эффект Томсона, с. 466), е± и ег— ¦абсолютные коэффициенты термо-э. д. с. этих проводни- .ков. Таблица 25.1 Абсолютные коэффициенты термо-э. д. с. для некоторых металлов в зависимости от температуры [1]. мкв/град (Определены с помощью коэффициентов Томсона) Продолжение табл. 25.1 Г, °С -255 —240 —200 — 160 — 120 —80 —40 0 +20 ' РЬ — 0,74 —0,74 —0,75 —0,88 -0,99 — 1,08 — 1,15 —1,22 — 1,26 Си +0,34 +0,89 + 1,37 +1,15 +1,15 +1,30 +1,51 +1,73 +1,86 Pt + 1,81 +4,04 +5,88 +3,56 +1,18 —0,92 —2,78 —4,42 —5,13 Г, °С . +100 +200 +300 +400 +500 +600 +700 +800 +900 + 1000 + 1200 + 1400 + 1600 ' РЬ — 1,44 — — — .— — — v — .— _ — — Си +2,23 +2,77 +3,31 +3,85 +4,39 +4,93 +5,47 +6,01 +6,55 +7,09 + 17 Pt -7,3 -9,2 — 10,9 -12,5 — 14,0 —15,6 -17,1 — 18,6 —20,1 —21,6 —24,6 —27,6 —30,6 Таблица 25.2 Абсолютные коэффициенты термо-э. д. с. для различных металлов в зависимости от температуры [2] Приводимые значения ех вычислены, исходя из измеренных относительных коэффициентов е12 различных металлов по отношению к парному металлу, заключенному в круглые скобки, и абсолютных коэффициентов тер- термо-э. д. с. этих парных металлов е2, которые приведены в табл. 25.1 и 25.2. Термо-э. д. с. положительна, если ток в нагретом спае течет из металла 2 в металл 1. т, °с —50 —25 0 +25 +50 +75 +100 +125 Li(Pt) мкв град +8,3 + 10,0 + 11,5 +12,2 +11,5 +П.0 + 10,4 +9,9 т. °с —50 -25 0 +25 +50 +75 +100 Na( Pt) мкв град -7,1 -7,7 —8,3 -8,7 —9,2 -9,7 — 10,4 ) Г, °С —50 —25 0 +25 +50 +75 +100 +125 «Pt) мкв град — 13,0 — 14,4 —15,6 —16,6 — 17,6 — 16,9 — 18,0 19,1 Rb (Pt) Т. "С -50 —25 0 +25 +50 +75 +100 мкв С1> ¦ _ грао —8,2 —9,2 — 10,2 -11,1 —7,5 —8,3 -8,9 Г, "С —50 -25 0 +25 +50 +75 Cs(Pt) мкв град —0,1 —0,1 +0,1 +0,1 -5,8 —4,6 Be (Pb) Г, °C — 150 — 100 —50 0 +50 +100 + 150 мкв град -5,1 —3,8 —3,1 -3,3 —2,0 —0,3 +0,4 Mg r, °c 0 +25 +50 +75 + 100 (Си) монокристалл II* +3,38 +4,05 +4,59 +4,98 +5,24 мкв град X2* +3, +4, +5, +6. +6. 58 77 67 30 63 Ai(Pt) Т. °C 0 +50 + 100 +150 +200 +300 +400 +500 +600 +650 мкв град -1,6 — 1,8 — 1,9 -1,8 -1,8 -2,0 -2,3 —2,5 —2,8 —3,0 Пр одолжение табл. 25.2 Ti(Pt) г, °с 0 +100 +200 +300 +400 +500 +600 +700 +800 +900 + 1000 мкв град +7,3 +8,1 +7.4 +4,3 + 1,7 -0,7 -2,1 -2,6 -2,8 +0,6 +1,4 Th(Pt) Г. °С +400 +500 +600 +700 +800 +900 +1000 + 1100 мкв град -2,5 —4,5 —6,5 -9,5 — 13 -16 — 19 -23 462
I I I I I I I II I I I I слслсл*-'й'*-*-*-сосососокг to — o-J to jo *. nsooot jo 7* jo ел coc:tos300S3Ui-j-j 3 O5 СЛ *. CO tO — О 8 о о о о о о о о о о ~рр ррррор ++о I I I I сл^*сою|С I »-^^— слоо — оосясою TN^OOOO^rf^COtO'—О ^ОООООООО JOOOOOOOO I I I++ р р о о о _^ . ,. .1 *¦ со (о «-+ I gggggggggg "оо <о >— >— ел *. со оо *. о о с 3 •о о о b СО ¦— ОООО^СЛ4^1^ ООООСЛСЛООО ООООООООООс I I О О ^->-^a!0)oo<D«floo О О О О О О о о о о о о ! — tO Ю СО 4ь 4^ 4^ СО СО tOJ^toootocoo^cototo оооооооослоосо ) to do "О Ст) ел »t^ I СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ > оо о о о о II III со со со со ю to to --4 СЛ to p -i CO О СО 1С 00 СО — <У> tO ч о 9 "¦о 3 •о о и о ж S о\ b to СЛ о о о о о «^ о о о о о о о *— о о *- •-* СО (D-О О -О СО О ++++ I I I *. СО N3 — — Ю|С оооооооо I I II+++ — — — — о — со — о о о о о о •(*¦ оооооооо I I I I I I++ сосососою —оо осослсосо —оосл оо о ос ++ СЛ СЛ СЛ О -0 ~ оо о оо о ел *. ++++ I I I *. со to ¦— — to to 8§§8о88о- ч о о ч о ч о о _ч о о ++++ СЛ СО 1— 00 СЛ СОрЗ "" — о сл I
At Г. °C 0 + 100 +200 +400 +600 +800 + 1000 j (Pt) мкв град + 1,1 +1,8 +2,4 +3,1 +3,3 +3,7 +3,7 Zn(Cu) Г. °С —253 —245 —227 —218 — 197 — 160 — 112 - 80 0 + 98 II* —0,76 —0,81 — 1,90 -2,41 — 1,06 —0,46 —0,06 +0,06 +0,42 +0,82 мкв град + 1,28 + 1,71 + 1,75 + 1,45 +1.15 + 1,22 +1,39 +1,57 +2,16 +3,36 Cd (Cu) r, °c —253 —240 —225 — 183 — 149 — 140 — 81 0 + 98 II* —0,15 —0,34 —0,51 —0,83 — 1,04 — 1,04 -0,95 —0,04 + 1,98 мкв град 1» +3,14 +2,24 + 1,59 +0,67 +0,59 +0,63 +1,20 +3,16 +7,22 Продолжение та Hg (Си) т. °с —200 — 150 —100 — 40 — 35 0 + 50 +100 + 150 мкв ei- —г грао + 1,3 +1,75 + 1,95 +3,60 +7,20 +7,84 +9,51 + 11,55 + 13,39 Т1< Г, °С 0 + 50 + 100 + 150 + 200 +233 +250 5 л. 25.2 Си) мкв е,, — град +0,84 +0,09 —0,41 —0,67 —0,69 —0,57 —0,46 Продолжение табл. 25^2 Sb(Cu) т. °с 0 +20 +40 +60 +80 + 100 Мкв град II* +20,6 +21,3 +22,0 +22,7 +23,4 +24,2 +46,8 +48,0 +49,1 +50,2 +51,4 +52,6 Bi(Cu) г, °с — 160 — 120 — 80 — 40 0 мкв е1* ~- грао и* —75 —95 — 104 — 105 — 100 -35 —45 —53 -53 -53 Se(Ni) Г. °С +35 +50 + 100 + 150 +200 мкв et. град +850 +860 +940 1020 1100 Те (Си) Г. °С — 190 — 100 —50 0 + 100 +200 мкв град +550 +550 +300 — 100 —.150 — 100 С (Pt) г, °с +1200 + 1500 + 1750 +2000 +2200 +2400 +2700 +3100 мкв град -6,5 —7,0 0 +23 +13,5 -1.5 — 11 —15 ц гексагональная ось кристалла параллельна градиенту температур. ^ гексагональная ось кристалла перпендикулярна градиенту температур. Таблица 25.4 Термо-э. д. с. металлов и сплавов при различных давлениях и температурах [4], мкв В таблице дана зависимость от температуры термо-э. д. с. (мкв) между металлом, сжатым всесто- всесторонним давлением р (кГ/см2), и тем же металлом, находящимся при нормальном давлении. Термо-э. д. с. считается положительной, если ток в нагретом спае течет от несжатого металла к сжатому. Таблица 25.3 Термо-э. д. с. важнейших сплавов для термопар относительно платины при разных температурах 13]. мв Г, °С —200 — 100 0 + 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 Хромель 90%Ni+10%Cr —3,36 —2,20 0 +2,81 5,96 9,32 12,75 16,21 19,62 22,96 26,23 29,41 32,52 35,56 38,51 41,35 44,04 Алюмель 94%Ni+Ai+Si+Mn +2,39 + 1,29 0 — 1,29 -2,17 —2,89 —3,64 —4,43 —5,28 —6,18 —7,08 —7,95 —8,79 -9,58 — 10,34 — 11,06 — 11,77 Коистантан 60%Cu+40%Ni +5,35 +2,98 0 -3,51 —7,45 —11,71 — 16,19 -20,79 -25,47 —30,18 —34,86 —39,45 —43,92 — —• — — Металлы и сплавы Алюминий Вольфрам Висмут о 20 60 100 20 60 100 20 60 100 р 4 —0,081 —0,060 +0,294 +0,90 +2,87 +4,99 +42 + 134 . Ю3 кГ/см 8 —0,098 +0,146 +0,929 + 1,80 +5,72 +10,12 + 106 +308 12 —0,068 +0,543 + 1,962 +2,70 +8,58 +15,14 +185 +539 464
Продолжение табл. 25.4 Продолжение табл. 25- Металлы и сплавы Железо (отожженное) Железо (иеотожжен- ное) Золото Кадмий Кобальт Константен Магний Манганин Медь Молибден Никель Олово Палладий Платина о f-T 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 р 4 —0,15 +1,08 +3,25 —0,15 + 1,05 +4,42 +0,333 + 1,115 +2,051 + 1,10 +6,22 +14,38 — 1,20 —3,86 —6,92 + 2,29 + 6,99 + 11,81 —0,72 —2,17 —3,62 —0,103 —0,286 -0,452 + 0,224 +0,700 + 1,216 +0,052 +0,218 +0,278 +0,55 + 1,85 +3,40 0,000 +0,083 +0,165 +1,76 +5,28 +8,80 + 1,29 +4,39 +7,31 , 108 к Г/см 8 —0,50 +1,31 +5,82 —0,45 + 1,54 +8,70 +0,670 +2,196 +3,974 + 3,46 + 13,98 +28,74 — 2,37 — 7,70 — 13,60 + 4,53 + 13,82 +23,79 — 1,58 —4,75 —7,91 —0,215 —0,573 — 0,894 +0,424 + 1,370 + 2,420 +0,101 +0,436 +0,555 + 1,17 +3,97 +7,19 —0,045 +0,122 +0,292 + 3,40 + 10,41 + 17,69 + 2,56 + 8,96 + 14,35 12 —0,99 + 1,40 +7,68 —0,74 +2,20 + 12,80 +0,990 +3,213 +5,760 +6,68 +23,92 +45,56 - 3,52 — 11,47 —20,61 + 6,75 +20,77 +35,47 — 2,59 — 7,79 —12,96 —0,308 —0,846 — 1,314 +0,596 + 1,976 +3,546 —0,146 + 0,649 +0,833 + 1,88 + 6,32 + 11,44 —0,182 +0,103 +0,390 + 5,09 + 15,64 +26,52 + 3,88 + 13,39 +21,57 Металлы и сплавы Свинец Серебро Таллии Цинк о f-T 20 60 100 20 60 100 20 60 100 20 60 100 р, Ш3 кГ/см* 4 +0,32 + 1,14 +2,12 +0,66 +2,10 + 3,72 + 3,55 + 11,45 +20,29 +4,9 + 15,9 +28,5 8 +0,69 +2,29 +4,21 + 1,28 +4,08 + 7,19 + 6,44 +21,01 +37,63 +9,6 +32,1 +58,1 12 + 1,06 +3,44 +6,33 + 1,90 + 6,02 + 10,56 + 8,78 +29,15 +52,46 + 14,4 +47,4 +87,4 f Таблица 25.5 Коэффициенты термо-э. д. с. различных металлов и сплавов в магнитном поле прн насыщении относительно тех же самых металлов без магнитного поля [5, 6] Металл Область тем- температур, °С Fe 10—95 +0,90 Ni 10—97 +0,301 Ni 5—100 +0,20 Ni + 5% Mn 5—100 +0,26 Ni+10%Mn 5—100 +0,12 Ni + 15% Mn 5—100 +0,065 Ni + 25% Mn 5—100 Ni+30% Mn 5—100 2- мкв/град —0,058 —0,136 —0,11 —0,12 —0,02 —0,05 —0,10 * e12 || — коэффициент термо-э. д. с. в магнитном поле, па- параллельном градиенту температуры; е\2х — коэффициент термо- э. д. с. в магнитном поле, перпендикулярном градиенту темпера- температуры. 25.2. ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ Эффект Пельтье обратен эффекту Зеебека. При прохождении тока через спай различных проводников кроме джоулева тепла выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, некоторое количест- количество тепла Qn, пропорциональное протекающему через контакт заряду (т.е. силе тока / и времени f) Qn = = Tilt, где П — коэффициент Пельтье, который зависит от природы находящихся в контакте материалов. Согласно термодинамической теории, коэффициент Пельтье связан с коэффициентом термо-э. д. с. е = = dE/dT соотношением П = еТ. 16-748 465
Таблица 25.6 Коэффициент Пельтье для различных металлов [7] Стрелка показьшает направление тока через нагре- нагретый спай Пара металлов As Bi Cd Cd Си Си Си Си Си Си Си -> РЬ I -* cdJ. -» Ni - Ag -* Al -> Аи -* Bi -* Ni -> Pd -> Pt Си -> Кон- стантан r, °c 20 20 20 15 0 14 0 № 0 14,4 0 0 15,5 n, мкал ч 0,91 3.59* 0.20F* 1,53 0,0168 0,405 0,0813 3,85 1,90 1,385 0.588 0.238 2.436 Fe Fe Fe Fe- Pb Пара металлов -> Cu - He -» Ni > Константен -* Bi Pb -* Кон- стантан Sb Sb Zn Zn, -* Bi -» Pb -* Ni -> Znx Графит ->¦ Cu r. °C 0 18,4 99,64 182,3 15 0 20 0 100 200 300 20 20 15 20 20 п. мкал к 0,664 1,1644 1,388 1.511 2,288 3,10 5,16 1,90 2,73 3,6 4,4 10,7 0,186 1,534 0,126* 0.703 * Вычислено по терк цнеита Томсона и термо- юдинамической формуле из значений коэффи э. д. с. Таблица 25.7 Зависимость коэффициента Пельтье. измеренного калориметрическим методом для различных пар металлов, от температуры Чтобы получить коэффициенты Пельтье в милли- калориях на кулон, надо приведенное в таблице число умножить на 0,239. Железо стаит* 1. °С 0 20 130 240 320 560 — КОЙ- ш * (8) Г1, те + 13 + 15 + 19 +26 +34 +52 Меяь - никель (Ш Г, °С 19 55 205 290 340 445 Г1, мв +8,0 +9,0 + 10,3 +8,6 +8,0 + 10,0 Свинец Т. °С 20 ПО 235 305 360 440 — константав (9) II, мв +8,7 + 11,8 +16.0 + 18,7 +20,6 +23,4 25.3. ЭФФЕКТ ТОМСОНА Если вдоль проводника, по которому протекает электрический ток, существует перепад температур (Та — Ti), то кроме джоулева тепла в объеме провод- проводника выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, некоторое количество тепла Qs = s(T2 — Тг) It, где S — коэффициент Томсона, зависящий от природы материала; / — ток; t — время. Согласно термодинамической теории, коэффициент термо-э. д. с. пары проводников связан с их коэффици- коэффициентами Томсона соотношением deldt = (Si — S2)/T. Таблица 25.8 Значения коэффициента Томсона для различных металлов Чтобы получить коэффициент Томсона в мккал/(кх Хград), надо умножить S на 0,239. Коэффициент Том- Томсона имеет положительный знак, если направление пото- потоки тепла совпадает с направлением тока. Медь — константаи: П = 11.0 мв при Т <= 20"С A0). Металл Ag Al(99%) Аи Cd (монокристалл) II* Т2* Со Си Си+0,37 ат. % Аи Fe (Армко) Г. °К 105 150 300 260 300 400 105 150 300 373 473 373 473 100 200 300 70 170 300 20 40 60 90 130 300 323 423 523 ~ МКв грао — 0,10 +0,55 + 1,31 +0,11 —0,08 —0.56 +0.29 + 0.96 + 1,61 +6,9 +7,3 ^8,2 +8,7 — 8,4 — 19.6 —25.4 —0,26 +0,47 + 1,52 +0.44 +2,17 + 2,96 +2,20 + 1,71 +2,33 — 15,3 —22,8 —26,3 Литера тура [И] [И] [И] [И] [И] |П] [И] [18] [18] 00 00 A9] [19] [19] [14] [14] [14] [14] [14] [14] [14] [14] [12] * [12] [12] 466
П р од о лж ение табл. 25.8 Металл Ni Pb (99,99%) Pd Pt Sn(99,99%) Zn (монокр иста л л) II* ±2* W Константан Нейзильбер Т, "К 100 200 260 120 200 400 20 100 200 300 203 273 393 100 200 300 400 322,5 398 322,5 398 328 323 384 446 328 мкв О , град — 4,5 — 12,1 — 15,7 — 0,19 —0,45 —0,85 + 1,9 —7,8 — 12,1 — 18.2 —9,6 —9,1 —9,2 +0,86 +0,42 —0,07 —0,45 ¦ + 1,6 +4,6 +4,1 +8,8 +8,5 —24,6 —25,5 —26,0 — 12,0 Литера- Литература [19] [19] [19] ["] [И] ["] [19] [19] [19] [19] [13] [13] [13] [И] [И] I"] [И] [17] [17] [17] [17] ПП [16] [16] [16] [15] СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Borelius G. Handb. Metallphysik. Berlin, J. Sprin- Springer, 1935. 2. Landolt-Bernstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, 6 Teil, Elektrishe Ei- genschaften. Berlin, Gottingen—Heidelberg, Sprin- ger-Verlag, 1959. 3. American Institute of Physics Handbook. Ed. D. Gray. Me Graw-Hill Book, Company., Inc., New— York—Toronto—London, 1957. 4. Bridgmen P. W. "Proc. Amer. Acad. Arts Sci.", 1917/18, v. 53, p. 267. 5. Аннаев Р. Г. «Докл. АН СССР», 1948, т. 63, с. 639. 6. Konsmine I. "Helv. Phys. Acta", 1934, v. 7, p. 732. 7. Сборник физических констант. Ред. Дорфман Я- Г. и Фриш С. Э. М., ОНТИ, 1937. 8. Cerman P. "Ann. Physik", 1907, v. 24, p. 351. 9. Cerman P. "Ann. Physik", 1908, v. 26, p. 521. 10. Woodall A. J. "Proc. Phys. Soc", 1935, v. 47A, p. 615. 11. Borelius G. "Ann. Physik", 1921, v. 65, p. 519. 12. Joung J. "Proc. Phys. Soc", 1925, v. 37A, p. 145. 13. Berg 0. "Ann. Physik", 1910, v. 32, p. 477. 14. Borelius G., Kessom W. H. "Comm. Kamerlingh Onnes Lab. Univ. Leiden", 1929, v. 196a, p. 3. IE. Smith H. E. "Pros. Phys. Soc", 1925, v. 38A, p. 1. 16. Nettleton R. "Proc. Phys. Soc", 1922, v. 34A, p. 77. 17. Ware L. A. "Phys. Rev.", 1930, v. 35, p. 989. 18. Verleger H. "Ann. Physik", 1931, v. 9, p. 366. 19. Borelius G. e. a. "Proc. Amsterdam", 1930, v. 33, p. 17. * || — образец вырезан вдоль гексагональной оси кристалла (Томссн-эффект измеряется вдоль образца). а* ^ _ образец вырезан под углом 90° к гексагональной оси кристалла. ГЛАВА 26 ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ 26.1. ВВЕДЕНИЕ Г альваномагмитные явления — совокупность явле- явлений возникающих под действием магнитного поля в про- проводниках (металлах и полуметаллах) , по которым про- протекает электрический ток. Термомагнитные явления — совокупность явлении, возникающих под действием магнитного поля в провод- проводниках внутри которых имеется тепловой поток. Наибо- Наиболее характерные черты этих явлений связаны с активным 16* воздействием внешнего магнитного поля на движение носителей тока. При поперечном намагничивании проводника с то- током (Н _|_ J) наблюдаются следующие гальваномагнит- гальваномагнитные явления: 1) в направлении, перпендикулярном к вектору маг- магнитного поля и вектору плотности тока J, возникает электрическое поле (эффект Холла) Е = #[JH], где R — коэффициент Холла; 2) в направлении, перпендикулярном к вектору маг- 467
нитного поля Н и вектору плотности тока J, возникает температурный градиент (эффект Эттингсгаузена) уТ = = Р [JH], где Р — коэффициент Эттингсгаузена; 3) изменяется сопротивление проводника, что экви- эквивалентно возникновению добавочной разности потен- потенциалов вдоль направления электрического тока. При поперечном намагничивании проводника возни- возникают следующие термомагнитные явления: 1) в направлении, перпендикулярном градиенту температур уТ и направлению магнитного поля Н, воз- возникает электрическое поле (эффект Нернста) Е = = Qtv^H] при J = 0, где Q — коэффициент Нернста; 2) в направлении, перпендикулярном градиенту температур ухТ и направлению магнитного поля Н, возникает градиент температур (эффект Риги—Ледюка) •\/уТ = S[H- ухТ], где S — коэффициент Риги—Ледю- Риги—Ледюка. При продольном намагничивании образца изменяют- изменяются электросопротивление, термо-э. д. с. и теплопровод- теплопроводность. Значения коэффициентов гальваномагнитных эф- эффектов в металлах отличаются большим разнообрази- разнообразием, связанным со сложностью зонной структуры и фор- формы поверхности Ферми. Гальвано- и термомагнитные эффекты очень чувствительны ко всякого рода примесям и неоднородностям. По этой причине приведенные в таблицах значения коэффициентов надо рассматривать лишь как наиболее заслуживающие доверия. Различают гальваномагнитные явления нечетные (т. е. зависящие от нечетных степеней Н) и четные (т. е. зависящие от четных степеней Н). Наиболее важен из нечетных — эффект Холла, наиболее существен из четных эффектов — эффект изменения сопротивления в магнитном поле. Из этого выражения определяют коэффициенты Хол- Холла, используя экспериментальные зависимости е(В) (рис. 26.2). / VTP 6 Рис. 26.1. Схемы ориентации векторов В, I, ER , grad T- а — для эффекта Холла; 6 — для эффекта Нернста; в — для эффекта Эттингсгаузеиа; г — для эффекта Риги — Ледюка. Эффект Холла Опыт показывает, что коэффициент Холла R может быть положительным и отрицательным и даже менять знак с изменением температуры. Для большинства ме- металлов наблюдается почти полная независимость коэф- коэффициентов Холла от температуры. Резко аномальным эффектом Холла обладают висмут и другие металлы V группы периодической системы. Значения гальваномаг- гальваномагнитных коэффициентов этих металлов помещены в от- отдельную таблицу (табл. 26.7). В ферромагнетиках поле Н изменяет направление намагниченности доменов, так что на электроны прово- проводимости воздействует магнитное поле, отличное от внеш- внешнего. При этом наблюдается особый, ферромагнитный, эффект Холла. Для ферромагнетиков экспериментально найдено, что R = (До Vo M) J, B6.1) где Ец — поле Холла в направлении у (рис. 26.1); Н — напряженность магнитного поля; [х0 — постоянная ин- индукции; М — намагниченность образца; J — плот- плотность тока, протекающего через образец; Ro и Ri —¦ обыкновенный и необыкновенный (аномальный) коэф- коэффициенты Холла. Последнее соотношение с учетом равенства В = + М можно записать в виде е = URd = R0B + Rs M, B6.2) где Ur — напряжение Холла; / — полный ток через образец; d — толщина образца; Rs— Ri —¦ Ro — так называемый спонтанный, или ферромагнитный, коэф- коэффициент Холла. Для большинства ферромагнитных металлов обнаружено, что Ro •€ Ri и Rs~ Ri. Рис. 26.2. Зависимость э. д. с. Холла е от магнит- магнитной индукции для ферромагнитной пластинки. Опре- Определение обыкновенного Ro и аномального Ri коэф- коэффициентов Холла. Выше магнитного насыщения второй член в B6.2) постоянен, и тогда зависимость е(В) переходит в пря- прямую линию. Ее наклон дает Ro. Продолжив прямую ли- линию до В = 0 , получим отрезок на оси ординат, рав- равный Rs Ms , где Ms — намагниченность насыщения об- образца. Отсюда определяют Rs- Обычно Rs > Ro и сильно зависит от температуры. С повышением темпе- температуры коэффициент Холла Rs возрастает, достигая максимума в точке Кюри, а затем снижается. В пара- парамагнитной области температур эффект Холла определя- определяется соотношением 468
где R* = Ro + xRs = #o + Rp> X—диэлектрическая вос- восприимчивость вещества; Rp—парамагнитный коэффициент Холла—Кикоина. Значения гальваномагнитных коэффициентов ферро- ферромагнитных металлов помещены в отдельную таблицу B6.13). Термомагнитные эффекты в ферромагнетиках опре- определяются аналогично по следующим формулам: эффект Эттингсгаузена дТр ду эффект Риги — Ледюка ду кт Нернста ду ¦ = (So i-Ч,' = (Qo Vo дТ -— дх дх Изменение сопротивления в магнитном поле (магнетосопротивление) При обычно используемых напряженностях поля Н < 104 з и комнатной температуре магнетосопротив- магнетосопротивление Ар/р о (Ар — изменение сопротивления в магнит- магнитном поле, р о — сопротивление прн Н = 0) для боль- большинства металлов весьма мало. Например, для меди Др/р о ?5 10~* при Н — 2-104э. Исключением является висмут, у которого Ар/р о и 2 при Н = 3-Ю4 э. В по- полупроводниках этот эффект значительно больше, чем в металлах (например, в германии при Т « 100° К и И = 2-Ю4 з Ар/р о « 3). У большинства металлов и полупроводников (за исключением ферромагнитных) удельное сопротивление р с ростом магнитного поля возрастает. В сильных маг- магнитных полях характер зависимости сопротивления от Н существенно связан с характером энергетического спектра электронов. Все металлы с замкнутыми поверх- поверхностями Ферми, у которых число электронов ni не равно числу дырок па (Na, Al.In), имеют сопротивление, кото- которое сравнительно слабо возрастает в сильных магнитных полях. Металлы с замкнутыми поверхностями Ферми, для которых число электронов равно числу дырок (т = г= па) (Bi, Be и др.), характеризуются квадратичной зависимостьюр от Н, причем это имеет место при любом направлении Н. Исключение составляет случай про- продольного поля (Н || I), когда сопротивление стремится к насыщению. Для металлов с замкнутыми поверхнос- поверхностями Ферми линейное возрастание сопротивления с уве- увеличением напряженности поля, по-видимому, наблюда- наблюдается в промежуточных полях. У металлов с открытыми поверхностями Ферми (Sn, Аи, Zn, Та и др.) наблюдается резкая анизотропия галь- гальваномагнитных свойств; при одних направлениях Н — квадратичное возрастание с увеличением напряженно- напряженности, при других — насыщение. В ряде случаев линейное возрастание сопротивления с ростом Н является резуль- результатом усреднения. , В ферромагнитных металлах зависимость р от Н имеет ряд особенностей, которые обусловлены наличи- наличием в этих веществах самопроизвольной намагниченности. В больших магнитных полях выше технического насыщения материала (или в области пара-процесса) сопротивление с ростом поля всегда уменьшается неза- независимо от направления магнитного поля по отношению к току. Значения всех гальвано- и термомагнитных коэффи- коэффициентов даны в таблицах в системе СИ. Для перевода в другие системы единиц следует пользоваться табл. 26.i \ Таблица 26.1 Таблица перевода единиц измерения коэффициентов гальвано- и термомагнитиых явлений из системы СИ в другие системы Величина Обозначение Система СИ Практическая систе- система (внесистемные единицы) Система СГСМ Магнитная индукция Коэффициент Холла Коэффициент Эттингсгаузена Коэффициент Риги — Ледюка Коэффициент Эттингсгаузена - Нернста В R Р S Q в-сек к а-сек град-м3 в-а-сек в-сек м2 град-сек 10* гс ю-2 10~2 КГ4 КГ4 в-см а-гс град-см а-гс град-гс 10* сж~1/г .gVs.mc-i 10? см1*-г-Ч* 10 град-см-г*1-сек? Ю-4 смЧ'-еГ11' -сек 469
26 2 КОЭФФИЦИЕНТЫ ХОЛЛА ДЛЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Таблица 26.2 Коэффициенты Холла для металлов Продолжение табл. 26.2 Металл Li Be (99,5%)* Na Mg A! (99,5%) К Ca (99%) Ti (99.91%) Ti (99,87%) V V (99,63%) Cr (99,9%) Mn(99,99%) Cu Cu (99,9%) Си (отожженная) Zn (технический) Г, °K 297 290 298 300 83 273 573 873 258—333 293 291 294 294 294 294 294 301 293 20 287 297 298,2 328,2 358,2 83 173 273 573 873 300 150 50 40 4 293 В, вб/ж* 1,7—1,8 0,3—2,0 0,2—2,04 0,4—2,5 0,54 0,54 0,54 0,54 0,4—2,04 0,3—1 1,2—2,9 0,4—2,8 — — 0,3—2,9 — 1,0-2,9 0,6—2,9 1,13—1,14 1,13—1,14 1,13—1,14 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0—1,5 0—1,5 0-1,5 0—1,5 0—1,5 0,5—1,1 R, КГ10 m'/k — 1,70 + 7,7 —2,1 —0,83 —0,22 —0,33 —0,39 —0,41 —4,2 -1,78 —0,26 +0,10 +0,72* —l,083* +0.422* —0,77s* + 0,82 +0,79 +0,62 +3,63 +0,84 —0,536 —0,537 —0,538 —0,560 —0,510 —0,513 —0,543 -0,587 —0,53 —0,54 —0,63 —0,68 —0,65 + 1,04 | Лите- 1 ратура [1] И] [2] [5] [8] [8] [81 [8] [2] 16] [15] [15] [16] [16] [17] [17] [14] [21] [21] [14] [14] [31] [31] [31] [30] [30] [30] [30] [30] [32] [32] [32] [32] [32] [29] Ga Rb 293 293—308 1,63 —0,63 [36] 0,2—1,6 | —4,2 |[3] Металл Y (99,2%) Y (монокристалл P293°K P4,2°K = 10'4) Y (монокристалл P293°K — 10) P4,2°K См. рис. 26.3 [11] Zr (97,3% Zr + + 2,4% Hf) Zr / Р293°к _ мЛ V P4,2°K / Nb Mo Ru Rh (99,5%) Pd Ag (техническое) Ag (99,9%) Ag (отожженное) Cd (99,9%) In Sn Cs Г, °K 293 290 290 4 4 83 . 273 573 873 100 200 300 83 273 873 83 273 873 293 291 299 318 337 293 83 173 273 573 873 300 150 50 40 4 293 297 78 294,7 268 В, вб/м* 0,56 0—1,0 0—1,0 0—1,0 0—1,0 0,54 0,54 0,M 0,54 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 4,47 4,9 0,87—0,92 0,87—0,92 0,87—0,92 0,5—1,1 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0-1,5 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0.310—0,842 1,7—i,8 0,6—2.0 0,300—0,812 0,337—1.86 R, l0-«» M3/K —0,770 —1.722* 0,473* __0,42* —0.983* + 1,08 + 1,385 +0,695 + 0,215 +3,15 +2,72 +2,15 +0,92 +0,88 +0,91 + 1,79 + 1,80 + 1.76 +2,2 +0,505 —0,845 —0,855 —0,844 -0,897 —0,925 —0,902 —0,909 — 0,949 — 1,002 —0,89 —0,88 —0,97 — 1,13 — 1,12 +0,531 —0,073 —0,105 —0,022 -7,8 Лите- Литература m [10] [10] [10] [10] [8] [8] [8] [8] [18] [18] [18] [8] [8] [8] [8] [8] [8] [26] [27] [28] [281 [28] [29] [30] [30] [30| [301 [30] |32] 132] [32] !S1 [34] [1] [37] [38] [2] 470
Продолжение табл. 26.2 Металл La (99,8%) Се (99,88%) Pr(99,9%) Nd (99,98) Sm Чгг) I 2*3 К о \ \ — ' ) Тт Yb Lu Lu (монокристалл Р293СК \ Р4,2°К ~~ / Ш (99,4%) Та (99,8%) W W (99,9%) Re pi Р293°К __о-\ V Р4,2°К 1 Ir Pt Г, °К 293 293 293 293 210 300 4,2 30 170 300 60 120 180 300 77 180 300 60 180 300 4,2 100 200 300 83 273 773 297 83 173 273 873 293 100 200 300 293 293 В, еб/м* 0.56 0,56 0,56 0,56 0-0,55 0-0,55 = 0—0,55 0—0,55 0—0, .'о 0—0,55 0—0,55 0—0,55 0—0,55 0—0,55 0—0,55 0—0,55 См. рис. 26.: — 0,54 0,54 0,54 1,7—1,8 0,54 0,54 0,54 0,54 4,82 0-1,5 0 1,5 0—1,5 0,5-1,1 0,5—1,1 «, ю-" м'/к —0,8 + 1/81 +0,709 +0,971 —0,08 —0,21 + 1,5 +2,8 0 -0,5 -3,4 — 2,4 — 1,9 — 1.5 3,8 3,75 3,7 —0,55 —0,54 —С, 53 5 [11] —0,26 + 0,19 +0,30 +0,42 +0,975 +0,971 +0,967 + 1,18 + 1,20 + 1,06 + 1,11 + 1,56 +3,15 +0,4 +0,9 + 1,6 +0,402 -1,27 Лите- Литература (9] [9] 19] 19] [13] ИЗ] [14] [14] [14] [14] [13] [13] [13] f 13д [13] [13] [13] [13] [13] [19] [19] [8] 18] [8] 14 [8] [8] [8] [81 [25] [18] [18] [18] [29] [29] О 3Z0 Т°К Рис. 26.3. Температурная зависимость коэффи- коэффициента Холла R для монокристаллических образ- образцов лютеция и иттрия [II]: Л— Lu (Н || оси с); О — Y (Н || оси с); О — Lu (H || оси а): V- Y (Н ||оси Ь). Металл Pt (99,9%) Аи Аи (отожженное) Аи (99,9%) Пр т. °К 83 173 273 573 873 290 345 300 150 50 40 4 83 123 273 573 873 эдолжени В. «б/л2 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,87—0,92 0,87—0,92 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0—1,5 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 е табл. R, КГ10 ж3/к —0,203 —0,181 — 0,214 — 0,253 -0,278 — 0,705 —0,696 — 0,73 — 0,72 — 0,73 — 0,84 — 0,98 — 0,715 —0.697 — 0,695 — 0,721 —0,755 26.2 11 coco со со со [28] [28] [32] [32] [32] [32] [32] [30] [30] [30] [30] [30] Hg Т1 293 297 1,0—2,24 1,7—1,8 <0,02|[35] +0,240 [I] РЬ Th и 2,8 2,8 4,2 4,2 4,2 4,2 293 293—573 0,034* 1,13 0,034* 0,10 0,50 1,13 0,37—0,45 0,5—1,7 <+0,06 +0,13 <+0,06 +0,08 +0,08 +0,18 -1,2 +0,34 [40] [40] [40] [40 [40 [40] [20] [23] * В скобках указана чистота металла. Г* Н ]| гексагональной оси. Е* Н 1 гексагональной осн. 4* В сверхпроводящем состоянии. 471
Таблица 26.3 Таблица 26.5 Коэффициенты Холла для моиокристаллических образцов [41] Коэффициенты Холла для различных сплавов Металл Zn Cd г, °к 77 77 77 288 288 288 77 77 288 288 в. е61м2 ,35 ,35 ,35 ,35 ,35 ,35 ,35 ,35 .35 ,35 ис- О.» О Э ? (- 1 4 5 1 4 5 1 3 1 3 Яр- Ю-10 ж'/к (ВЦ [0001]) +1,87 +2,01 +1,86 +1,44 + 1,43 + 1,44 + 1.66 + 1,74 +1,20 4-1,32 Ю-10 ms/k Ш-ЦОООП) +0,16 +0,18 +0,19 +0,04 —0,06 —0,025 +0,38 +0,27 +0,11 0 * В работе [41] намерения эффекта Холла бвши проведены на нескольких образцах. Дан номер кристалла. Таблица 26.4 Коэффициенты Холла для жидких металлов и сплавов Металл Ga In lnJBi Sn Hg Сплав 58% Hg + 42% Sn Сплав 36% Hg + 64% Sn Я. icr11 ms/k -4,1 —3,9 —3,83 -5,4 —5.3 —4,6 —M -7,6 —7,46 — 7.6 —6.75 —6.2 Литература 142] [45] [44] [42] [44] |42| 142) [44] [42] 143] [44] [42] [421 Сплав Mg—Li Mg—Ai Mg—Ag Mg-Cd Mg—ln Mg_Ti Mg—Sn Атомное содержание компонента. % Li 0 0,49 2,55 4,42 Al 0,29 0,80 1,31 2,18 2,41 Ag 0,11 0,22 0,33 r 0,528 0,998 Cd V 0,55 1,92 3,92 8,64 12,68 In 0,446 1,46 6,76 10,57 Tl 1,32 2,94 4,84 Sn 0,047 0,29 1,08 T. °K 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 fl, 10-'" m'Ik —0,842 —0,683 —0,173 +0,113 —0,787 —0,707 —0,653 —0,667 —0,669 —0,801 —0,770 —0,734 -0,676 —0,606 —0,708 —0,487 —0,290 +0,072 +0,319 —0,731 —0,619 —0,984 — 1.456 —0,362 —0,173 —0,271 —0,837 —0,749 —0,865 Лите- Литература [46] [46] [46] [461 [46 [46 [46 [46 [46 [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [46] [461 [46] [46] [461 [46] [46] [461 472
Сплав Mg—Pb Al—Си* Al-Atf- Al-Ag Al—Si* Pd—Ti Pd—Re Pd—Ag Продо лж Атомное содержание компонента, % Pb 0,24 1,32 2,01 3,93 Си 0,005 Si 0,03 Fe Ag 0 10,02 30,01 50,19 70.23 80,60 90,41 0,52 Si 1 00 Fe 0,018 Си Ti 0 4,94 Re 0,7 2,09 2,91 Ag 20 20 20 40 40 40 Т. "К 293 293 293 2933* 2934* 291,7 291,7 292,2 290,7 290,7 290,7 291,4 293 293 293 293 293 293 4,26* 776* 298«* 4 26* 77е* 302е* е н R ие табл ю-10 л»3/* —0,798 —0,732 —0,724 —0,274 —0,196 —0,350 —0,340 —0,301 —0,228 —0,045 +0,139 —0,305 —0,316 \ -1,15 —2,21 — 1,32 —1,69 —2,11 —3,52 —2,87 —2,01 —4,30 -3,77 —3,10 • 26.5 Лите- Литература [46] [46] [46] [47] [47] [48] [48] [48] [48] [48] [48] [48] [47] [49] [49] [49] [49] [49] [501 50] 50J 50] 50] 50] Сплав Cu—Pd Си—Аи Си—Zn Cu-Cds* Си—Sn Mo—Nb Продол же Атомное содержание компонента, % Pd 157* 158" 257* 44'* AuCu3'* AuCu,8* AuCu7* AuCu8* Си 0 6 67 81,3 100 Си 0 13,3 20,9 30,5 100 Си Oio* 9,88и* 39,60i2* 69,70ia* 100 12* Nb 0 0 7,9 7,9 7,9 Г, "К 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 290,0 288,7 287,4 288,1 288,4 294,7 295,7 291,7 290,7 290,2 290 4,2 290 80 4,2 н и е табл R, КГ" Mi/K —0,871 —0,270 -1,668 —3.22 —0,645 +0,326 —0,736 —0.382 +0,830 +0,496 —0,116 —0,404 —0,520 +0,530 — 1,379 —0,986 —0,683 —0,523 —0,022 —0,107 —0,209 +0,470 —0,524 +1,85 +2,61 +2,82 +3,43 +3,64 . 26.5 Лите- Литера гура [51] [51] [51] [511 152] [52] [52] [52] 153] [53] [53] [53] [531 [54] 154] [54] [54] [54] 138] [38] [38] [38] [38] |57] [57] [57] [57] [57] *-В=1,7 е6/мг. 2* В=0,307—0,829 вб/м*. 3* Медленное охлаждение. 4* резкое охлаждение. "" B—Q,i—1,7 вб/л!2. о* В=0,7—2,3 во/л2. 7* Разупорядоченный сплав. 8* Упорядоченный сшгав. е*В^0,3—0,85вб/ж2. »•• В=о,749—0,812 вб/м*. н* д=о,552—0,812 еб/м2. 12* в^о.ЗОО—0.812 вб/м*. 473
Сплав Mo—Re Pd—Та Hf—Sc Ag—Sn Продолжение табл Атомное содержание компонента, % Re 7,4 7,4 7,4 Та 3,03 4,89 6,18 Sc 0 33 45 70 Ag 5,62* 30,43s* 81,00s* 100 3* г, "к 290 80 4,2 250 250 250 250 250 250 250 1 290,2 289,0 292,2 289,2 И, \о-1ем3/к + 1,40 + 1,00 +0,82 +1,45 + 1,78 +1,83 — 0,25 —0,73 —0,90 — 1,60 +0,02 +0,278 —0,275 -0,892 . 26.5 Лите- Литература [57] [57] [57] [58] [58] [58] [58]. [58] [58] [58] [55] [55] [55] [55] Продолжение 26.5 Сплав Ag-Zn Au—Zn Au3—Мп Атомное содержание компонента, % Zn 50 (Р-фаза) 50 (у-фаза) Zn 50 э 7\°К 290 290 290 130 180 230 R, КГ1 ° ж3/к —0,06 +0,06 +0,11 +0,33 +0,26 +0,25 Лите- Литература [61] [6J] [61] [56( [56] [56] * В--0,835 еб/м*. г* В=0,600—0,835 еб/мК 3* В=0,309—0,835 еб/мК Для сплавов А1—Си, А1—Ag, Al—Si, Си—Zn, Си—Аи. Pd—Ag, Си—Cd. Си—Sn, Ag—Sn -r- содержание компонента дано в %. Таблица 26.6 Ag Al Mn Си Zn Металл (технический) (99,5%) (99,99%) (технический) т, °к 323 313 330 298,2 328.2 358,2 323 319,6 347,6 401,5 Термомагиитные В, еб/м2 0,5—1,4 2,27 — 1,13—1,14 1,13—1,14 1,13—1,14 0,5-1,1 0,8—2,1 0,8—2,1 0,8-2,1 р. коэффициенты град -ж' |Q—Я 0./С — — — — 1,446 — 1,544 — 1.674 для металлов ж2 в-сек —4,04 —0,63 — —2,698 — 2,448 —2,272 + 1,29 + 1,05 +0,97 +0,82 С 10~я '"' "" epad-сек — 4,3 +0,39 +0,15 —2.155 —2,104 —2,014 -2,40 — 1,27 — 1,38 — 1,25 Литература [29] [Л 124] [31] [31] [31] [29] [7] [7] [7J 474
Продолжение табл. 26.6 Металл Т, °К В, вб/м' Р. 10-8 град-м* S. Ю~3 Q. КГ" мг град-сек Литература Мо 333 1,7—1,* -1,72 [1] Pd 299 318 337 0,87—0,92 0,87—0,92 0,87—0,92 + 16,2 + 17,8 +20,6 — 0,487 —0,414 —0,378 +3,27 +3,26 +3,35 [28] 28] 28] Cd 337 320 1,122 + 1,1 +0,89 — 1,20 [22] [33] 298 2,5 75-104 [12] In 333 1,7—1,* +0,32 [1] Sn 330 1,4 — 0,04 [39] Та (99,8%) 83 0,54 [8] W 333 1,7—1,* 332 1,22 + 1,5 — 10 [1] [221 Ir Pt 323 0,5—1,1 +0,55 —0,05 [29] Au 323 0,5-1,1 — 0,21 298 330 0,87—0,92 0,87—0,92 —3,00 —2,63 -1,81 -1,81 [29] [28] [28] Tl Pb 333 1,7—1.* —0,37 [1] 330 I 1.4 -0,05 [39] 26.3. ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МЫШЬЯКЕ, ВИСМУТЕ, СУРЬМЕ И ИХ СПЛАВАХ Коэффициенты гальвано- и термомагнитных эффек- эффектов в As, Bi и Sb отличаются от коэффициентов других металлов относительно большими значениями и слож- сложной температурной зависимостью. В As и Bi кроме необычной температурной зависи- зависимости поперечный эффект зависит еще и от магнитной индукции. При низких температурах наблюдается ос- осцилляция эффекта Холла (эффект Де Гааза — ван Альфе- на), Периодическая зависимость коэффициента Холла от обратной магнитной индукции представлена в следую- следующем виде: где суммирование производится по носителям различно- различного типа. Здесь В — магнитная индукция; Т — абсо- абсолютная температура; R — общий коэффициент Холла; С — монотонная часть коэффициента Холла; D — амплитуда осцилляторной части коэффициента Холла; Р/Яо — период осцилляции; 0 — фаза; Ев — энергия Ферми; р = ehlm*c — эффективный магнетон Бора; /я* — соответствующая эффективная масса носителей. 475
Таблица 26.7 Коэффициенты гальвано- и термомагнитных явлений в мышьяке, висмуте и сурьме Металл As Sb (99,916%) Bi т. °к 293 291 296 325 291* 289,52* 289,5 289,5 289,5 289,5 289.5 291 291 291 291 291 325 325 вб В- — 0,4 и 0,8 0,8 1,10 1,10 0,309—0,683 0,309 0,463 0,579 0,683 0,770 0.847 0,266 0,393 0,629 0,830 1,057 1,04 1,09 «8 R. 10- к +0,0452 +0,219 +0,213 +0,232 +0,232 +0,234 +0,232 + 0,229 +0,217 —6,33 —5,80 —5,28 —4,82 — град-м5 ' ' '~ (в-ю +0,175 + 1,94 +3,66 — +35,3 +51,6 +58,3 +62,7 — м2 w* ' ie-сек) +0,415 +2,01 +2,62 — —2,05 — 1,12 — 0,55 —0,19 —4,05 к" град -сек +0,225 + 1,76 _ +1?,5 + 17,8 +23,4 +26,1 +27,5 +20 Литера- Литература [59] [60] [1]. [22] [63] [63] [63] [63] [63] [63] 163] [60] [60] [60] [60] [60] [64] [22] * Мелкокристаллическая 2* Крупнокристаллическая 0,5 1—•— / 1—-ft wo , —ш— L— A— 0,6 1,8 Z,Z 1,6 а Рис. 26.4. Зависимости коэффициента Холла R\\ моно- монокристалла Sb от магнитной нндукцин [65] (с) и от обрат- обратного значения магнитной индукции [65] (б). Трнгональ- ная ось перпендикулярна плоскости пластинки (т. е. параллельна магнитному полю). Угол между бинарной осью и осью вдоль длины пластинки (направление первичного тока) составляет 15е. 0,258 0/37 V 0,236 "s 0,235 0,Ж 0,233 Я 1 V 1 ^ / V \ r 1 ? \Jo 0,39 0,41 OfiZ -'j мг/(В-сек) 0,45 476
Таблица 26.8 Коэффициенты Холла монокристаллических образцов Bi (экстраполированный коэффициент Холла при В = 0) Рис. 26.5. Зависимость коэффициентов Холла (R± и Л, II' монокристалла висмута от обратного значения магнитной индукции при Т е= 1,4° К [71]: угол между направлением магнитного поля и тригоиаль- иой осью 25°, первичный ток параллелен бииариой оси; млгнитное поле параллельно тригональнои оси, магнитное поле перпендикулярно тригональиой оси. Т, "К 20 65 90 125 168 230 290 ИЗ 203 273 318 * Rx, 10-! ms/k —180 — 103 —80 —57 -38 —22 — 15 -59 —27,4 — 16,9 — 12,1 R2$, 10-' мук +6 +3 +2 +1 0 0 +1,7 +0,9 +0,6 +0,6 Литера- Литература [66] [66] [66] [66] [66] [66] [66] [67] [67] [68] [68] " В X. к тригоналыюй оси. В )] тригональнои оси. Таблица 26.9 Чистота кристалла Р42°К Р273ЯК 1,7-КГ8 l,7-10-s 1,7- Ю-3 >99,996% 5-Ю 99,99% Р, атм — — 6,8 6,8 6,8 114 114 114 Т, °К 14 1,4—4,2 1,38—4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 Осцилляция эффекта В, вб/ж2 1,8 0,3 1,4 0,2—0,8 0,840 0,968 1,146 0,840 0,968 1,146 Холла в Bi Монотонная часть С, • —6,5 —4 —26 — — — — — — 2* — — —9,22 — 11,00 — 13,26 —9,30 — 11,08 — 13,35 Осцилляция Период P/fc'o, м'Че6 0,4 0,15 — 0,157 — 0,159 — Фаза 0 — — — 1,47 — — Литература [69] [70] [70] [71, 72] [73] [73] [73] [73] [73] 179] * В х к тригональнои оси. г* В || трнгоиальиой оси. 477
Таблица 26.10 Коэффициенты Холла в различных сплавах Sb Добав- Добавляемый металл Ag Си РЬ Те Т1 Содер- Содержание, % 0 2,25 13,78 50,07 70,74 89,20 100 20 30 40 51,4 70 80 0 15 30 50 96 4,26 81 85,4 т. °к 288 288 286 290 289,5 289,5 289 289 288,1 289,2 294,9 291,3 296,0 291,0 291,0 293,5 293,5 293,5 293 293 293 В, вб/м* 0,464 0,464 0,464 0,464 0,464 0,464 0,464 0,3—0,85 0,3—0,85 0,3—0,85 0,3—0,85 0,3—0,85 0,3—0,85 0,305—0,847 0,305—0,847 0,305—0,847 0,305—0,847 0,305—0,847 — — ИГ1» М3/к 224 222 216 166 — 1,213 —0,864 —0,898 +67,6 +32,3 + 13,6 + 1,50 +0,111 —0,324 +213 +87,6 +33,3 + 11,2 +0,997 140 0,5 10 Лите- Литература [75] [75] [75] [75] [75] [75] [75] [74] [74] [74] [74] [74] [74] [63] [63] [63] [63] [63] [75] [76] [76] Таблица 26 12 Коэффициенты Холла в сплавах Bi с большим количеством примесей Таблица 26.11 Коэффициенты Холла в сплавах Bi с малыми добавками других элементов Добавляе- Добавляемый элемент S Zn Ga As Se Cd In Sn Sb Те I Hg Tl Pb As Те Pb—Se Атомное содержа- содержание, % 0 1 0,33 0,5 1 1 0,33 0,5 1 1 1 0,5 0,33 0,5 1 0,1 0,25 0,5 0,75 0,01 0,05 0,10 0,25 0,50 PbO,5; SeO,5 T,°K 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 НЛО'7 М3/к, при В, еб/м" 0,36 -6,8 -7,0 —6,4 — 6,8 —6,0 —5,0 -6,5 -6,9 —2,8 —7,2 —0,6 -6,7 —6,7 —6,8 -6,4 —7,3 —6,3 —5,95 —5,85 —6,25 —3,92 —2,38 -1,235 —0,59 —6,71 2,32 —4,08 — — — —5,8 — — +0,25 ' —4,83 — — — — — — —4,2 —3,37 —2,22 — 1,23 —0,63 -4,57 га о. "¦" чр [77] [77] [77] [771 77 77 77 77 77 77 77 [77 77 77 77 78 78 [78 [78 [78 [78 [78] [78] [78] [78] Сплав Bi-Cd Bi—Sn Bi—Tl Bi—Pb Примесь, I 10 40 85,1 0,2 1 4 12 32 63 30 37 44 1 2 2,7 3 4 10 20 30 40 50 Г, °K 289<Г< <296 289<T<296 289<T<296 289<T<296 285<T<288 285<T<288 285<T<288 285<T<288 285<T<288 285<T<288 293 293 293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 286<T<293 B, еб/м' 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 0,842 — 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 R.icr' m'/k —3,78 — 1,22 — 1,06 0,0009995 -0,106 +0,395 +0,287 +0,0903 +0,00470 +0,000621 160-10 1,7-Ю-3 1,1- Ю-3 —1,4 —0,222 +0,832 + 1,1 -0,267 +0,0932 +0,0577 +0,0180 —0,00103 —0,000739 Литера- Литература [79] [79] 179] [79] 801 80] 80] 80] 801 [80] [76] [76] [76] [81] [81] [81] [81] [81] [81] [81] [81] [81] [81] 26.4. ГАЛЬВАНО-И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ФЕРРОМАГНЕТИКАХ Таблица 26.13 Гальваиомагиитные коэффициенты железа и кобальта. Значения термомагиитных коэффициентов см. в сносках Металл Fe См. рис. 26.6, 26.9, 26.11 7\°К 299 313* 3232* ЗЗЗ3* 343<* 14,23 20,37 63,8 83 293 КГ8 ОМ-Л! — 11,65 13,21 12,77 13,33 1,090 1,103 1,491 1,809 11,11 в, еб/м2 0,3-1,7 2,3 2,3 2,3 2,3 0,1—2 0,1—2 0,1—2 0,1—2 0,1—2 R, КГ'° Л»/К +5,5 +6,43 + 7,27 +8,10 +8,94 +0,350 +0,345 +0,286 +0,330 +6,98 Литера- Литература [82] 183] [83] 183] [83] [84] [84] |84] [84] [84] 478
Металл Железо электро- литиче- литическое Железо Армко Со См. рис. 26.8, 26.9, 26.10 <1% примесей т. °к 79 101 145 198 254 308 388 483 587 689 792 843 2865* 83 2966* 373 457 573 789 933 1113 1233 1303 1373 3007* 4008* 500"* 6001°* 70011* 80012* 29213* 29814* 32Ц5* 287* Продолжение табл. р- 10-" он-м 1,07 2,03 3,08 6,01 8,74 11,9 17,0 23.7 32,7 43,7 57,7 65,7 — — — — — — — — — — _ — — — — — _ — — — В, еб/м* 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1-2,7 0,1-2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1-2,7 0,1—2,7 0,1-2,7 0,1—2,7 0,2—3 0,1—1.6 0,4—2,1 0,1—1,6 0,1—1,5 0,1 — 1,5 0,1—1,5 0,1—1,5 0,1-1,5 0,2—1 0,86 0.86 0,2—1,3 0,2—1,3 0,2—1,3 0,2—1,3 0,2—1,3 0,2—1,3 0,9—0,95 0,9—0,95 0,9—0,95 0,2—3 Я,, ю-1" мЧк +0,130 +0,347 +0,860 +2,04 +4,07 + 7.36 + 14,8 + 28,0 +49,5 +84,2 + 133 + 162 +6.31 + 1,51 +5,88 +8.65 + 13,6 +21,2 +48,3 +89,4 + 158 +200 + 170 +60 +5,88 + 10,0 + 16,0 +24,6 +35.0 +46,8 + 3,55 +3,72 +4,44 +0,19 26.13 Лите- Литература [85] [85] [85] [85] [85] [85] |85] [85] 185] 185] |85] 185] 186] [87] [87] [87] [87] |87] [87] [87] |87] |87] [87] 187] 188] |88] [88] [88] 188] |88| 189) [89] |89) [90] Таблица 26.14 Гальваиомагнитиые коэффициенты никеля. Значения термодинамических коэффициентов см. в сносках •Р1=_2О,3-1О-8 град-мЧ(в-к); S1=3,28-10-3 иЧ(в-сек); <3,=—20,4-10-» м'/(град-сек); [83]. 2*Pi=—20,8-10-8гроб-л13/(в-к); S,=3.39-КГ3 мЧ(е-сек); <3,=—20,6-10-8 мЧ (град-се к); [83]. 3* Pt=—21,410-» град-мЧ(в-к); S, = 3,50- 10"s мЧ(е 0,=—20.8-10-8 м2/ (град-сек); [83]. 4* Р=—22-10-" град-мЧ(в-к); S,=3,61- Qi=—21-10- *мЧ (град-сек) [83]. 6*«с=0.247-10"» «3/к [86]. "* «„=0,4-10-" «3/к [87], i?0=—1,33- » Q1=i8-10-8 мЧ (град-сек) '"" »• Q,=27-10-8 м'1(град-сек) ¦•* <31=40-1О-в мЧ (град-сек) °* <?,^57-10-8 «2/ (граб-сек) »• Q1=78-10-8 «"/ {град-сек) "" Q, = 100-10"e мг1(град-сек) Р1=81-10-8 град-мЧ(в-к) [89]. Pi=87-10-8 град-м3/ (вк), S,=3,77-10-3 Q,=19-10-8 «2/ (граб-гек) [89]. ¦•» р1=ю9-10-8 град-м3/ (в-к), S,=4,32-10-3 кЧ (е-сек) <2,=22-1О-8 л2/ (град-сек) [89]. сек); 1=3,61-10-3 Л12/(в-гек): 88] 9] • 10-10 мЧк [90]. Металл Ni (техни- (технически чистый) См. рис. 26.7, 26.9, 26.12 Ni (электро- литиче- литический) Ni (техниче- (технически чис- чистый) Примеси: Со 0,23% Си 0,12% Ni (9э!99%)** Р4,2°К Р293°К ~~ =10,3 -Ю-3 г,°к 313* 3232* ЗЗЗ3* 343"* 14,20 20,37 63,3 83,0 293 81 101 157 207 249 307 408 484 536 569 612 282 293 293 4 о, 10-" ом-м 12,15 12,63 13,04 13,46 0,391 0,407 0,821 1,125 7,74 4,15 4,69 6,30 7,88 9,39 11,9 17,4 22,5 26,4 29,2 32,9 . 7 — В, вб/ж" 0,667 0,667 0,667 0,667 0,1—2 0,1—2 0,1—2 0,1—2 0,1—2 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1—2,7 0,1-2,7 0,2—3 0,6 2,2 — «о. Ю-1" мЧк — — — — —0,306 —0,301 —0,327 —0,35 —0,55 — — — — — — —0,56 0,64 —0,21 «„ ю-1» лг>/к —15,3 —16,0 — 16,6 —17,2 —0,568 —0,554 —0,615 —0.845 —7,33 —3,54 —4,06 -5,71 —7,50 —9.49 — 13,2 —22,4 —31,9 —38,7 —41,8 —37,3 —5.21 —7,3 —6,92 —0,17 Литера тура [83] [83] 183] [831 [84] [84] [84] [84] [841 [85] [85] |85] [85] [85] [85] [85] [85] [85] [85] [85] |90) 191] [921 [92] (е-сек). • р,=67-1(Г8 град-мЧ(в-к), S,= —6.87.КГ3 м'Не-ссх), Q,=59,3-10-8 мЧ(град-сек) 183]. 2* Р,=107-Ю-» град-м'Не-к), 6,=—6,65-10-3 мЧ(е-сек), <3,=66,2-10-8 мЧ(град-сек) [83]. а» р1= 127-10-» град-мЧ(е-к), S,=—6,47.10-" мЧ(в-сек), Р,=73,1-10-8 л2 (град-сек) [83]. 4* Pi = 148-lor-e град мЧ(е-к), S=-S,28-l0r3M4 (е-сек), <3,=80-10-в мЧ (град-сек) [83]. 5* Р1=55-КГ' град-м"/ (е-к), S,=—4,9-Ю-3 мЧ (е-сек), 0,=48,2-10-8л12/(граб-гек) 191]. 479
350 ZOO 400 Рис. 26.6. Зависимость аномального коэффициента Холла Ri железа от температуры. -60 Рис. 26.8. Зависимость аномального коэффи- коэффициента Холла никеля от температуры. +Z00 +20Й Рис. 26.7. Зависимость аномального коэффициента Холла и аномального коэффициента Эттингсгау- зена кобальта от температуры. 300 100 100 о о-[ад о \60\ о-т v -Щ / к L zoo 400 Т°К Рис. 26.9. Зависимость аномального коэффициента Этти нгсгаузена нике- никеля от температуры. 480
30 го // 1 1/ У -2 -10 if ч PI 1 1 1 1 1 о 100 zoo 300 Рис. 26.11. Зависимость обыкновенного коэффициента Холла для усов железа от тем- температуры [98]. Обозначения те же, что на рис. 26.10. 0 100 100 300 Г°К Рис. 26.10. Зависимость ферромагнитного коэффициента Холла для усов железа от температуры [98]. (Штрих-пунктирная ли- линия — данные [97] для поликристалличес- поликристаллического железа). Образец § V Ось усов же- железа и направ- направление первич- первичного тока ЛЛЛЛЛ 888=5 vvvvv Направле- Направление магнитного поля <И0> <по> <010> <ош> <010> Направле- Направление 9. Д. С. Холла ЛЛЛЛЛ vvvvv т __ f298°K Р4,2°К 196 213 213 452 180 50 - 0 L Рис. 26.12. Зависимость ферромагнит- ферромагнитных коэффициентов Холла (/) и Нерн- ста —Эттингсгаузена B) и удельного со- сопротивления C) для кобальта от тем- температуры [99]. 481
Гальваиомагиитные коэффициенты для сплавов Fe Значения термомагнитных коэффициентов см. в сносках Та б л иц а 26.15 Сплав Fe-Co* Атомное содержание Со, % 33 Fe—Ni Массовое содержание Ni, %: О2* 1,073* 7,054* 13, И5* 566* Атомное содержание Ni, % 33 84 Массовое содержание Ni, % Л 45 71,8 Атомное содержание Ni, % 20 20 20 15 15 15 10 10 10 5 5 5 Fe—Ni Fe-C Массовое содержание С, % 1,18 Fe-Si Массовое содержание Si, % 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 3,80 т,°к 297 293 293 293 293 293 20 290 301 289 100 200 300 100 200 300 100 200 300 100 200 300 293 323" 293 291 3148* 402 508 580 292 р,10-« оы-м — 12,0 14,5 25,2 33,1 29 4,6 14,4 — — 17 22,5 30 17,5 23 30 15 21 27,5 11 15 22 < — 22,67 — — _ — В, вб/.и2 1.7—1,8 0,3—2,25 0,3—2,25 0,3—2,25 0,3—2,25 0.3—2.25 0,6—1,4 0.6—1.4 0,25—3 0.25-3 до 3,3 » 3,3 » 3,3 3,3 » 3,3 » 3,3 » 3,3 » 3.3 » 3,3 » 3,3 » 3,3 » 3,3 2м. рис. 26.1' 0,5-1,1 — 0,5-3 0,71 0,1—2,2 0,71 0,71 0,71 0,6 Я„,|0-"> м"/к — —- -2,35 —1,7 — 1,87 — 1,88 — 1,8 -1,58 — 1,4 — 1,2 -1,35 — 1,18 —0,2 —0,6 -0,3 +0,15 —0,10 0,00 „„Tft J — +5,39 — _ — — — «t.10-1» hVk +1,33 + 11,2 + 16,9 +42,5 +61,5 +46,9 — 1,95 —0,75 +87,5 +3,39 17 26 42 20 29 44 17 27 39 9 17 28 + 13,36 — + 18,2 + 11,5 +23,4 +44,3 +62,3 + 152 Литература 1100] [102] [102] [102] [102] [102] |96] [96] [103] [ЮЗ] [104] [104] [104] [1041 104] 104] 104 104 104 104 104 [104] [105] [106] [106] [107] 94] 94] 94] 94] 94] 94 1 Q1=25.10-e мг/(гроб-сек) [100]. Q,=—9,75-10-» м*Цград-сек) [102]. Q,=—4,21-10-" м2/(град-сек) [102]. Q,=3,06 мгПград-сек) [102]. (?1=49,5-10-11 м"Цград-сек) [102]. Qi=l.33-10-" м'Пград-сек) [102]. Sn=6,87-10-» «'/(в-ак), Q,——16.6-10-» м'/{грао-сек); Р,=—67-КГ8 град-м'/{е-к) 1106]. Q,=—0,8-10-» м"/(град-сек) [94]. 482
Продолжение табл. 26.15 Сплав 3,80 3,80 3,80 3,80 Массовое содержание Si, % 0 1,3 3,01 3,91 5,09 Fe—Si Fe—Си Массовое содержание Си, % 0 0,804 2,0 4,0 7,05 Fe~Cr Атомное содержание Сг, % 94,4 94,4 90 90 85 85 70 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 2,3 2,3 2,3 2,3 ч 2,3 4i 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 311* 403 517 583 298 300 299 298 300 р, 10~8 ом-м — — 11,0 32,5 46,6 63,7 76,5 В, вб/м2 0,1—2,2 0,6 0,6 0,6 — — — — Ro, 10-'» М3/к — — — — — — — Rt, 10-" м3/к + 175 +208 +226 4 6.53 +49,7 +95,5 + 161 + 191 См. рис. 26.15 293 293 293 293 293 77 293 77 293 77 293 293 309 231 112 20 4,2 316 231 112 20 4,2 313 331 1.2 20 4,2 12,0 13,6 13,4 12,7 15,8 — — — — — — — 14,4 10,6 4,8 2,0 2,0 21,1 15,8 8,3 4,5 — 30,4 2,35 13,8 — 9,1 0,3—2,25 0,3-2,25 0,3—2,25 0,3—2,25 0,3—2,25 — — — — — — — 2,109 2,119 2,132 2,137 2,137 2,064 2,078 2,095 2,101 2,101 1,938 2,00 2,03 2,03 2,03 .— — — — — — — —. — 0,414 0,924 0,789 1,83 1,71 0,599 0,402 1,18 2,26 1,75 0,626 0,814 1,55 2,87 2,23 + 11,2 + 12,2 + 19,0 + 16,3 + 15,2 10,8 2,5 4,6 2,6 11,6 1,9 3,8 11,6 5,6 0,542 2,31 2,63 22,2 12,3 2,78 6,57 7,88 42,8 22,3 6,19 10,6 11,9 Литература [94] [94] [94] [94] [108] [108] [108] [108] [108| [109] 102] 102] 102] 102] 102) [ПО] [ПО] [ПО] [ПО] [ПО] [ПО] [ПО] [111] [111] [111] [111] [111] [ПИ 111] 111] 111] 111] 111 111] 111] 111 [lllj : 0,=6,4-1СГ8 ек) [94]. 483
Сплив Fe—Cr Атомное содержание Cr, % 12,7 12,7 12,7 12,7 12,7 25,1 25,1 25,1 25,1 25,1 FeCr FeCd FeMo Fe.,Pt FeMn FeV 7\°к 308 231 112 20 4,2 307 231 112 20 4,2 p, !(rs om-m 42,3 33,0 19,1 13,7 13,7 47,4 36,7 20,4 13,5 13,4 Cm. Cm. Cm. Cm. Cm. Cm. b. рис. рис. рис. рис. рис. рис. вб/.ч 1,74 1,75 1,78 1,79 ,79 1,42 1,45 1,48 ,49 .49 26. 26 26. 26. 26. 26. 16 17 18 19 20 21 Продол Ro, 1<Г10 м'/к 0,671 0,887 1,64 4,48 4,08 0,614 0,808 1,38 1,87 2,53 жени , !О-10 64,2 39,6 11,8 7,08 7,90 73,3 45,4 14,6 ¦ 6,61 5,05 е табл. 26.15 Литература [in] [Ш] [in] tin] [nil [in] [in] [in] [in] [mi [122J [122| [123] [124] [129] [129] о А д 1 \ Ч i i • 25 35 45 Атомное содержание 55 65 С 1Ёггз -zoo -wo о 100 Рис. 26.13. Зависимость ферромагнитного коэффициен- коэффициента Холла от температуры для железо-кобальтовых спла- сплавов [101]. Таблица 26.16 Коэффициенты Холла яля сплавов кобальта с никелем [115] Рис. 26.14. Зависимость ферромагнитного коэф- коэффициента Холла сплава Fe — Ni от концентра- концентрации Ni [105] (А ,®,О—данные разных авторов). 30 Массовое содеожаике Ni. % 0 15 30 45 62 78 89 100 7",°К 287 286 285 285 282 284 281 282 В, вб/лгг 0,2—3 0,2—3 0,2—3 0,2—3 0,2—3 0,2—3 0,2—3 0,2—3 _ — — — — ,33 ,64 ,96 ,95 ,99 ,56 ,13 —0,56 Ri,\0-">ms/k +0,19 + 1,48 +2,16 ^2,73 + 1,99 —0,16 —8,25 —5,21 5,1% У Sif" f 3%Si / ?t2%SL 7 w О 200 400 Г/С Рис. 26.15. Зависимость ферромаг- ферромагнитного коэффициента Холла от температуры для сплавов Fe — Si различного состава [109]. 484
о 14 11 10 8 Б 4 2 "Л z_ А 5°/оЫ /t /) /J / /л /1) / э 1СШ Ч 0 100 400 Т}°С Рис. 26.16. Зависимость ферромагнит- Рис. 26.17. Зависимость ферромагнитного ного коэффициента Холла от темпе- коэффициента Холла от температуры ратуры для сплавов Fe — Сг различ- для сплавов Fe — Cd различного со- иого состава [112]. става [112]. 16 П 11 10 / / / и7 X ¦ / 1 // 1 / / w Содержание Ш, % Рис. 26.18. Зависимость ферромагнит- ферромагнитного коэффициента Холла для спла- сплава Fe — Mo от концентрации Мо[113]: после закалки: Л — 7" = 18°С; О—Т = = —195°С; после отжига: а — Т = 18° С; X — Т = -195°С. О го 15 ю 5 150 т,°с / / / А 10% tin / 5% tin / УЗ%Мп <1%Мп о гоо 400 т,°с Рис. 26.19. Зависимость ферромагнитного коэф- фициеита Холла для сплава FeePt от темпера- туры J114]: / — для закаленного состояния; 2 — для отожженного со- стояния. Рис. 26.20. Зависимость ферро- магнитного коэффициента Холла для сплавов Fe — Мп различного состава от температуры [109]. о 200 Рис. 26.21. Зависимость ферромаг- нитного коэффициента Холла для сплавов Fe — V различного соста- ва от температуры [102]. 485
Таблица 26.17 Гальваномагнитиые коэффициенты для сплавов Значения термомагнитных коэффициентов см. i Сплав Ni-Al Атомное содержание А1, % 8 8 8 №—V Атомное содержание V, % 7 7 Ni—Сг нихром Массовое содержание, % 9,6 Сг+0,2 Mn+0,3Si 20,7% Cr+0,6% Mn+0,3%Si 29,2%Сг+0,9% Мп+0,6% Si Ni—Мо ^ Атомное содержание Мо, % 3 3 3 Ni—Мо Ni—W Атомное содержание W, % 1,6 1,6 „ 1,6 Ni—Мп Атомное содержание Мп, % 2,5 Ni—Pd Атомное содержание Pd,% 93 93 93 98,5 98,5 98,5 Ni—Си3* Массовое содержание Си, % О4* т ск 20 77 290 20 77 290 290 393* 293 293 293 20 77 290 р, 10~fi ом-и 12,4 13,1 24,8 33,3 34,1 ' 43,9 — 67,0 104 108, 5 20,9 21,9 30.7 В, еб/мг 1,4 1,4 0,1 — 1,1 + 1,7 1,7 1,7 1,4 1,4 1,4 с никелем сносках — 1,8 — 1,8 -1,0 — 1,6 — 1,95 —4,8 + 5 44 — — 1,15 —1,05 —1.5 — 38 —44 86 —239 -257 —226 + 199 +220 -1,632* —0,402 —0,082 -84 —85 — 108 См. рис. 26.22 20 77 290 309 293 369 466 291 370 464 293 293 11,0 11,9 19,6 71,9 — — 1,4 М 3 — 0,1—2,2 0,1-2,2 -0,7 -1,05 —1,1 +0,64 — -0,65 —1,05 —21 —22 —40,7 +34 —5,66 —2,48 —2,21 —2,43 —2,00 —1,65 -7,65 —29,8 Литература [96] [96] 196] [96] [96] [96] [94] [94] [116] [П61 [П6] 196] [9б| [143] [96] [96] [96] [117] 1П8] [118] [П8] [118] [П8] [102] [102] • Q,=88.1(rs м21(град-сек) при Г=478° К [94]. 2* В работе [116] из измерений гальваномагнитиых эффектов определен коэффициент R=Ed/lH. 3* Значения R и Q для Ni—Си см. в работах [118, 121]. Значения Q,, 1СГ8 м2Цград-сек) [102]: <* 34,8; "* 118. 486
a си ggggg to to to О О CJ) C4 C4 C4 C4 C4 CO <2 о — t- о) со I I I I О О 00 1 I I CO ^ О СЧЮ СЧ СЧ ^ I I I CO CO CO . MM I I I I I 04 ^ oo f» t-- an — c<> со I CO CO CO ¦* LO Ю 00О5 О I II II "" 00 О LO — f- — <N <N CO ^ .... I — — t-- oo to mil 1Я I I I LO CO CO 04 C4* — 8r^ mo oo r~ oo C4 tO Г*- О LC C4 — tO LO LO tO'.Da>oot--OLOco aooo^^^'toc^ о о- ю 1 OO 00 О СО М I I II II I I ;_-_¦ " I Г I I II CS CS CS О) CS CS O) CS O) C-l lOlOlOLOiOlOlOlO $ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ V/ о о о о о COCO LO oo a> oo" coco с N ШС1 " (MCO-^-tO C0 0jt^^ dnom ' an C4C4 C4 CO CO CO CO CO СГ C^ O C C Of- О C4 Г~О5 C4 Г^ — — C4 C4 C4 CO CO tOCOtOOOTtOj — C4C4C<!COCOCOCO Г- С4О5 — 00 C4 n-iomoio — — C4C4CO — OlO LOO ^" 00 f~- C4 LO I CO ^ COC4 II I I Mill О О О О О О О О с ^ ^ ^ ч ^ V ^Г ¦* ^ о lo ю о ю — — CS CO CO я о •z. CN CO 00 t^- g to cs о oo g — an oo P 3 с I —i C4 s" i i i i i -* I OS* 1 I I o"o"o о I I 00CT1 С ОП С4 t C4 CO С CQ ra О "Z Cul 1 O. 1 I 3CCO! 29, b 2 o s <u 5s о ..00 Г-5 i? ^ 2 ^
Сплав 40 37,77 20 9,21 4 4,88 4,11 константан константан 59,62% Си 1,39% Мп 0,65% Fe нейзильбер 50% Си 30% Zn нейзильбер 87,35% Си 2,89% А1 0,50% Fe манганин манганин 80,88% Си 12,72% Мп 1,27% Fe манганин 85,40% Си 10,03% Мп 0,42% Fe Си—Ni Ni—Co Ni с малыми добавками Ni—Si Атомное содержание Si, % 3 3 3 т,°к 369 400* 410 4402* 293 80 293 293 80 293 423 633 1083 80 293 80 293 р, 10"~в ом-м — — — В, вб/м" 0,04—1,1 0,04—1,1 0,53 0,106 1,1 0,4—1,6 0,4—1,6 0,4—1,6 0,4—1,6 0,41 0,494 0,492 — 1,6 — 1,6 1,6 1,6 Продолжение —2,5 — — — — — — —¦ Л1,10-и1«»/к —10 —2,383* —0,903* —0,913* — 1,163* —0.533* —0 123* —0,323* —0,5693* —0.4553* —0.4603* —0,323* —0,523* —0.333* —0,553* См. рис. 26.23, 26.25 См. рис. 26.24, 26.28 См. рис. 26.27 20 77 290 9,5 10,1 18,0 1,4 1,4 1,4 -0,7 ¦ -1,о — 1,1 — 19 —20 —40 табл. 26.17 Литература [94] [94] [94] [94] [60] [122] [1221 [1231 [122] [122] [124] [124] [124] [122] [1241 [122] [122] [125, 1261 [125, 128] [127] 196] [96] [961 Значения Qo, Q,, 10-» м"/(град-сек) [94]: • Qo=20, Q,=65; 2* Q=S,7. 8* В работах [12!]—[124] из измерений гальвано- и термомагнитиых эффектов определены коэффициенты R=Ed/lH и Q=Ed/ATH. 488
Продолжение тгбл. 26.17 Сплав Ni—Sn Атомное содержание Sn,% 3 3 3 Ni—Cu—Fe Атомное содержание, % 97Ni+2Cu + lFe 93Ni+4,5 Cu+2,5Fe 86№+9,3Cu+4,7Fe 70Ni+20Cu+10Fe Ni3(MnFe) Ni3Mn 75,2Ni+20Mn+4,8Fe 75Ni + 16Mn+9Fe 73,3Ni + 12,4Mn+13,3Fe 74,6Ni+9,4Mn + 16Fe 74,5Ni+6,3Mn+19,2Fe Ni3Fe 75Ni+21Mn+4Co 75,4№ + 16Mn+8,6Co 70Ni + 17,5Mn+12,5Co 37,5Ni+5,7Cr+56,8Fe (инварный сплав) т,°к 20 77 290 300 27 20 300 77 20 300 77 20 300 77 30 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 4,2 p, Ш*~8 om-m 10,8 11,4 17,2 10,6 3,62 2,96 15,3 6,99 5,79 23,4 13,6 12,8 32,8 18,0 16,7 — — — - — — — — В, вб/мг 1,4 1,4 1,4 4,79 5,18 5,21 4,84 5,23 5.26 4,49 5,00 5,06 4,77 5,15 5,19 — — \ - — — — — — Ro, К)-10 М3/к —0,85 —0,9 —2,0 —0,753 —0,853 —0,978 —1,05 —1,40 -1,53 —1 ,42 —2,19 —2,28 —1,82 —2,53 —2,72 +0,09 —0,41 —1,21 —1,65 —1,88 —2,03 —2,13 —1,76 —1,36 —1,99 — 19 — 19 —36 —12,0 —1,67 —1,19 — 15,0 —38,9 —2,78 —20,5 —6,36 —5.49 +5,06 +3,02 +2,94 0 12,69 25,58 27,15 22,53 14,52 4,43 27,8 7,69 13,93 24 Литература [96] [96] [96| [129| [129] [129] [129] [129] [129] [129] [129] [129] [129] [129] [129] [130] [130] [130] [130] [130] [130] [130] [130] [130] [130] [131] 489
^ 4 — [ )——¦'-— У 2-4 6 Атомное содержание Мо, % О 200 О -200 1-400 -600 -800 1 ( 4 • -293° К о- 77°К о- nw к \ l W \ * - Fe Co N1 Си Атомное содержание компонент сплабо8 Рис. 26.24. Аномальные коэффициенты Холла для сплавов Fe — Со, Со — Ni, Ni — Си при тем- температуре 20° С [125]. Рис. 26.22. Зависимость коэффициентов Холла /?о и Rp от содержания Мо в сплавах с Ni в парамагнитной области температур A43!. Fe Co Ni Си Атомное содержание компонент сплабоб Рис. 26.23. Обыкновенные коэффициенты Холла для сплавов Fe — Со, Со — Ni, Ni — Си при тем- температуре 20° С [125]. Рис. 26.25. Зависимость обыкновенного коэф- коэффициента Холла для сплавов Си — Ni с боль- большим содержанием никеля от температуры [126]. Числа у кривых означают атомное содер- содержание Ni, %. 490
о-Nil! а- 0,10% Со -0,51% Со -1П1%Со о ¦ 5 Рис. 26.1:6. Зависимость от температуры обыкновенного коэффициента Холла для сплавов Ni с малыми добавками Со (а) и с малыми добавками Си (б) [127]. т 5 о-Nil ь-0,07 "/о Fe v-0,35°/eFe о-NIK a-0,10%Co v-0.51%Co -1,01%Ce 100 ZOO Рис. 26.27. Зависимость ферромагнитного коэфф ента Холла для сплавов Ni с малыми добав» Fe от температуры [127]. ици- добавками Рис. 26.28. Зависимость ферромагнитного коэффи- коэффициента Холла для сплавов Ni с малыми добавками Со от температуры [127]. 491
v- t-0.Z8%Cu •-037%CU *-/30%Cu Рис. 26.29. Зависимость ферромагнитного коэффициен- коэффициента Холла для сплавов Ni с малыми добавками Си 127]. 300 Т°К Таблица 26.18 Гальваномагнитные коэффициенты редкоземельных ферромагнетиков и их сплавов Значения термомагнитных элементов см. в сносках Металл Gd* / Р293°К \ ^ Р4,2°К J В=0-г-3,2 еб/ж2 ? ( РйВ-К .Л \ • / Монокристалл 194,5 182 168 146 119,5 105,3 86 77 56,5 ¦ 40,5 32 20 >290 >290 >290 р, 10~8 ом-м 117 97 90 83 71 56 48 38 32 19,5 10 6 2,5 ¦— Ro, 10-10 м3/к . — — — — — — — — .—. — —3,0 2,0 Rt, Ю" м'/к 99A0 —2400 —2100 — 1800 — 1330 —885 —692 —410 —282 — 128 —51 —10,3 —3,9 —2700 —3840 Rb = _ 4570 Rc = _ 25702* Литература ПЧ91 HJZJ [132] [132 [132 [132 [132 [132 [132 [132 [132 [132 [132 [132] [132] [133] [134] * Р — 11,6-10" град-мв/(в-к) (поликрист. Gd), P = 70-10-* град-м*Цв-к) (монокрист. Gd) [12]. г* R. — вдоль оси Ь, R— вдоль оси с. 492
Продолжение табл. 26.18 Металл Пленка Монокристалл / Р293"К Л \ / ТЬ* / Р293°К \ I — оо 1 \ Р4,2°К / В = О-Ь3,2 вб/ж2 t Монокристалл2* н||<юГо> Н || оси с (см. рис. 26.32) f*4,2cK Монокристалл ' Н || < 0001 >• Н||<1210> Dy4* Монокристалл = 10 Р4,2°К Н || < ЮГО > т. °к 300 195 180 1 7А I/U 160 146 130 115 108 100 90 80 60 50 39 29,5 20 >230 >230 - 140 205 < 90 30 >230 >230 >230 150 >178 1 > I/O \ 1 р, 10-" ом-м — 1См. рис 87 79 /4 69 62 54 46 43 39 35 30 20 15 11 8 5 — — — — — — — «о, 10-" М3/к —8,0 Д„ К)-1" м'/к — 1700 . 26.30, 26.31 — — — — — — — — — — — — — — —4,48 —1,0 +8,8 — 1,0 — —3,6 —4,2 — 1,1 +3 -1,1 —5,7 + 17,о +41,7 +61,1 +64,8 +62,5 +46,5 +39,1 +30,7 +25,6 +15,3 +4,47 — 1,20 —6,33 —7,84 — 10,5 —47,50 -40,5 +22,4 — — 0 —77,0 —52 —40 +12 —32,6 —25,5 Литература [1351 И*! [132| [132] [132 [132 [132 [132 [132] [132] [132] [132] [132] [132] [132] [132] [132] [1321 [138р* [138] [138] [138] [138] [138] [139]5* [139] [139] [140]6* [140] •Р = 29,3-10-4 град-м'/(в-к) (поликрист. ТЬ) [12]. 20 В = 04 3,2 вб/м2. 8* в= 04-3,4 вб/м2. 4*р= 30,4-Ю-4 град-м3Ц.в-к) (поликрист. Dy) [12]. ь* В работах [138—140] R определялось из выражения: е ¦ + [сравн. с B6.2), с. 458]. 493
Металл Монокристалл Р293°К , ^ = 16 Р4,2°К Н || <i 1120^> И || < 0001 > (см. рис. 26.33) Но Поликристалл Р4,2°К Gd-Y Атомное содержание Gd, % 100 100 100 100 100 100 100 84 84 84 84 84 84 84 72 72 72 72 72 72 55 55 55 55 55 46 т. °К > 178 >225 > 160 240 200 150 100 50 20 >350 240 200 150 100 50 20 >350 200 150 100 50 20 >300 150 100 50 20 >250 >200 р, 1O"S ом-м — 79 66 48 31 11 3 98 85 66 47 37 19 99 81 61 38 28 88 71 51 43 — Продолжение таб/ Д„, 1С-10 мЧк —0,3 —3,7 —2,2 — — — — — — — — — — — — — — — — — R,, 1O-" М3/к — 18 —23 —2,8 —2400 — 1670 —950 —410 -75 —8 —2270 —2780 — 1960 — 1170 -650 —240 -65 —219 -2160 — 1220 —570 — 182 -50 — 2130 —2140 — 1300 —570 —300 — 1900 — 1700 . 26.18 Литература [141]* [141] [142]* [144 [144 [144 [144 [144 [144 [144] 144] 144] 144] 144] 144] 144 [144 [144] [144 [144 [144 A44 [144] 144 144 144 144 144 [144 1 1 * См. сноску Е* иа с. 493. 494
* 3 Г ' 1 / Г хх •/ cf X \ X X so 160 240 T,°K Рис. 26.30. Зависимость ферромагнитного коэф- коэффициента Холла для монокристаллов гадолиния от температуры [136]: С7 — Н |! а: О — Н И Ь: О — Н || с; V — Н [| а; X — данные П34]. I 6' 5 4 1 0 I I ^~~~ -a I 9 I J / f I /60 240 Т°К Рис. 26.31. Зависимость обыкновенного коэф- коэффициента Холла для монокристаллов гадолиния от температуры [136]: V — Н || а: а — Н || Ь. о — Н s с; V — Н II а. 320 Т,°К Рис. 26.32. Зависимость обыкновенного и фер- ферромагнитного коэффициентов Холла монокри- монокристаллических образцов тербия от темпера- температуры Н || < 1010) [138]. Z4 16 8 0 a -i6 A / S \ V a>o-c —0 -o О 40 80 120 160 200 240 280 Т,°К Рис. 26.33. Зависимость ферромагнитного коэф- коэффициента Холла монокристалла диспрозия от температуры Н||<1120> [141]. Таблица 26.19 Гальваномагиитиые коэффициенты ферромагнитных сплавов из неферромагнитных компонентов Сплав 14,6% Al + + 26,5% Mn + + 58,9 o/oCu (сплав Гейслера)* MnSb2* MnAu, Mn5Ge.,. (ферромагнетикI** CrTe Cr—V ат. % V 5 10 a: t," 83 291 331 177 235 293 353 412 470 530 590 295 295 450 328 93 152 273 293 77 293 77 i 8-01 — — 35 55 72 90 112 132 170 — — — — — — — — — T о с? — — — +8 — — — 2,19 — 1 2 — — — — — — * L с? + 8,8 +24,4 +29,0 530 940 1200 1560 2410 3 560 6 660 10 500 —242 — 100 — —11 800 — 7 000 — 8 500 —31 500 2,1 5,2 2,7 3,5 ура 1 s [145] [145] [145| [146], [146] [146] [146] [146} [146] [146) [14б| [149| [150] [150] [1511 [1471 [147] U47J [148] [148] [148] [148] • В = 0,44 вб/л2; С,=1()-« M^IUpa = 10,4B98°К), 0, =7,1 C55°К) [641. «¦ В = 0—2,0 еб/я2. "• В = 0—1,6 вб/м3. :); 0, = 12,0 B53°K), <?,= 495
26.5. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ В таблицах этого раздела приняты обозначения: u — сопротивление при напряженности поля Н и тем- температуре Т: T — сопротивление при Н — 0 и при температуре Т; V K0 273,2 I ^0 290 » = RHT — R0T . Г290 ~~ ^07 Для ферромагнетиков вместо Rot берется Rbt, где В — магнитная индукция внутри металла. Для монокристаллов: а) для кубического кристалла: ф — угол между главной осью и направлением тока; W — угол между главной осью и направлением магнитного поля; б) для тетрагональных, гексагональных и ромбоэдричес- ромбоэдрических систем: Ф — угол между осью с и направлением тока; <р — угол между осью а и направлением тока; ЧГ — угол между осью с и направлением магнитного по- поля; W — угол между осью а и направлением магнитного поля. Таблица 26.20 Изменение сопротивления чистых металлов в магнитном поле (магнитное поле перпендикулярно к направлению электрического тока через образец, так называемый поперечный четный гальваномагнитный эффект) Металл Li Be Состояние Поликристалл @,1 % при- примесей) Поликристалл ч Монокристалл т, °К 78 20,4 291 78 90,3 90,3 90,3 а> Г273,2 б) rsQo б) 0,137 а) 0,0243 б) I б) 0,33 а) 0,02775 а) 0,02775 а) 0,02775 Угол, град — — — Ф = 90 W= 0 Ф = 90 W = 30 Ф = 90 9= 2 4J- = 90 Н, кэ 100 200 300 30,4 300 300 3,4 10,1 11,7 3,4 10,1 11,7 3,4 10,1 11,7 0,024 0,082 0,152 0,11 0,66 2,28 0,428 2,180 2,720 0,461 2,67 3,422 0,2835 1,516 1,935 Литера- Литература [152] [152] [152] [153] [152] [152] [154] [154] [154] [154] [154] [154] [154] [154] [154] Na Mg Поликристалл 80 20,4 291 195 78 б) 0,2 а) 0,00675 б) 1 б) 0,68 б) 0,17 — — — — — 300 9,36 35,1 100 200 300 100 200 300 100 200 300 0,07 0,0745 0,503 0,022 0,082 0,167 0,048 0,173 0,317 0,54 1,65 2,82 [152] [153] [153] [152] [152] [152] [152] [152] [1521 [152] [152] |152] 496
Продолжение табл. 26.20 Металл А1 К Ti V Сг Fe Со Ni Си Состояние Поликристалл » Монокристалл Поликристалл » » Поликристалл электро- электролитический @,001% примесей) Поликристалл A,6% примесей) Поликристалл » Монокристалл Т, °К 77,2 20,4 14,2 20,4 20,4 14,2 291 80. 291 78 80 290 290 573 291 80 78 78 20,4 20,4 а> Г273,2 б> г290 а) 0,161 а) 0,067 а) 0,066 а) 0,0247 а) 0,1423 а) 0,1394 б) 1 б) 0,225 б) 1 б) 0,083 — — — — — б) 0,141 б) 0,148 б) 0,020 а) 0,00092 Угол, град — — — — — — — — — — — — — Ф = 22 Ф = 69 \jj* = о Н, кэ 5,2 23,5 4,1 23,5 5,2 23,5 15,45 35,1 23,6 23,6 300 300 300 300 300 30 6,0 10,0 18,0 2 5 10 300 300 100 200 300 23,6 23,6 2,28 4,49 10,88 AR/ROT 0,0008 0,0110 0,0033 0,0640 0,0056 0,0678 0,0184 0,0502 0,002 0,002 <0,01 -0,04 0,3 4,36 0,053 —9,78 —0,0004 —0,0011 —0,0016 3-Ю —8-10-4 —21 ¦ Ю-4 —0,046 —0,029 0,093 0,274 0,469 0,009 0,192 0,548 0,957 1,893 Литера- Литература [156] [156] [156] [156] [156] [156] [153] [153] [156] [156] [152 [152 [152] [152] [152] [160] [161] [161] [161] [161] [161] [161] [152] [152] [152] [152] [152] [156] [156] [158] [158] [158] Zn Поликристалл @,0004% примесей) Поликристалл 291 78 77,2 б) 1 б) 0,19 а) 0,202 — — 300 300 23,6 0,06 0,927 0,018 [152] [152] [156] 17—748 497
Продолжение табл. 26.20 Металл Ga Rb Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Состояние Поликристалл @,27% примесей) Монокристалл Поликристалл Поликристалл 0,08% О2 0,02% Та Поликристалл Поликристалл @,01% примесей) Поликристалл Поликристалл @,01% примесей) Поликристалл Поликристалл Монокристалл Поликристалл Поликристалл @,01% примесей) Поликристалл Т, °К 195 77,4 77,4 14 195 80 20,4 195 78 20,4 20,4 4,22 78 78 20,4 291 195 78 78 20,4 165 80 78 291 80 14,2 а> Г273,2 б> '290 б) 0,65 — — а) 0,0339 б) 0,63 б) 0,23 а) 0,0682 б) 0,61 б) 0,136 б) 0,0683 б) О; 0036 б) 0,0029 б) 0,17 б) 0,181 а) 0,00293 б) 1 б) 0,68 б) 0,22 а) 0,2466 а) 0,0218 б) 0,63 б) 0,22 а) 0,2171 б) 1 б) 0,22 — Угол, град — Ф= 0 ф = 0 Ф= 0 ф = 90 — — — — — — — — Ф = 84 ? = 90 Ф=0 — — — — Н, кэ 100 200 300 1,200 8,400 23,500 1,200 8,400 23,500 40 300 300 40 300 300 40 36,3 37,6 300 300 10,85 300 300 300 4,8 17,3 34,7 10,0 26,5 35,1 300 300 40 300 300 23,5 Д«/«0У 0,033 0,115 0,173 0,00018 0,00349 0,01394 0,00006 0,00284 0,01279 <0,004 <0,01 0,05 0,001 0,095 0,915 0,151 1,546 1,867 0,102 0,376 1,334 0,08 0,19 0,927 0,005 0,044 0,117 0,184 0,672 1,07 0,03 0,14 0,0084 0,02 0,23 0,0046 Литера- Литература [152] [152] [152] [165] [165] [165] [165] [165] [165] [153] [152] [152] [157] [152] [152] [162] [163] [163] [152] [152] [158] [152] [152] [152] [156] [156] [156] [156] [156] [156] [152] [152] [166] [152] [152] [167] 498
Продолжение табл. 26.20 Металл Sb Cs Ва Та W Re Pt Состояние Поликристалл Монокристалл Поликристалл » Поликристалл @,1 % при- примесей) Поликристалл » Поликристалл @,42% примесей) Поликристалл Т. °К 291 80 77,8 77,8 78,1 20,4 20,4 14,0 1,85 291 80 20,4 78 20,4 20,4 80 20,4 78 20,4 а> ''273,2 б) '290 б) 1 б) 0,30 а) 0,1763 а) 0,1763 а) 0,1826 а) 0,0746 а) 0,027 а) 0,015 а) 0,0071 б) 1 б) 0,3 а) 0,0144 а) 0,195 а) 0,00216 а) 0,00216 а) 0,166 а) 0,0179 б) 0,185 а) 0,00425 Угол, град — Ф= 1,5 ? = 90 9 = 90 Ф = 1,5 ? = 90 ф = 0 Ф = 85 ? = 90 9= 88 — — — — — Ф = 0 ? = 0 Ф = 0 ? = 45 — — Н, кэ 300 300 3,43 6,75 10,1 3,43 6,75 10,1 3,43 6,75 10,1 40 8,5 33,2 17,6 33,2 29,4 33,9 300 300 6,67 11,1 17,4 25,4 35,0 300 2,28 12,20 2,28 12,20 34,3 34,3 100 200 300 2,28 4,49 8,79 12,20 3,5 40,0 0,105 0,309 0,598 0,105 0,295 0,542 0,152 0,433 0,812 0,03 0,041 0,41 0,337 0,962 2,39 3,08 0,001 0,01 0,0067 0,0135 0,0297 0,0580 0,0985 0,938 0,861 9,92 0,915 14,22 0,0196 0,266 0,008 0,037 0,102 0,012 0,036 0,099 0,157 Литерату- Литература [152] [152] [168] [168] [168] [168] [168] [168] [168] [168] [168] [153] [155] [155] [155] [155] [155] [155] [152] [152] [157] [157] [157] 1157] [157] [152] [158] [158] [158] [158] [159] [159] [152] [152] [152] [158] [158] [158] [158] 17* 499
Продолжение табл. 26. 20 Металл Аи Т1 РЬ Bi Th Состояние Монокристалл @,001% примесей) Поликристалл @,001% примесей) Поликристалл Поликристалл @,001% примесей) Поликристалл Поликристалл @,01% примесей) Монокристалл Поликристалл Т, °К 78,5 20,4 79 80 291 80 20,4 291 80 288 91 288 91 195 80 а> ''273,2 б) /-290 а) 0,2175 а) 0,00601 а) 0,219 б) 0,23 б) 1 б) 0,25 а) 0,0296 б) 1 б) 0,346 — — — — б) 0,66 б) 0,266 Угол, град Ф=38 Ф = 63 — — — — Ф = 0 Ф = 90 Ф = 0 ф = 90 Ф = 0 ф = 0 Ф = 0 ф =0 — Н, кэ 2 4 2 4 10 18,5 25,5 40,1 300 300 300 39,8 300 300 100 200 300 100 200 300 J00 200 300 100 200 300 300 300 Д«/«ог 0.171,0-4 0,69jIU 4,321 11,8 HO 39,3 1 0,0048 0,0096 0,0180 0,159 <0,01 0,05 0,0470 37 1360 12,5 31,5 49,5 600 1150 1680 9,5 23,5 36,5 500 1050 1570 0,03 0,157 Литера- Литература [164] [164] [157] [157] [157] [152] [152] [152] [157] [152] [152] [62] [62] [62] Г62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [62] [152] [152] Таблица 26.21 Изменение сопротивления металлов в магнитном поле (магнитное поле параллельно направлению электрического тока через образец—продольный четный гальваномагиитиый эффект) Металл Be Na Состояние Монокристалл s Поликристалл т,°К 80,3 79,5 78 а> Г273,2 6) г290 а) 0,0168 а) 0,0164 а) 0,189 Угол, град Ф = 90 9= 90 Ф = 90 9 = 0 — Я, кэ 4,85 4,85 16,5 0,191 0,214 0,0006 Литера- Литература [169] [169] [153] 500
Металл Al К Fe Со Си Ga Mo Ag Cd In W Pi Bi Состояние Поликристалл » Поликристалл электро- электролитический @,001% примесей) Поликристалл A,6% примесей) Поликристалл Поликристалл @,27% примесей) Монокристалл* Поликристалл » » » Монокристалл Поликристалл Монокристалл г, °к 78 77,2 14,0 290 290 78 4,2 78 70,2 20,4 20,4 20,4 78 20 78 20,4 20,4 20,4 289 289 289 а> '273,2 б> '280 б) 0,121 а) 0,158 а) 0,0155 — б) 0.155 а) 0,0089 б) 0,2 — — б) 0,135 а) 0,0096 б) 0,22 а) 0,023 а) 0,0055 а) 0,0066 — _ — Угол, град — — — — — — Ф = 0 Ф = 0 Ф = 0 9 = 0 Ф = 90 9 = 90 — — — — Ф = 0 — Ф = 0 Ф = 90 9 = 0 Ф = 90 9=90 Продолжение та Н, кэ 300 23,5 35 20 18,0 300 30 150 100 200 300 11,8 18,1 22,3 4,8 11,8 18,1 22,3 6,0 18,1 22,3 11,8 18,1 22,3 300 20 300 25,74 9,33 33,4 10,0 20,0 10,0 20,0 10,0 20,0 0,358 0,0038 0,0249 18,0 0,002 0,23 0,337 1,61 0,300 0,625 0,960 0,00183 0,00419 0,00634 0,00238 0,00664 0,00897 0,01003 0,00126 0,00452 0,00519 0,00264 0,00483 0,00618 0,225 0,190 0,705 0,0451 0,12 0,146 0,07 0,17 0,31 0,66 0,15 0,20 б л. 26.21 Литера- Литература [152] [156] 1153] П71] [161] [152] [172] [172] [152] [152] [152] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] [176] 1152] [173] [152] [166] [170] [163] U74] [174] [!74] [174] [174] [174] 501
Продолжение табл. 26.21 В графе &R/Rqx привеиенк значения &R/Rq 273 • Металл Bi Состояние Монокристалл г, °к 293 293 293 а> Г273,2 б) Г29о —" Угол, град Ф = 0 Ф = 90 9 = 0 Ф = 90 9 = 90 Н, ks 2,51 5,02 7,54 2,51 5,02 7,54 2,51 5,02 7,54 0,008 0,029 0,050 0,029 0,092 0,150 0,046 0,150 0,264 Литера- Литература [175] [175 [175 [175] [175] [175] [175] [175 [175 Таблица 26.22 Изменение сопротивления сплавов в магнитном поле Сплав Аи—Ag Cd-Hg Cr—Те Cu2MnAl (сплав Гейсле- ра) Состояние Атомное содержа- содержание Ag, % 0,1 0,1 0,1 0,1 Поликрис- Поликристалл Атомное содержа- содержание Hg, % ] 1 30 30 50 Поликрис- Поликристалл 7, °К 4,23 4,23 1,63 1,63 77,2 20,4 77,2 20,4 20,4 298 298 298 В, кгс* 1,63_L 8,49 _L 1.68.L 8,49_L 23,6± 23,6j_ 23,6J_ 23,6j_ 23,6_L 511 10|| 15|| 4 11 6 II 4± 6J_ AR/R0T 0,00028 0,00268 —0,00051 —0,01123 0,0132 0,0549 0,005 0,018 0,0007 2-10~3 7-10-3 12-10~3 2,3-10 3,2-10-2 5,5-10 7,8-10-2 Лите- Литература [180] |180] [180] [180] 1156] [156] 1156] [156] [156] [106] [106] [106] [137] [137] [137] [137J Сплав Cu-Zn NisMn Состояние Поликрис- Поликристалл Массовое содержа- содержание Zn, о/ /о 70 70 70 Поликрис- Поликристалл не- упорядо- упорядоченный Поликрис- Поликристалл упо- рядочен- рядоченный Продолжение табл т. °к 77,2 20,4 14,2 77 77 77 293 293 293 293 293 293 293 293 293 293 &, кгс* 23,6± 23,6± 23,6± 4 11 811 16 || 8 II 16 || 8± 161. 411 8 II 16 || 4± 8± 16 ± &RIR0T 0,027 0,040 0,040 92-10 55-1О 30- Ю 15-10 3-10-4 —20-КГ4 —25-10-" — 70-10 —155-10-4 —220-Ю-4 — 100-10-4 — 15О-1О-3 — 180-10-" 26.22 Лите- Литература [156] [156] [156] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] [95] • X, || — В перпендикулярно к направлению тока или парал- параллельно ему. 502
It 16 Н,кэ -16 Рис. 26.34. Поперечное и продольное магнетосопротивление никеля при температуре 20° С [181]. 120 80 40 -80 - fr 6 *& -o-ooo- - >-O < =-—( CL. —J —o~^ ¦>110 155 150 280 328 372 355 W Рис. 26.35. Магнетосопротивление никеля при различных температурах [177]. -1 =¦1 I , У 1 1 1 1 // -=—- / / / / / 6'/ 'A a- ± | ' iZ 1 1 / / / —- / У —I -о-— Z0 5" Ю 15 а о - Ад "т Д -Ад+0,02%Ип} п -Ад+0,05%Мп} + - О-Ад+0г24%11п} х Рис. 26.36. Магнетосопротивление сплава Ag — Мп в поперечном (сплошная кривая) и продольном (пунктир) магнитных полях при 20 (а) и 4,09° К (б) [173] (ука- (указано атомное содержание компонента). -11 го\ нгкз 503
Рис. 26.37. Продольное магнетосопротивление kR IR0J монокристалла сурьмы при различных температурах (главная ось перпендикулярна к направлению тока) [178]: А — ЗОСГК; Д —78°К; Ш — Б2°К; О — 4,22°К; ©—1,52СК. а Рис. 26.39. Зависимость гн = R^j/R^ 273,2 от °РИ" ентации магнитного поля относительно бинарной оси для монокристалла висмута при 14,15° (а) и 4,22° К (б) (главная ось параллельна направле- направлению тока [179]). 504 Рис. 26.38. Зависимость магнетосопротивления в области точки Кюри при различных полях для сплава 36% Ni, 64% Fe от температуры [181]. -30 -10 —10 0 Ю Z0 V, гРад
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 42. 1. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1916, v. 8 B), p. 79. 43. 2. Studer F. J., Williams W. D. "Phys. Rev.", 1935, v. 47, p. 291. 44. 3. Факидов И. Г. «Докл. АН СССР», 1948, т. 63, с. 123. 45. 4. Боровик Е. С. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1952, т. 23, с. 83. 46. 5. Боровик Е. С. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1954, т. 27, с. 355. 47. 6. Frank V., Jeppesen О. G. "Phys. Rev.", 1953, v. 89, p. 1153. 48. 7. Unwin F. "Proc. Roy. Soc. Edinburgh", 1913, v. 34, p. 208. 49. 8. Frank V. "Appl. Scient. Res.", 1958, v. B7, p. 41. 50. 9. Kevane С J., Legvold S., Spedding F. H. "Phys. Rev.", 1953, v. 91, p. 1372. 51. 10. Волкенштейн Н. В., ГалошииаЭ. В. «Физика метал- металлов и металловедение», 1967, т. 24, № 6, с. 1105. 52. 11. Lee R. S., Legvold S. "Phys. Rev.", 1967, v. 162, N 2, p. 434. 53. 12. Zeechina L. "Phys. St. Sol.", 1970, v. 42, p. К 153. 54. 13. Anderson G. S., Legvold S., Spedding F. H. "Phys. Rev.", 1959, v. Ill, N 5, p. 257. 55. 14. Волкенштейн Н. В., Федоров Г. В. «Физика твер- твердого тела», 1965, т. 7, с. 3213. 56. 15. Foner S. "Phys. Rev.", 1953, v. 91, p. 447; 1957, v. 107, p. 1513. 57. 16. Sccvil G. W. 'Appl. Phys. Lett.", 1966, v. 9, p. 24. 17. Roesch L., Wiliens R. M. "J. Appl. Phys.", 1963, 58. v. 34, p. 2159. 18. Волков Д. Н., Козлова Т. М., Прудников В. Н. «Жури- эксперим. и теор. физ.», 1968, т. 55, с. 21СЗ. 59. 19. Волкенштейн Н. В., Галошина Э. В. «Физика ме- 60. таллов и металловедение», 1964, т. 18, с. 784. 61. 20. Bodine J. H. "Phys. Rev.", 1956, v. 102, p. 1459. 62. 21. Амитин Е. Б., Ковалевская Ю. А., Ковдря Ю. 3. «Физика твердого тела», 1967, т. 9, с. 9С5. 63. 22. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1915, v. 5, p. 35. 64. 23. Bceschoten F., Huiszoon С "Physica", 1957, v. 23, 65. p. 704. 66. 24. Zahn H., Schmidt H. "Der Deutsch. Phys. Ges.", 1907, Bd9, S. 98. 67. 25. Aschermann G., Justi E. "Phys. Z.", 1942, Bd 43, S. 207- 68. 26. Justi E. "Z. Naturforsch.", 1949, Bd 4a, S. 472. 69. 27. Gehlhoff P. O., Justi E. "Z. Naturforsch.", 1949, 70. Bd 4a, S. 561. 71. 28. Hall E. H. "Phys. Rev.", 1925, v. 26, p. 820. 29. Zahn H. "Ann. Physik", 1905, Bd 16, S. 148. 72. 30. Frank V. "Appl. Scient. Res.", 1957, v. B6, p. 379. 31. Hall E. H. "Proc. Nat. Acad. Sci.", 1937, v. 23, 73. p. 600. 32. Alderson J. E., Farrel Т., Hurd С. М. "Phys. Rev:*. 74. 1968, v. 174, p. 729. 34. Unwin F. "Proc. Roy. Soc. Edinburgh", 1920, v. 41, 75. p. 44. 76. 33. Gafce S. E., Evans J. «Philos. Mag.», 1935, v. 19, p. 773. 35. Кикоин И. К., Факвдов И. Г. "Z. Physik", 1931, Bd 71, S. 393. 77. 36. Fakidov J. "Phys. Z. Soviet Union", 1935, v. 7, p. 677. 78. 37. Боровик Е. С. "Изв. АН СССР. Сер. физ.", 1955, т. 19, с. 429. 79. 38. Andrewartha G. G., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1941, v. 31, p. 265. 80. 39. HernstW. "Wield. Ann. Physik", 1887, Bd 31, S. 760. 40. Onnes H., Kamerlingh, K- Hof. "Proc. Amsterdam", 81. 1914, v. 17, p. 520. 41. Носков М. М. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 82. 1938, т. 8, с. 717. Андреев А. А., Регель А. Р. «Физика твердого тела», 1966, т. 8, с. 3681. Cusack N.. Kendall P. "Philos. Mag.", 1961, v. 6, p. 419. Greenfield A. J. "Phys. Rev.", 1964, v- 135, p. 6A. Busch G., Tieche Y. "Phys. Kondens. Mater.", 1963, v. 1, p. 78. Salkovitz E. I., Schindler A. I., Kammer E. W. "Phys. Rev.", 1957, v. 105, p. 887. Koster W., Frei A. "Z. Metallkunde", 1953, Bd 44, S. 495. Powell H., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1943, v. 34, p. 145. Cohen J. "Compt. rend.", 1956, v. 243, p. 1105. Allison F. E., Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1957, v. 107, p. 103. Сидоров С. К- «Журн. эксперим. и теор. физ.у, 1946, т. 16, с. 629. Комар А. П., Сидоров С. К. "Журн. эксперим. и теор. физ.», 1941, т. 11, с. 711. Jeppesen О. J. "Nature", 1954, v. 173, p. 591. Richards W., Evans E. J. «Philos. Mag.», 1932, v. 13, p. 201. John W. G., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1937, v. 23, p. 1033. Новогрудский В. Н., Факидов И. Г. «Физика твер- твердого тела», 1965, т. 7, с. 1095. Сох W. R., Hayex D. J. "Phys. Rev." В, 1973, v. 7, p. 3580. Прудников В. Н., Волков Д. И., Козлова Т. М. «Фи- «Физика металлов и металловедение», 1970, т. 30, № 1, с. 31. Little N. С. "Phys. Rev.", 1926, v. 28, p. 418. Zahn H. "Ann. Phys.", 1904, Bd 14, S. 886. Muldawer L. "Phys. Rev.", B, 1973, v. 7, p. 4464. Kapitza P. "Proc. Roy. Soc. (London)", 192S, v. A 119, p. 358. Stephens E. "Philos. Mag.", 1S30, v. 9, p. 517. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1911, v. 32, p. i 8. Steele M. С "Phys. Rev.", 1955, v. 99. p. 1751. Thompson N. "Proc. Roy. Soc. (Lonc'on)", 1938, v. A164, p. 24. Okado T. "Memoris Faculty Sci. Kyushu Ur.iv.", 1955, v. Bl, p. 157. Okado T. "J. Phys. Soc. Japan", 1956, v. 11, p. 89. Brodie L. С "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 935. Marcus J. A. "Phys. Rev.", 1955, v. 98, p. 1540. Reynolds J. M., Hemstreet H. M. "Phys. Rev.", 1954, v. 96, p. 1203. Reynolds J. M., Leinhardt Т. Е. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 247. Overton V. C, Berlincourt T. G. "Phys. Rev-", 1955, v. 99, p. 1165. Stephens E., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1929, v. 7, p. 161. Van Aubel E. "Compt. rend.", 1936, v. 203, p. 614. Кикоин И. К-, Лазарев Б. Г. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1933, т. 3, с. 44; "Nature", 1932, v. 129, p. 57; "Phys. Z. Sovjet Union", 1933, Bd 3, S. 351; 1933, Bd 4, S. 567. Иванов Г. А., Регель А. Р. «Журн. техн. физ.», 1955, т. 25, с. 39. Иванов Г. А., Регель А. Р. «Журн. техн. физ.», 1955, т. 25, с. 49. Gabe S., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1935, v. 19, p. 773. Thomas W- R., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1934, v. 17, p. 65. Thomas W. R., Evans E. J. "Philos. Mag.", 1933, v. 16, p. 329. Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1928, v- 32, p. 824. 505
83. Butler E. H., Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1940, v. 57, 127. p. 916. 84. Jan J. P., Gijsman H. M. "Physica", 1952, v. 18, 128, p. 339. 85. Jan J. P. "Helv. Phys. Acta", 1952, v. 25, p. 677. 129. 86. Foner S. "Phys. Rev.", 1956, v. 101, p. 1648. 87. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1910, v. 30, p. 1. 130. 88. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1911, v. 33, p. 295. 89. Hall E. H. "Phys. Rev.", 1925, v. 26, p. 820. 131. 90. Foner S., Pugh E. M. "Phys. Rev. ', 1953, v. 91, p. 20. 132. 91. Rindner W., Koch К. М. "Z. Naturforsch.", 1958, Bel 13a, S. 26. 133. 92. Волкенштейн Н. В., Федоров Г. В., ВонсовСкий С. В. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1958, т. 35, 134. с. 85. 93. Moreau G. ,-J. Physica", 1900, v. 9, p. 497. 135. 94. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1913, v. 1, p. 339. 95. Комар А. П., Портнягина И. И. «Докл. АН СССР», 136. 1948, т. 60, с. 569. 96. Smit J. "Physica", 1955, v. 21, p. 877 137. 97. Волкенштейн Н. В., Федоров Г. В. «Жури, экспе- 138. рим. и теор. физ.», 1960, т. 38, с. 61. 139. 98. Dheer P. N. "Phys. Rev.", 1967, v. 156, p. 637. 99. Черемушкина А. В., Васильева Р. П. «Физика твер- 140. дого тела», 1966, т. 8, с. 822. 100. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1916, v. 8, p. 79. 101. Черемушкина А. В., Королева М. И. «Вестн. МГУ», 141. 1966, № 5, с. 118. 142. 102. Smith A. W. "Phys. Rev.", 1921, v. 17, p. 23. 103. Foner S. "Phys. Rev.", 1955, v. 99, p. 1079. 143. 104. Softer S. e. a. "Phys. Rev.", 1965, v. 140, p. A668. 105. Бажанова Н. В. «Физика металлов и металлове- 144. дение», 1964, т. 17, с. 774. 106. Факидов И. Г., Гражданкина Н. П., Кикоин А. К. 145. «Докл. АН СССР», 1949, т. 68, с. 491. 107. Andres M. P. de, Jellighaus W. "Inst. hierro у асего", 146. 1956, v. 9, p. 626. 108. Kooi С "Phys. Rev.", 1954, v. 95, p. 843. 109. Черемушкина А. В., Архипов Ю. Н., Саркисова 147. К. Н. «Изв. вузов. Физика», 1968, т. 6, с. 156. ПО. Schroder К- "Phys. Rev.", 1964, v. 135, p. A 149. 148. 111. Carter G. С Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1966, v- 152, 149. p. 489. 112. Черемушкина А. В., Архипов Ю. Н. «Вести. МГУ», 150. 1966, № 4, с. 101. 113. Черемушкина А. В. «Вестн. МГУ», 1957, № 2, 151. с. 127 114. Свирина Е. П., Сирота 3. Д. "Вестн. МГУ», 1960, 152. N° 6, с. 27. 115. Pugh E. M., Rostoker H. "Rev. Mod. Phys.", 1953, 153. v. 25, p. 161. 154. 116. Koster YV., Rocholl P. "Z. Metallkunde", 1957, Bd 48, S. 485. 155. 117. Foner S., Allison F. E., Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 1129. 156. 118. Кикоин И. К- «Журн. эксперим. и теор. физ.", 1940, т. 10, с. 1242. 119. Allison F. E., Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1956, 157. v 102, p. 1281. 158. 120. Dutta S. К., Subrahnnayam A. V. "Phys. Rev.", 1969. v.117, p. 177 159. 121. Кикоин И. К., Факидов И. ,Г. «Журн. эксперим. и теор. физ», 1941, т. 11, с. 113. 160. 122. Obata J. "Japan J. Physics", 1927, v. 4, p. 43. 161. 123. Ettingshausen A. von, Nernst W., Sitzungsler K. "Akad. Wiss. Wien», 1886, Bd 94, S. 560. 162. 124. Foner S., Pugh E. "Phys. Rev.", 1953, v. 91, p. 20. 163. 125. Beitel A. F., Pugh E. M. "Phys. Rev-", 1958, v. 112, 164. p 1516. 126. Федоров Г. В., Рябинина Н. М. «Физика металлов 165. и металловедение», 1970, т. 29, с. 83. Huguenin R., Rivier D. "Helv. Phys. Acta", 1965, v. 38, p. 900. Васильева Р. П., Акмурзаев Б., Коидорский Е. М. «Вестн. МГУ», 1970, т. 4, с. 459. Sanford E. R., Ehrlich А. С., Pugh E. M. "Phys. Rev.", 1961, v. 123, p. 1947. Жукова В. М.. Фадин В. П. «Изв. вузов. Физика», 1970, № 3, с. 21. Свирина Е. П., Немчинов Ю. В. «Физика твердого тела», 1967, т. 9, с. 704. Бабушкина Н. А. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 3026. Волкенштейн Н. В., Федоров Г. В. «Физика ме- металлов и металловедение», 1964, т. 18, с. 26. Волкенштейн Н. В., Григорова И. К., Федоров Г. В. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1966, т. 50, с. 1525. Wald F. J., Juretschke H. J. "Phys. Rev.", 1971, v. B3, p. 2412. Lee R. S., Legvold S. "Phys. Rev.", 1967, v. 162, p. 431. Potter H. H. "Philos. Mag.", 1932, v. 31, p. 233. Rhyne I. J. "J. Appl. Phys.", 1969, v. 40, p. 1001. Федоров Г. В., Волкенштейн Н. В. «Физика твер- твердого тела», 1970, т. 12, с. 1374. Волкенштейн Н. В., Григорова И. К., Федоров Г. В. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1966, т. 51, с. 780. Rhyne I. J. "Phys. Rev ", 1969, v. 172, p. 523. Волкенштейи Н. В., Федоров Г. В. «Физика твер- твердого тела»,-1966, т. 8, с. 1895. Волков Д. И., Козлова Т. М. «Физика металлов и металловедение», 1965, т. 20, с. 355. Бабушкина Н. А. «Физика твердого тела», 1971, т. 10, с. 3026. Zahn H., Schmidt. "Der. Deutsch- Phys. Ges.", 1907, Bd 9, S. 98. Кикоии И. К., Бабушкина Н. А., Игошева Т. Н. «Физика металлов и металловедение», 1960, т. 10, с. 488. Кикоин И. К., Буряк Е. М., Муромкин Ю. А. «Докл. АН СССР», 1959, т. 125, с. 1011. Schroder К "Phys. Rev.", 1964, v. 135, p. 149. Новогрудский В. Н., Факидов И. Г. «Физика твер- твердого тела», 1961, т. 3, с. 3278. Карчевский А. И., Николаев В. И. «Физика ме- металлов и металловедение», 1961, т. 2, с. 519. Новогрудский В. Н., Факидов И. Г. «Журн. эк- эксперим и теор- физ.», 1964, т. 47, с. 40. Kapitza P. "Proc. Roy. Soc. (London)", 1929, v. A 123, p. 292, 342 Justi E "Ann. Physik", 1948, Bd F) 3, S. 183. Gruneisen E., Erfling H. D. "Ann. Physik", 1940, Bd E) 38, S. 399. Justi E.. Kramer J. "Physikal Z.", 1940, Bd 41, S. 197. Haas W. J. de, Van Alphen P. M. «Proc. Amster- Amsterdam», 1933, v. 36, p. 253; "Comm. Kamerlingh Onnes Lab. Leiden", 1933, Nr. 225a. I Justi E. "Physika! Z.", 1940, Bd 41, S. 486. I Gruneisen E., Adenstedt A. "Ann. Physik", 1938, Bd 5C1), S. 714. / Aschermann G., Justi E. "Physikal Z.", 1942, Bd 43, S. 207. / Stierstadt O. "Z. Physik", 1931, Bd 67, S. 725. Bates L. F. "Proc. Phys. Soc. (London)", 1946, v- 58, p. 153. Justi E. "Z. Naturforsch.", 1949, Bd 4a, S. 472. Schulze R. "Physik. Z.", 1941, Bd 42, S. 297. Meaner W., Scheffers H. "Physik. Z.", 1929, Bd 30, S. 827. Haas W. J. de, Blom J. W. "Physika", 1933/34, v. 1, p. 465. 506
166. Foroud A., Justi E., Kramer J. "Physikal. Z.", 1940, Bd 41, S. 113. 167. Van Alphen P. M. Diss. Leiden, 1933. 168. Rausch K. "Ann. Physik", 1947, Bd FI, S. 190. 169. Erfling H. D., Griineisen E. "Ann. Physik", 1942, Bd EL1, S. 89. 170. Justi E., Scheffers H. "Physikal. Z.", 1937, Bd 38, S. 891. 171. Stierstadt O. "Z. Phys.", 1930, Bd 65, S. 575. 172. Olsen J. L., Rinderer L. "Nature", 1954, v. 173, p. 682. 173. Gerritsen A. N.. Linde J. O. "Physika", 1951, v. 17, p. 573. 174. Kaye G. W. С "Proc. Roy. Soc", 1939, v. A 170, p. 561. 175. Stierstadt O. "Z. Phys.", 1933, Bd 80, S. 636. 176. Haas W. J. de, Blom J. W. "Physika", 1937, v. 4, p. 778. 177. Белов К. П. Упругие тепловые и электрические явления в ферромагнетиках. М., Изд-во иностр. лит., 1957. 178. Steele М. С. "Phys. Rev.", 1955, v. 97, p. 1720. 179. Haas W. J. de, Blom J. W.,Schubnikov L. "Phy- "Physika", 1935, v. 2, p. 453. 180. Giaugue W. F., Stout J. W., Clark С W. "Phys. Rev.", 1937, v. 51, p. 1108 181. Белов К. П. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1951, т. 21, с. 809. , ГЛАВА 27 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ДИА- И ПАРАМАГНЕТИКОВ Магнитная восприимчивость единицы объема Xv определяется отношением Xv = М/Н, где М — маг- магнитный момент единицы объема, Н — напряженность магнитного поля. Вещества с отрицательной магнитной восприимчи- восприимчивостью называются диамагнитными (х < 0), ас поло- положительной — парамагнитными (х > 0). Для характеристики магнитных свойств использует- используется удельная магнитная восприимчивость вещества (т. е. магнитная восприимчивость на единицу массы) х — = Ху/р, гдер — плотность. Часто магнитную восприимчивость относят к одному молю вещества (хт)- Между величинами х и Хт сущест- существует следующее соотношение: Хт — Х^; 3Десь <И — относительная молекулярная масса. Значения х в таб- таблицах даны в системе СГСМ (см31г). Для пересчета в систему СИ нужно значение величины х> выраженное в системе СГСМ, умножить на 10~3- Принятые сокращения: газообразный — (г.); жид- жидкий — (ж.); твердый — (тв.); р — концентрация дырок в полупроводнике; п — концентрация электронов в полупроводнике. Таблица магнитной восприимчивости диа- и парама- парамагнитных веществ Продолжение табл. Вещество Н н2о* D2O H3AsO3 Н3ВО3 НВг2* на HI Н3РО3 Н3РО4 г. °к 293 90 293 273 293 413 0—153 293 313 373 293 293 295 300 300 297 297 298 у, Ю~в смг — 1,9867 -1,97 —0,7019 (тв.) —0,7177 (ж.) —0,7220 —0,727 —0,699 (тв.) —0,72183 (ж.) —0,72286 —0,72454 —0,638 —0,406 (тв.) —0,562 (тв.) —0,427 —0,602 —0,418 —0,518 —0,481 Лите- Литература 0] [1 [2 [2 [2 [2 [3 [4 [4 [4 [5 [6 [6 [6 [6 [6 [6 16 Вещество H2SO4 H2SeO3 H2SeO4 Н2ТеО3 Н2ТеО4 Не Li3* LiCH-jCOO Li2CO3 LiCl Li I LiNO3 LiNO3-3H2O Li2O LiOH Li2SO4-H2O Li2SO4 Be (монокристалл) у_,. Be (монокристалл) xx ¦* Be (поликристалл) BeCO3-2BeO BeCl2 Be(NO3J-3H2O Be (OHJ BeSO4 BeSO4-4H2O В Г, °K 297 290 298 288 291 293 90 14 293 298 283 296 287 283,2 292 291 293 283 290 281,5 288 - 293 293 103 291 573 1200 288 290 298 290 301 290 90 X, 10-« см3/г —0,395 —0,368 (тв.) —0,353 —0,24 —0,43 — 1,906 — 1,91 3,6 3,6 3,35 —0,513 —0,398 —0,587 —0,417 —0,48 —0,326 —0,57 —0,516 —0,43 —0,378 —0,38 —2,38 —0,80 —0,75 -1,0 -1,2 — 1,3 —0,34 —0,60 —0,311 —0,537 —0,354 —0,51 —0,63 Лите- Литература f6 [6 L6 7 7 ,1 1 9 9 8 6 6 16 6 7 6 7 6 Г 6 [7 [10] [101 [И [И [П [И [7 [7 [6 [12 [7 [7 [13 * Температурный коэффициент — • — .12]. уменьшается от 2,9-10-* при 278°К До 0,62-10"* при 2* Измерения на растворе. ** При уменьшении температуры от 298 до 78°К Y увеличивается на 1,3% [8]. '* См. рис. 27.1. 507
Вещество в ВС13 в2о3 н3во3 С (алмаз) С (графит) С (монокристалл) |! гексагон. оси JL гексагон. оси СС14 сн2 со2 cs2 N NH3 NO NO2 N2O N2O3 NA hno3 NH4Br NH4C1 NH4F NH4I (NH4JHPO4 (NH4)H2TO4 NH4NO3 NH4OH (NH4)oS04 (NH4)?S2O, (NH4JSbBre 0 1-я модификация О 11-я модификация —— О (ж.) О3 (озон) Ne Продолжение г, °к 293 291 373 503 1373 286 287 293 103 293 473 673 1173 1473 14 289 293 293 291 293 293 293 293 298 88 289 295 132 292 408 285 289 291 257 289 295 296 285 284 298 285 295 296 284 299 287 294 293 14 33 33 43 54 54 60 70 77 293 293 90 90 293 г, го-6 см3/г —0,62 —0,71 —0,73 —0,76 —0,77 —0,530 (ж.) —0,55 —0,52 —0,49 —0,491 —0,50 —0,51 —0,54 —0,56 —4,7 —3,0 —22,81 —0,4 J —0,442 —0,4936 —0,423 (г.) —0,54 —0,426 (г.) — 0,528 —0,507 -1,1 (г.) —48,66 (г.) —81,45 —49,07 (г.) -3,26 (г.) —0,429 (ж.) —0,429 (г.) —0,206 (ж.) —0,276 (тв.) —0,332 (тв.) —0,467 —0,530 — 0,484 (тв.) —0,640 (тв.) —0,659 (тв.) —0,455 (тв.) —0,538 (тв.) —0,50 —0,421 (тв.) —0,784 (ж.) —0,478 —0,440 —0,036 54 (тв.) 60 (тв.) 118 (тв.) 115 (тв.) 113 (тв.) 310 295 273 260 104,1 (г.) 107,7 (г.) 0,15 (г.) 0,14 (ж.) —0,33 (г.) т аб л Лите- Литература [13 14 14 14 14 [6 [7 [15] [И] [14] [14] [14] [14] [14] [16] [16] [17] [6 [19 [18 [15 [1 [20 [20 [19 [18 [21 [21 [18 18 18 18 18] 18 22 [6 6 6 6 6 6 [15 [6 [6 [6 А [24] [24]] [24] [24] [24] [24 [24 [24 [18 [25 [26 [26 [27 2,5 «°° 1,0 0,5 х i Be 0 100 200 Т,"К Рис. 27.1. Зависимость у,, и у± для Be от температуры [10]. 35 25 Ь- го 15 • Rb К № 1 +-- 1 Т ------ —«Г" —+¦— —о—— —»- > ~ —¦ ' : -200 -150 -100 -50 50 Т,°С Рис. 27.2. Зависимость ут для Cs, Rb, Na, К от темпе- температуры [103, 165]. 0,6 «о 0,4 Ts Ts ¦ к 3——О 'О——О- ——Ст- ^ О- о 100 200 Т,°С , Рис. 27.3. Зависимость удельной магнитной вос- восприимчивости Na, К от температуры [28, ЮЗ]. 508
f Вещество Na* NaOH NaF NaCl NaClO32* NaBr NaBr-2H2№* Nal -2H2O2* NaHCO3 NaHPO4 NaHPO4-H2O NaH,PO2 NaNO3 NaPO3 NaCH3COO-3H2O NaC2H3O2-3H2O Na2HPO3 Na2CO3 Na2CO3-10H2O Na2SO3-7H2O Na2SO4-10H2O Na2S2O3 Na2S2O3-3H2O Na,TeO3 Na2B4O,-10H2O CH3AsO(ONaJ-H2O SnO(ONaJ-3H2O Mg3* (поликристалл) Mg (монокристалл) у„ Mj (монокристалл) у_х MgBr, MgCO3 MgCO3-3H2O Mg(C2H6SO2J-2H2O MgCl2a* MgCl2-6H2O Mg(NO3J-6H2O2* MgO Продолжение T, °K 298 78 303 523 290 300 302 294 123 282 291 635 1206 298 291 291 300 293 293 296 293 293 295 292 282 293 293 284 290 290 293 293 298 293 290 294 283 293 293 293 1,2 14 289 291 293 293 293 293 293 286 293 293 288 291 291 290 X, КГ" см'/г 0,610 0,582 0,600 0,620 —0,59 —0,3952* —0,465 (tb.) —0,51 —0,501 —0,506 (tb.) —0,499 —0,499 —0,508 —0.3562* —0,47 —0,420 —0,405 —0,21 —0,399 —0,438 (тв.) —0,381 —0,28 —0,301 —0,384 —0,483 —0,50 —0,457 —0,412 (тв.) —0,24 —0,58 —0,462 —0,86 —0,385 (тв.) —0,391 —0,368 (тв.) —0,352 —0,328 (тв.) -0,59 —0,529 -0,370 0,25 1,13 0,49 0,26 0,25 0,46 0,46 0,46 —0,57 —0,381 —0,525 —0,525 —0,620 —0,57 —0,287 —0,25 га б л. Лите- Литература [8] [8] [281 [28] [7] [6] [6] [7] [29] [6] [29] [29] [29] [6] [7] [6 [6 [15] [12] [6 [12] [15] [6 [6] [6] [15] [12 [6 [7] [7] [12] [15] [6] [12] [6] [6] [6 [15] [12] [12] [31] [16] [16] [И [31] [30] [30] [30] [7] [6 [12] [12] [6 [7 Ь [7 • См. рнс. 27.2, 27. 3. 2* Измерения на растворе. •* См. рнс. 27.4. -6,30 -0,25 ?-0,20 a -0,15 **¦ 0,50 0,46 1,10 1,00 77 77 Мд Са о 100 Z00 Т,°К Рис. 27.4. Зависимость удельной магнитной восприимчивости Са, Mg, Т1 от температуры [30]. 18 16 1? -x N s \ X \ \ X -^ Al X. О 200 W0 600 Т,°К Рис. 27.5. Зависимость jm для А1 от температуры [30]. 300 zoo 100 ч У La 100 200 300 Т,°К Рис. 27.6. Зависимость im для La, Sc, Y от температу- температуры: La [46, 123]; Sc, Y [46, 103]. 509
Вещество Mg(OHJ MgSO4* MgSO4-7H2O д,2«, 3- AlBr3 A1C13 A12O3 A12O3-2H2O A12(SO4K Si, р<5-Ю13сж-3 /г=г5,4-Ю13 см'3 /г=5,4-Ю18 см'3 /г=2,8-Ю18 cm~s /г=2,8-Ю13 см~3 р=8,48-Ю13 см p=8,48-10i8 см~3 р=5,6-1018 смГ3 р=5,6-Ю18 см'3 р=4,7-Ю18 см'3 р=4,7-Ю18 см'3 р=4,31-1018Сж-3 р=4,ЗЫ0" см'3 p=3-10i' см~* SiCl4 SiO2 SiO(OHJ Si2O(OH)e SiOH4 Si(OC2H6L Si2O(OCaH6)e P черный P белый P красный PC13 PC15 P2O5 POCI3 S (ромбическая) S (моноклинная) SC!2 SFe SOC12 SO2C12 Cl Ar K4* П Г,°К 288 293 284 293 291 292 292 293 293 291 293 141 297 141 297 141 297 141 297 141 297 141 297 297 292 293 293 293 293 293 293 293 103 317 293 318 393 292 298 291 286 293 293 285 293 287 283 213 90 293 103— 335 336 463 293 род о лжен ие X, 10-е смг/г —0,377 —0,45 —0,342 0,60 0,65 —0,32 —0,60 —0,098 —0,337 —0,48 —0,111 —1,23-Ю-2 —8.5-10-3 -8,0-10~3 —3,9-10-3 +5,18-Ю-3 +3,34-10~4 +3.94-Ю-3 +2,2-10-4 4,22-10~3 3,22-Ю-4 3,42-Ю 6,7-Ю-5 —1,22-Ю-4 —0,514 —0,493 —0,427 —0,429 —0,443 —0,663 —0,635 —0,86 —0,90 —0,90 —0,67 —0,90 (ж.) —0,90 (ж.) —0,463 —0,490 —0,46 —0,449 —0,487 —0,462 —0,479 —0,301 (ж.) —0,451 —0,402 —0,57 (ж.) —0,49 (г.) —0,48 (г.) 0,52 0,52 (ж.) 0,52 (ж.) 0,532 табл. Лите- Литература [6 [32 [6 [33] [14 [7 17 [34 [34 [7 35] 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 [6 37 37 37 37 37 37 12 11 лЛ 1*1 [П. 141 14 14 14 6 6 7 6 [38 [38 [39 [6 [6 19 [1 II [11 14 [Н [14 [40 Продолжение табл. * Измерения на растворе. г* См. рис. 27.5. "' При плавлении (933° К) 0,46-10-» см3/г [90]. 4* См. рнс. 27.2, 27.3; при уменьшении температуры от 298 до 78СК х уменьшается иа 0,2% [8]. 510 Вещество X, 10-е см»/г К KF КС1 ксю3 КВг квю3 KI кю4 кон* KHF, KCNO КН2РО4 KH2AsO4 KNO3 (KSO3) • дан к2со3* K2so4 K2S4O6 K2S2O7 K2S2O8 K2SiO3* K2SO4A12(SO4K K2SO4-A12(SO4K-24H2O К3Мп (CNN K3Fe(CNM-CO K4Fe(CNN-3H2O KCH3COO* KNa (C4H4O6) Са6* (поликристалл) Са (монокристалл) у^ц CaCO3 Ca(CH2COOJ CaCl2 CaCl2-6H2O CaF2 Ca(NO3J-4H2O CaO Ca(OHJ CaSO4 CaSO4-H2O CaSO4-i/2(H2O) Sc6* ,( Sc2O3 2DK Ti (поликристаллO* Ti (монокристалл) X д Ii (монокристалл) хх X изменяется от 0,57-10-" ло " См. 2?.4. 6» См. рнс.27.6. '• См. рис. 27.7. 303 523 298 298 283 293 296 295 291 295 288,5 293 293 290 298 293 293 286 289 299 295 293 295 293 299 113,4 189 290 293 292,1 293 293 283 293 291 293 294 283 290 288 293 291 289 298 293 293 288 90 292 293 293 293 293 298 573 298 0,460 0,467 (ж.) 0,46 —0,443 —0,481 —0,30 —0,404 —0,323 —0,405 —0,292 —0,390 —0,428 —0,465 —0,435 —0,390 —0,336 —0,401 —0,412 —0,385 —0,393 —0,389 -0,412 —0,398 —0,371 -0,383 —0,480 — 0,476 —0,470 —0,579 13,48 —0,26 —0,420 —0,485 —0,54 1,1 1,05 —0,354 —0,446 —0,49 —0,462 —0,360 —0,282 —0,27 —0,288 —0,364 —0,384 —0,344 8,2 7,0 —0,25 —0,018 —0,33 3,36 3,35 3,65 3,07 Лите- Литература
Вещество TiC* TiCl4 TiF3 TiN* TiO2 Ti3O5 TiS2 Ti2S3 VC14NO V2C17NO V2C18(NOM Cu3* CuCl Cu2O Cu3P2 CuS Cu2S CuSe Cu2Se Zn4* (поликристалл) Zn (монокристалл) Хц Zn (монокристалл) хх ZnO ZnBr2 Zn(CH3-COOJ-2H2O ZnCl25* Zn(NO3Js* Zn(OHJ ZnSO4-7H2O Ga6* (поликристалл) Ga (монокристалл) Ga (монокристалл) || оси а Ха |i оси b хь || оси с Хс II оси а ха || оси Ь хь || оси с Хс || оси а Ха || оси b хь II ОСИ С у- 1 " GaAs GaCl2 Gal2 GaN GaP GaSb Продолжение T, °K 573 293 308 300 293 293 293 293 293 293 298 298,5 298,5 298,5 296 295 500 900 296 293 291 293 291 293 291 293 293 293 293 293 292 286 288 283 293 292 80 290 303 303 80 80 80 290 290 290 298 298 298 293 293 293 293 293 293'* X, 10-" см3/г 3,38 0,6 —0,287 11,9 1,00 0,066 8,1 0,56 0,91 5,30 5,0 10,504 10,998 5,944 —0,0860 —0,0859 —0,0833 —0,0767 —0,385 —0,185 —0,23 —0,03 —0,18 —0,14 —0,15 —0,14 — 0,1691 —0,124/ —0,33....0,66 —0,362 —0,40 —0,419 —0,427 -0,333 —0,76 —0,277 —0,351 —0,31/ +0,036 (ж.) +0,0003 (ж.) —0,240 —0,467 —0,343 —0,150 —0,506 —0,278 —0,12 —0,42 —0,23 —0,224 —0,45 —0,33 —0,332 —0,274 —0,201 табл. Лите- Литература [49] [50 [52 [51 [50, EQ1 «JtJJ 54] 54] 54 54 55 [56] [57 [57 [57 [58 [59 [59 [59 [6 [60 [7 [61 [7 [61 [7 [62] ГСО1 162] [65 [22 [7 [6 [6 [6 [64 [6 [65] [65] [66 [65 [65 [65] [65] [65 [65 [66 [66 [66 [2 [67 [67 [2 [21 [2] • у почти не зависит от Т [501. 2* См. рис. 27.8. 3* См. рис. 27.9. *• См. рис. 27.10. w Измерения иа растворе. ¦• См. рис. 27.11. " Концентрация дырок р=6,4-10" см 3. г,* 1,1 1,0 \ / (SbHf о SCO 1000 1500 T°C Рис. 27.7. Зависимость относительной магнитной восприимчивости xJl.w A"H Ti, Hf от температуры (у20 — восприимчивость при 20° С) [48]. 0 Z00 400 600 800 1000 Т,°К Рис.'27.8. Зависимость относительной магнитной восприимчивости хЛBо Для V, Zr, Nb от температуры (Хго "— восприимчивость при 20° С) [55]. -0,0750 -0,0770 <ъ -0,0790 <Р° -0,0810 *Г -0,0830 -0,0850 -0,0870 300 400 500 600 700 800 900 Т,°К Рис. 27.9. Зависимость удельной магнитной восприимчивости Си от температуры [59]. Си у* / / / / 511
-0,11 -o,w Zn j -o-—\-§— *x oo-o-oO-cKK \ H=8,Z 5-W33 —о 100 zoo 300 T,°K Рис. 27.10. Зависимость ^,, и у_± для Zn (по отношению к гексагональной оси) от температуры [62, 103]. 0,5 о,з 0,1 о -—-. Ga — Ч 150 100 150 Т,Г Рис. 27.11. Зависимость уп.. 7,';, для Ga от температуры [65]\ -0,09 -0,11 -0,11 се 5"-C33S>::7aa""J 30/- X -0,108 -0,111 ¦¦ i—¦—¦— 0 1 1 10 Ol I 20 .-о Вещество 120 180 г, °к Ge* Ge, n<5-10i4 см-- n< 1015 cmT* n<1016 см'* n=8-10i6 см'3 n=2,9-10i7 еж n=6,8-10i' cm~* n= 1,5-101» см'* и=1014 cm~* n=l,l-10" еж n=3-10i' еж n=2-I0ig cm~* n=]010 см'3 п=3,2-Ю10 см.-* Ge . Ge, n=6,5-10i8 CM- n=6,5-10i8 еж «=5,2-10« еж n=5,2-10ifi cm~* p=4.10i9 см-* p=4.10i9 cm~* ]э=3,6-101' еж'3 p=3,6-10" еж As As (поликристалл) As (монокристалл) As (монокристалл) As (аморфный) AsCl3 As2O3 As2S3 Se (гексагональныйJ* Рис. 27.12. Зависимость удельной магнитной воспри- восприимчивости Ge от температуры. Удельное сопротив- сопротивление 44—46 ом- см; концентрация примеси Sb <; <1014 cm~s [69]. Продолжение табл. X. 10-» см3/г 298 4 77 293 293 293 293 293 293 293 293 1,3— 100 1,3— 100 1,3— 100 1,3— 100 1,3— 100 1,3— 100 293 293 293 293 141 297 141 297 141 297 141 297 90 298 84 181 298 364 461 82 194 292 311 391 531 82 180 292 433 510 90 298 291 291 291 293 —0,1060 —0,1102 —0,1095 —0,1050 —0,105 —0,104 — 0,105 —0,105 —0,106 —0,110 —0,121 —0,110 -0,113 —0,118 —0,146 — 0,180 — 0,218 —0,1055 — 0,1061 —0,1066 — 0,1105 —4,7-Ю-2 — 2,82-Ю —6,7Ы0-4 —2,54-10-4 — 1,2- Ю-2 — 1,06-10-2 — 1,3-10-з 3,29-10 +0,01 —0,07 • + 0,146 +0.С92 + 0,016 —0,034 — 0,087 + 1,005 +0,765 +0,578 + 0,547 +0,435 +0,273 — 0,238 —0,262 —0,279 —0,302 —0,302 —0,30 — 0,31 — 0,408 (ж.) —0,27 —0,03 —0,336 ¦ См. рис. 27.12, ?7.13, 27.14. 1* См. рис. 27.15. 512
Вещество Se (гексагональный) Se (аморфный) Br Кг Rb* Rb2CO3 RbCl RbNOg Rb2SO4 Sr SrBr2 SrBr2-6H2O2* SrCOg Sr(CH3.COOJ SrCl2 SrCl2-6H2O2* , SrF2 Srl2 Sr(NO,J-4H2O SrO SrSO4 Sr(OHJ8H2O уз* Zr4* ZrC Zr№* ZrO2 ZrSiO4 Nbe* NbH0,86 Mo7* MoBr2 MoBr4 Mo(CON Продолжение r,°K 293 293 293 300 513 (ж.) 613 688 103 265 266 291 291 — 298 303 373 293 293 293 293 273 295 338 533 292 293 286 298 284 293 289 293 292 293 286 293 296 282 292 293 293 293 293 288 292 293 298 14 289 81 291 293 293 293 293 X. 10-e см3/г —0,280 —0,306 —0,290 —0,279 —0,307 —0,308 —0,305 —0,40 (тв.) • —0,40 (тв.) —0,40 (ж.) —0,40 (ж.) —0,38 (ж.) —0,35 (г.) 0,21 0,198 0,198 —0,321 —0,327 —0,281 —0,331 1,02 1 05 1,09 0,73 —0,39 —0,53 -0,356 —0,300 —0,385 — 0,56 —0,387 —0,296 —0,44 —0,38 —0,392 —0,060 — 0,286 —0,264 2,1 1,38 1,33 —0,22 0,57 —0,112 —0,215 2,34 2,20 2,34 2,28 0,62 0,70 0,82 1,34 1,62 —0,28 т а б л. Лите- Литература [76] [75] [76] [77] [78] [78] [78] [И [HJ [HJ [И] [79] [80] [81 [81 [81 [37 [37 [37 [37 [82 [82 [82] [82] ' [7] [83] [61 6 16 [7J [6] [12J [7] [6] [61 [7 [6 [6 [46 [55 [48 [50 [50 [7 [6 [55 [56 [10 [10 [84 [84 [48] [86] [87] [88] • См. рис. 27.2; при уменьшении температуры от 298 до 78°К X увеличивается на 2,5% [8]. 2* Измерения на растворе. 8* См. рис. 27.6. ** См. рис. 27.8, 27.16. <>* Магнитное поле Я=1945э. е* См. рис 27.8. J* См. рис. 27.17. -1,11 -1,10 ¦* /10 e l~1,08 ^-1,07 -1,06 -1,05 Ч, X n=Ge X о 100 zoo т/к Рис. 27.13. Зависимость удельной магнитной восприимчивости n-Ge от температуры. Кон- Концентрация носителей в образцах: О,А — 1013 см-'; П — 10" см'3 [68, 103J. -0,095 % -0,100 ¦к -0,105 - -0,110 / / о Ge /o 0 / 'o A / I л \ \ \ \ \ I \ о Z00 Ш 600 800 т,°к Рис. 27.14 Зависимость удельной магнитной вос- восприимчивости Ge от температуры [35, 103]. -11 -1Z -13 -п - - о - r о —c-c-o Tnn\ Й V i -©0 / / / onf>-se(m6.) *" seQKj о zoo 600 800 Т,°К Рис. 27.15. Зависимость у_у твердого и жидкого Se от температуры [77]. 513
250 T,°K Рис. 27.16. Зависимость i., и у_± для Zr от температуры [166] ( || и х гек- гексагональной оси; Н = 11 кэ). Х/Хго Щ 1,00 jb, ¦ DO \ ¦ > 0 700 300 Мо о . о У о/ /* • 7,04 1,00~ Рис. 27.17. Зависимость относительной магнит- магнитной восприимчивости х/Хго ^° от температуры [48] (х20 — магнитная восприимчивость при 20° С). 2,0 1,5 1,0 а 0 " " V i- к 500 1000 1500 Т,С Рис. 27.18. Зависимость относительной магнитной восприимчивости х/%20 для Ru, Ir от температу- температуры [6] (хзо — магнитная восприимчивость при 20°С). Вещество MoF6 МоОа Мо03 Мо203 Мо205 MOgOg MoS2 Н2Мо04 Тс ТсО2-2Н2О Ru* RUC13 RuO2 / Rh2* " Rh2O3 RhF4 Pd3* Pd Продолжение 293 293 293 293 293 289 293 289 289 293 289 78 298 402 78 197 256 300 348 398 18 103 173 233 293 298 423 298 623 293 20 40 60 80 100 200 290 623 298 623 293 293 20 40 60 70 80 90 100 150 200 250 270 290 291 473 1023 1503 X, 10-6 см?!г —0,12 0,33 0,31 0,88 0,02 —0,35 0,23 0,30 —0,33 —0,84 —0,015 2,9 2,7 2,5 3,4 1,86 1,63 1,46 1,40 1,34 0,43 0,55 0,50 0,46 0,34 7,21 5,18 1,21 1,46 1,03 0,926 0,928 0,930 0,932 0,935 0,960 0,988 1,17 0,408 0,398 2,99 5,4 7,32 7,37 7,49 7,54 7,56 7,54 7,50 7,06 6,44 5,79 5,53 5,27 5,8 4,6 2,6 1.7 табл. Лите- Литература [39 [54 [85 [54 [85 [7 [86 [54 [7 [85] [7 [89 [89 [89] [89 [89 [89 [89 [89 [89 11 11 11 11 [48 [90 90] 90 90 48 911 [91 [91 [91 [91 [91 [91 [91 [90 [90 [45 148 [91 [91] [91 [91 [91 [911 [91 [91 [91 91 91: 91 14 14 14] 14] • См. рис. 27.18. 2* См. рис. 27.19. "* См. рнс. 27.20. 514
Вещество Ag* AgBr AgCN AgCOg AgCl Agl AgNO3 AgSO4 Cd2* (поликристалл) Cd (монокристалл) X гек- гексагональной оси Cd || гексагональной оси CdBr2-4H2O Cd(CH3COOJ-3H2O Cd(CNJ CdCO2 CdCl2-H2O Cdl2 Cd(NO3J-4H2O CdO CdS CdSb 3CdSO4-8H2O [n (поликристаллK* In (монокристалл) Хц [n (монокристалл) Xj. InAs InCl3 InN InP InP02 As0>8 InS3 InSb Про д о лжен ие т,°к 296 293 63,8 289 14 293 400 600 975 291 299 295 290 292 300 299 14 289 293 14 293 14 293 288 291 290 288 285 294 292 293 293 293 293 286 293 11П 1 1U 293 295 293 293 293 293 2934* 291 2935* 293"* 293 293 293'* 2938* X, 10-e см3/г -ojsi —0,192 —0,190 —0,188 —0,19 —0,1807 —0,1792 —0,1769 —0,1786 —0,33 —0,322 —0,292 —0,35 —0,37 —0,274 —0,292 -0,326 —0,183 —0,175 —0,130 — 0,142 —0,679 —0,243 —0,343 —0,365 —0,292 —0,305 —0,368 —0,308 —0,265 0,234 —0,346 —0,213 —0,30 — 0,281 —0,11 П 14 U у 1т: —0,077 —0,089 —0,121 —0,158 —0,054 —0,078 —0,301 —0,39 —0,320 —0,313 —0,282 —0,19 —0,281 —0,284 т а б л Лите- Литература [58] [92, 93] [94] [94 [16 [59 [59 [59 [59 [7 [6 [6 [7 [7 [6 [6 [99 [99 [96 [97] [97 [97 [97 [6 [6] [6 [6 [6 [6 [6 [98 [98 [100 [101 [6 [И Г1 Г li' [102 [103 [102 [104] [102] [104] [35] [71 [106 [35 [35 [7 [35 [105 * См. рис. 27.21; при плавлении A233°К) X изменяется от — 0,2-10-« до —О.З-КГ6 см8/г [95J. ** См. рис. 27.22. s* См. рис. 27.23. 4»п=7-10" см'3. ь * Решеточная часть у. "* п=1,9-101в см'3. ** Концентрация электронов п=6,2-Ш16 см~3. в»п=4-Ю14 см~3. Rh / у А / 1,2 1,0 0 500 1000 1500 Т,°С Рис. 27.19. Зависимость относи- относительной магнитной восприимчиво- восприимчивости х/Хго Для Rh 0T температуры [48] (хго— магнитная восприимчи- восприимчивость при 20° С). 1,0 0,5 0 Л \ ч Pd 500 1000 1500 Т,Т Рис. 27.20. Зависимость относи- относительной магнитной восприимчи- восприимчивости х/ХгоДля Р^ от температуры [48] (у20 — магнитная восприим- восприимчивость при 20° С). -0,1760 Ад \ ^-0,1800 -0.1820 ?00 JOO 400 500 ?0V 700 BOO 900 T,°K Рис. 27.21. Зависимость удельной магнитной восприим- восприимчивости Ag от температуры [59]: О — нормальный образец; Щ — выдержка в течение 12 ч при темпе- температуре измерения; О — обезгаженный образец. -0,7 -0,6 X ч оо— V о о Cd —' - —о ' 0 100 200 300 т,°к Рис. 27.22. Зависимость Хц и Х± для Cd от тем- температуры [97, 103] 515
-3,0 S2 -1,5 N \ \ -о—о X In 0- 0 so 160 240 T,°K Рис. 27.23. Зависимость Хц и хх для In от тем- температуры [104]. -1,3 -1,2 -1,1 0,30 0,28 0,26 — 0,24 йх,10~9 г 1 о Pb Sn ^\ г — 80 160 240 Г,Х Рис. 27.24. Зависимость удельной магнитной восприимчивости Sn, Pb и Ах = Xi ~~ ~1\\ для ^п от температуры [104]. О -100 - 100 zoo JO О Т,°К Sb .оо- — лх Вещество Sn-a Sn-P (поликристаллK* Sn-P (монокристалл) Хц Sn-P (монокристалл) хх SnBr4 Sn(CH3L Sn(C2H5L Sn(C4H9L SnCl2 SnCl4 SnCl2-2H2O SnO SnO2 Sn2O3 SnO(OHJ Sn(OHL SnO(OH) (CH3) SnSO4 Sb (поликристаллL* 5Ь(монокристалл) Хц Sb (монокристалл) у± SbBr3 SbCd SbCl3 SbCl5 SbF3 Sb2O3 Sb.Sef Sb2Te3 SbZn Sb2Zn3 Те (поликристаллN* Продолжение т°к 20 289 80 288 273* 2732* 4,2 293 293 293 293 293 293 293 293 293 291 287 284 290 288 289 293 293 293 291 297 90 293 90 293 293 293 284 288 293 287 130— 500 130— 293 293 293 293 — 14,2 289 293 300 293 X, 1СГв см3/г —0,20 —0,25 —0,26 -0,31 —0,310 —0,265 +0,023 +0,026 +0,0241 +0,026 +0,0270 +0,029 —0,354 —0,218 —0,138 —0,085 —0,37 —0,438 —0,343 -0,11 —0,050 —0,33 —0,278 —0,321 —0,324 —0,29 —0,80 — 1,73 — 1,42 —0,50 —0,50 —0,275 —0,213 —0,376 —0,386 (ж.) —0,255 —0,19 —0,383 —0,398 —0,153 —0,040 (ж.) —0,285 —0,261 —0,107 (ж.) —0,293 —0,290 —0,290 —0,288 —0,307 га б л Лите- Литература [94] [94] 107] 107] 108] 108] [69] [69, С' Л 1 54] [109] 104] [109] [104] [19] [110- 112] [110- [110- 112] [7] 6 [6 [7 7 [7 [12] [12] [12] [7] [ИЗ] [П4] [П4] [П4] [114] Г6] [1161 [6] [6 [121 [7] [115] [П5] [116] [П6] [116] [116 [116 94 94 76 771 [116 Рис. 27.25. Зависимость хтп и У-ш Sb от температуры [103, 113]. для ' п=Ю" см-3. 2* Решеточная часть 3* См. рис. 27. 24. '* См. рис. 27.25. Е* р-Проводимость. •* См. рис. 27.26. 516
Вещество Те (монокристалл)* )% Те (монокристалл) х± ТеО2 Те(ОНN 1 IC1 IC1,2* Хе Cs3* Cs Cs2AgAuCl6 Cs2CO3 CsCl CsNO3 Cs2SO4 CsSO4Al2(SO4K 24H2O-CsSO3Al2(SO4K Ba Ba3(AsO3J BaBr2 BaBr2-2H2O BaCO3 BaCl2 BaCl2-2H2O BaF2 Bal/* BaI2-2H2O Ba(NO3J BaO Ba(OHJ ! Ba(OHJ.8H2O BaS BaSO4 BaS2O6-2H2O La** LaCl3 La(NO3K-2NH4NO3 La2O3 LaS3 Продолжени е T. °K 293 293 >713 291 293 14 289 290 298 368 386 433 285 288 293 293 293 293 298 293 293 293 293 293 282 287 103— 293 573 673 293 293 293 282,5 293 284 293 295 292 293 293 291 293 291 293 293 293 288 288 297 293 X, 10-« см'/г —329 —0,296 —0,029 (ж.) —0,14 —0,353 —0,313 —0,336 —0,35 —0,35 —0,38 —0,39 (ж.) —0,33 (ж.) —0,336 (ж.) —0,387 —0,51 —0,53 0,226 0,22 0,23 —0,33 —0,320 —0,363 —0,412 —0,322 —0,51 —0,49 0,9 * 0,147 0,316 0,415 —0,280 —0,39 —0,371 —0,270 —0,41 —0,323 —0,291 —0,39 —0,38 —0,254 —0,13 -0,32 —0,497 —0,32 —0,306 —0,359 0,73 5,6 —0,29 —0,40 —0,03 т а б л Лите- Литература [116] [П6] [100 [7 [6 [94 [94 [77 [14 [14 [14 [14 [6 [6 [117 [118 [40 [119 [8 [120 [12/ 37] [12. 471 611 [12, 37] [12, 37] [7] [7] [И] [121] 121] 121] [12] [7] [22] [6 [7 [6 [37 122 [7 [12 [7 G [37 [7 [12 [12 123 [7 [7 124] 124) Xjl 1* При повышении температуры х Ц уменьшается, постоянно; при 493°К XII = Iх- 2* Измерения иа растворе. "* При уменьшении температуры от 298°К до 78°К % увеличи- увеличивается на 12% [8J. 4* См. рис. 27.6. -5 -10 -15 -20 Z00 400 600 800 тпл\ Те Рис. 27.26. Зависимость yv твердого и жид- жидкого Те от температуры [77]. Рис. 27.27. Зависимость удельной магнитной воспри- восприимчивости Hf от температуры [126]. 500 W00 1500 Т,°С Рис. 27.28. Зависимость относительной магнитной восприимчивости х/Хго Для V, Та, Nb от температуры (Хго — магнитная восприимчивость при 20° С) [48]. 517
Продолжение табл. 1500 T^ Рис. 27.29. Зависимость относительной маг- магнитной восприимчивости х/Хго для Re> W от температуры (х20 — магнитная восприим- восприимчивость при 20°С) [48]. ч ч Pt 1,0 0,8 0,6 О 500 WOO 1500 Т,°С Рис. 27.30. Зависимость относительной магнитной восприимчивости xly.2o Для Р* от температуры (Хго —магнитная восприимчивость при 20° С) [48]. -O,VtOO -о,пго -o,mo —о Аи - — — ZOO 300 W 500 600 700 Т,Г Рис. 27.31. Зависимость удельной магнитной вос- восприимчивости Ац от температуры [59]. -0,1Z -о,ш Hgbnffi 4 if ' •** Нд(ж.) Вещество LaS4 La2(SO4K Hf* Та (поликристаллJ* Та (монокристалл) -^ п Та (монокристалл) ^х W3* WBr5 WBr6 WC4* WF6 WO2 W2O5 wo3 Re5* ReO2 ^ Re2O2 Re2O3 ReO4K ReO4NH4 Os Ir«* IrCl3 IrO2 Pt7* T, °K 293 293 4,2 77 295 293 293 298 298 293 303 493— 633 303 493— 633 293 293 293 293 293 293 293 293 288 293 194— 293 78- 298 293 293 293 293 298 293 291 473 1123 1423 298 298 623 293 20 100 200 290 298 623 973 1493 X. 10-» см'/г —0,26 —0,30 0,46 0,40 0,42 0,39 0,38 0,827 0,840 0,85 —0,329 —0,296 —0,296 —0,296 0,29 0,291 0,130 0,03 0,05 —0,134 (ж.) 0,11 0,20 0,81 0,35 0,369 0,073 0,2 0,16 —0,119 —0,150 0,052 0,14 0,15 0,17 0,26 0,31 —0,114 +0,997 +0,926 0,97 1,094 1,065 1,028 0,972 0,982 0,795 0,45 0,30 Лите- Литература 124J [47 125 125 125 126] [48] [56] 127] [48] юз; 116] 116] 103, 116 116 [48 128 129 129 [50 [39 129 129 [54] [48] 130] [89] [131 131 130 130 132 [8 [14 [14 [14 [14 [133 133 133 [48 [91 [91 [91 [91 [90 [90 [14 [14 -200 -100 100 ZOO т,°С Рис. 27.32. Зависимость удельной магнитной вос- восприимчивости Hg от температуры [103]. »• См. рис. 27.7, 27.27. 2* См. рис. 27.28. 3* См. рис. 27.29. «• При Н = 3630 31 = 0,07- О"» см'/г для Т — 293СК, =0,06-10-» см'/г для Т = 513°К, У = 0,02-10-" см*/г для Г = 7 [50]. ¦• См. рис. 27.29. •• См. рис. 27.18, '* См. рис. 27.30. 518
Вещество PtCl ptci2co PtCl,-2CO K2ptci6 K2PtCl4 K2Pt(C2O4J-2H2O Au* AuBr AuCl3 AuCl Aul AuKCl4 Hg (поликристаллJ* Hg {монокристалл) X]| Hg (монокристалл) Xj. HgBr2 Hg(CH3J Hg(C2H5J Hg(C4H9J Hg(C»Hu)8 Hg(CH3COOJ Hg2(CH3COOJ Hg(CNJ HgCl HgCl, Hg2Cl2 Hgl2 Hg2I2 Hg(NO3J Hg2(NO3J-2H2O HgO HgS HgSO4 Hg2SO4 Tl (поликристалл) Tl (монокристаллK*у_ ц Tl (монокристалл) ^ Pb (поликристалл) Продолжение т, °к 298 293 293 293 293 293 296 14 295 975 293 294 289 293 293 560,5 291,5 293 80 80 80 288 293 293 293 293 301 300 284 292 298 298 289 298 287 298 289 289 297 299 293 14,2 289 293 293 293 293 293 293 14,2 289 289 291— DUo 603— 873 X, 10-" cM?fs —0,51 —0,29 —0,37 —0,393 —0,356 —0,31 —0,142 —0,132 —0,1430 —0,1417 —0,22 —0,37 —0,288 —0,28 —0,4 —0,1637 (ж.) —0,1681 (ж.) —0,167 (ж.) —0,118 (тв.) —0,112 —0,121 —0,30 —0г199 —0,158 —0,115 —0,103 —0,317 —0,276 —0,268 —0,23 —0,298 —0,253 —0,295 —0,245 —0,231 —0,225 -0,24 —0,23 —0,218 —0,247 —0,247 —0,258 —0,215 —0,412 —0,420 —0,150 —0,165 —0,164 —0,244 —0,132 —0,111 —0,107 —0,12 —0,08 (ж.) г аб л. Лите- Литература [90] [88 188 [134 [134 [134 [58 [96 [59 [59 [135 [135 [6 [135 [135 [136 1136 [40 [137 [137 [137] [7 [37 137 [37 [37 [6 [6 [6 17 [6 [6 [6 [6 [6 [6 [7 [7 [6 [6 [138 [94 194 [138 [139 [30 [138] [139] [30] [94] [94] [138] [14] [14] Вещество Pb (монокристаллL* у,. PbBr2 РЬС12 PbF2 РЫ2 Pb(NO3J РЬО PbO2 Pb3O4 PbSes* PbTe Bi (поликристаллN* Bi (монокристаллO*ХA - Bi (монокристалл) x_l / BiBr3 BiCl3 Bil3 ' HBiO2 Bi(NO3),.5H2O B»2O3 Bi2S3 Bi2Se3 Bi2Te3 BiTe Th Th(NH2)I,.4NH3i°* ThO2"n>*,n* ThS Tll2S3 Th7Sl2 Th^ ThSei2* Th2Se3 Продолжение T, °K 293 293 286 288 289 292 293 293 291 293 291 293 293 293 293 14 294 300 14 85 290 294 14 85 290 294 293 293 293 288 293 293 293 293 130— 6008* 130— 600»* 293 293 90 293 130— 300 293 293 83; 293 293 293 293 293 293 X, 10-« см'/г —0,114 —0,28 —0,264 —0,32 —0,24 —0,33 —0,248 —0,19 —0,13 —0,09 —0,24 —0,447 —0,446 —0,150 (тв.) —0,051 (ж.) — — — — — — —; — — ,55 ,34 ,30 ,20 ,295 ,08 ,05 ,77 2,04 ,49 ,48 —0,328 —0,322 —0,49 . —0,22 -0,365 — 1,170 —0,385 —0,342 —0,410 —0,402 —0,493 0,57 0,66 1,92 0,410 х<о х<о —0,056 х<о х<о Х<0 х<о х>о х<о ra6j Лите- Литература [104] [7] 16 [7 17] [7] [43 [140 17 [140 [7 [115 [115 [141 [141 [87 [142] [87] [87] [143] [143 [142 [87 [1431 [143 [142 [144] [144 17 [7 [144 [22 [144 [144] [115] [115] [100] [13] [13] [145] [146, 147] [153] [152] [148] [149] 149] 149] 149] 150] 151] * См. рис. 27.31; при плавлении A336°К) —0,16-10-e до —0,23.10-° см»/г [95]. «• См. рис. 27.32. »* См. рис. 27.4. X изменяется от ** См. рис. 27.24; анизотропия у в плоскости A00) отсутствует. ™ Решеточная часть у. в* См. рис. 27.33. '* В точке плавления E44°к) v = — 0,98-lOr'ся3/г, у = = -0,05.10-«оиУг. ж 8* «-Проводимость. "* р-Проводимость. 10* Не введена поправка иа диамагнетизм. "* Приведено значение у, среднее для интервала температур 83—298° К- 1г* у не зависит от Т [150]. 519
-2,0 -1,8 1V4 -1,2 -1,0- 0 Bi \ \ 100 200 300 T,°K Рис.27.33. Зависимость X|| и X_l для ^' от тем" пературы [103]: ф — Н = 9,5 кэ; О — Н = 4,85 кэ. 1 '500 550 600 650 700 750' 800 850 900 950 Т,°С 7 /7 50 Ш /5» Ш 250 300 350 Ш Ш Т,Т Рис. 27.34. Зависимость удельной магнитной восприим- восприимчивости U от температуры [103, 154]. Вещество a-U* P-U2* T-U3* UO2(QH7O2).H2O U(C2O4J U OS UOSe US U2S2 u3s5 us3 a-US2 P-US2 T-us2 USe3 U3Se5 a-Pu5*-6* C-Pu6*-7* T-Pu6*-8* 5-Pu6*-9* s-PuO* Продолжение 80 293 288— 1193 288— 298 90 293 293 290,5 291 296 293 296 293 293 293 290,5 290,5 293 293 293 78— •7QQ /Уо 78— 7QO / УО 78— 793 78— 7QQ /Уо 78— 793 X, lCr» оцз/г 1,63 1,72 2,02 2,06 0,01 0,12 6,086 10,527 7,687 15,481 17,031 7,307 4,545 4,279 8,083 10,387 11,490 12,317 6,554 3,567 2,35 2,44 2,36 2,31 2,36 габл. Лите- Литература [154] [154] [154] [154] [155] [39 [39 [153 [159 [163 [149 [156 [149 [157 [157 [162 [159 [159 [160 [161 [158] [164] [164] [164] [164] [164] • См. рис. 27.34. 2* a-U переходит в p-U при Г=933СК; значение х Для P-U—сред- кее для приведенного интервала температур. s* P-U переходит bi-U при Г=1040'К; значение х Для -[-U— среднее для приведенного интервала температур. 4* х не зависит от Т. 1* См. рис. 27.35; a-Pu переходит в [З-Ри при Г=400°К. 6* Приведено среднее значение х Для интервала температур 78—793°К [164]. »• Р-Pu переходит в ТГ-Pu при Г=490°К. е* 1-Ри переходит в 8-Ри при Г=590°К. в* с-Ри переходит ь е-Ри при Г=74О°К. 2,60 2,50 т J * ¦ • * "^ т ¦ А Л Ри -ж 2,30 2,20 -273-200 -100 0 100 200 300 400 500 Т/С Рис. 27.35. Зависимость удельной магнитной восприим- восприимчивости Ри от температуры [103, 164]: — измерения при нагреве; Л,О— пРи охлаждении. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Havens G. "Phys. Rev.", 1933, v. 43 B), p. 992. 2. Cabrera В., Fahlenbrach H. "Ann. Soc. espan. fos. quim.", 1934, v. 32, p. 525. 3. Ishiwara T. "Sci. Repts Tohoku Univ., Ser. I", 1914, v.3, p. 127, 303; 1915; v. 5, p. 53; 1920, v. 9, p. 233. 4. Auer H. "Ann. Phys.", 1933, Bd. 18, S. 593. 5 Cabrera В., Fahlenbrach H. "Naturforsch.", 1934, Bd 22, S. 417. 6. Kido K. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1932, v. 21, p. 149, 288, 869. 7. Meyer St. "Phys. Z.", 1925, Bd 26, S. 51. 8. Collings E. W. "J. Phys. Chem. Solids", 1965, v. 26, p. 949. 520
9. Starr C, Kaufmann A. R. "Phys. Rev.", 1941, v. 59, p. 476. 10. Веркин Б. И., Дмитреико И. М., Свечкарев И. В. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1961, т. 40, с. 670. 11. Owen M. "Ann. Phys.", 1912, Bd 37, S. 657. 12. Pascal P. "Compt. rend.", 1921, v. 173, p. 144, 712; 1922, v. 174, p. 457, 1698; 1923, v. 175, p. 1063. 13. Klemm L. "Z. Electrochem.", 1939, Bd 45, S. 354. 14. Honda K. "Ann. phys.", 1910, v. 32, p. 1027. 15. Meslin J. "Ann. de chim. et de phys.", 1906, v. 7, p. 145. 16. De Haas W., van Alphen P. M. "Proc. Koninkl ne- derl. acad. wet. Amst.", 1933, v. 36, p. 263. 17. Krishnan K- S. "Phys. Rev.", 1934, v. 45, p. 115. 18. Sone I. "Sci. Repts Tohoku Univ., Ser. I", 1919, v. 8, p. 115; 1922, v. 11, p. 139. 19. Pascal P. "Compt. rend.", 1908, v. 147, p. 56, 242, , 742; 1909, v. 148, p. 413; 1910, v. 150, p. 1167. "Ann. de chimie et de phys.", 1910, v. 19, p. 5. 20. Bitter F. "Phys. Rev.", 1930, v. 35, p. 1572. 21. Wiersma E. С de Haas W., Capel W. H. "Proc. Kon- Koninkl nederl. akad. wet. Amst.", 1930, v. 33, p. 1119. 22. Endo H. "Sci. Repts Tohoku Univ. Ser. I", 1925, v. 14, p. 479. 23. Elliot N. "J. Chem. Phys.", 1934, v. 2, p. 298. 24. Onnes H., Parrier A. "Proc. Roy. Acad. Sci. Amst.", 1910, v. 12, p. 799; 1911, v. 14, p. 115; 1912; v. 14, p. 674; 1914, v. 16, p. 894, 901. 25. Bauer E., Weiss P., Piccard A. "Compt. rend.", 1918, v. 167, p. 484. 26. Laine P. "Compt. rend.", 1933, v. 196, p. 910. 27. Hector L. G. "Phys. Rev.", 1924, v. 24, p. 418.* 28. Venkateswarlu K-, Sriraman S. "Z. Naturforsch.", 1958, Bd 13a, S. 445, 451. 29. Ishiwara T. "Sci. Repts Tohoku Univ. Ser. I", 1914, v. 3, p. 303; 1916, v. 5, p. 53; 1920, v. 9, p. 233. 30. Веркин Б. И., Свечкарев И. В. «Укр. физ. журн.», 1962, т. 7, № 3, с. 322. 31. Thomas J. G., Mendoza E. "Philos. Mag.", 1951, v. 43, p. 900. 32. Studley J. "Phys. Rev.", 1907, v. 24, p. 22. 33. Lingelback R., Vogt E. "Acta Metall.", 1959, v- 7, p. 441. 34. Wilson J. "Proc. Roy. Soc", 1921, v. A 98, p. 274; 1923, v. 103, p. 185. 35. Busch G., Kern R. "Helv. phys. acta", 1959, v. 32, p. 24. 36. Geist D. "Z. Physik", 1960, Bd 157, v. 430. 37. Pascal P. "Compt. rend.", 1913, v. 156, p. 323; 1914, v. 158, p. 37. 38. Bhatnagar S. S., Mathur R. M. "Philos. Mag.", 1929, v. 7 (8), p. 1041. 39. Henkel P., Klemm W. "Z. anorgan. und aUgem. Chem' 1935, Bd 222, S. 70. 40. Klemm W., Hauschulz B. "Z. Elektrochem.", 1939, Bd 45, S. 346. 41. Pascal P. "Compt. rend.", 1923, v. 176, p. 1887; 1923, v. 177, p. 765; 1925; v. 180, p. 1569. 42. Lane С. Т. "Phys. Rev.", 1934, v. 45 B), p. 66. 43. Voigt N., Kinoshita S. "Ann. Physik", 1907, Bd 24, S. 492. 44. Klemm W., Jacob! H., Tilk W. "Z. anorg. Chem.", 1931, Bd 202, S. 209. 45. Nyholm R. S., Shape A. G. "J. Chem. Soc", 1952, p. 3579. 46. Bommer H. "Z. Elektrochem.", 1939, Bd 45, S. 357. 47. Wedekind E. "Z. angew. Chem.", 1924, Bd 37, S. 87. 48. Kojima H., Tebble R. S., Williams D. E. G. "Proc. Roy. Soc, Ser A", 1961, v. 260, p. 237. 49. Rukie J., Yao Y. L. "Proc. Phys. Soc. (London)", 1956, v. В 69, p. 417. 50. Klemm W., Schuth W. "Z. anorg. Chem.'", 1931, Bd 201, S. 24. 51. Ehrlich P., Pietzka G. "Z. anorg. Chem.", 1951, Bd 275, S. 121. 52. Vaidyanathan V. I. "Nature", 1931, v. 128, p. 189. 53. MunsterA., Sagel K- "Z. Physik", 1956, Bd 144, S. 139. 54. Wedekind E., Horst С "Ber. Dtsch chem. Ges.", 1912, Bd 45, S. 262; 1915, Bd 48, S. 105. 55. Suzuki H., Miyahara S. "J. Phys. Soc. Japan", 1965, v. 20, p. 2102. 56. Kriessman С J. "Rev. Modern. Phys.", 1953, v. 25, p. 122; "Phys. Rev.", 1954, v. 14, p. 837. 57. Whitteker A. G., Yost Don. M. "J. Amer. Chem. Soc", 1949, v. 71, p. 3135. 58. Henry W. C, Rogers J. L. "Philos. Mag.", 1956, v. 1, p. 223. 59. Garber M., Henry W. G., Hoeve H. G "Canad. J. Phys.", 1960, v. 38, p. 1595. 60. Khanna M. L. "J. Scient. and Industr. Res. (India)-", 1947, v. 6B, p. 4. 61. Klemm W., Schuth W. "Z. anorg. Chem.", 1931, Bd 203, S. 104. 62. Marcus J. A. "Phys. Rev.", 1949, v. 76, p- 413, 621. 63. Hii^tig G., Toischer K- "Z. anorgan. und allgem. Chem." 1932, Bd 207, S. 273. 64. Hiittig G. F., Toischer K. "Z. anorg. Chem.", 1932, Bd 207, S. 273. 65. Marchand A. "Compt. rend.", 1955, v. 241, p. 468. 66. Pankey T. "J. Appl. Phys.", 1960, v. 31, p. 1802. 67. Klemm W., Tilk W. "Z. anorg. Chem.", 1932, Bd 207, S. 175. 68. Stevens D. K- e. a. "Phys. Rev.", 1955, v. 100, p. p. 1084. 69. Van Itterbeck A., Duchateau W. "Physica", 1956, v. 22, p. 649; 1957, v. 23, p. 169. 70. Hedgcock F. T. "J. Electronics", 1957, v. 2, p. 513. 71. Bowe-s R. "Phys. Rev.", 1,957, v. 108, p. 683. 72. Geist D. "Z. Physik", 1960 Bd 157, S. 430. 73. Stohr H. "Z. anorgan. und allgem. Chem.", 1938, Bd 242, S. 138. 74. Bennett S. L., Heyding R. D. "J. Phys. Chem. So- Solids", 1966, v. 27, p. 471. 75. Prasad M., Dharmafti S- S. "Indian J. Phys.", 1937, v. 11, p. 2. 76. Busch G., Vogt O. "Helv. phys. acta", 1957, v. 30, p. 224. 77. Busch G., Risi M., Yuan S. "Helv. phys. acta", 1960, v. 33, p. 1002. 78. Curie P. "Ann. chim. et phys.", 1895 G), v. 5, p. 325. 79. Honda K-, Ishiwara T. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1915, v. 4, p. 215. 80. Abonnenc L. "Compt. rend.", 1939, v. 208, p. 986. 81. Venkateswarly K-, Sriraman S. "J. Scient and. Industr. Res. (India)", 1955, v. 14, p. 611. 82. Rao S. R., Savithri K- "Proc Indian Acad. Sci.", 1941, v. 14A, p. 584. 83. Ikeimeyer K- "Ann. Phvs.", 1929, v. 1, p. 169. 84. Trzeb;atowski W., Stalinski B. "Bull. Acad. polon. sci., Cl.", 1953, v. Ill, p. 317. 85. Tjabbes B. Ph. "Proc. Koninkl ncderl. acad. wet. Amst.", 1932, v. 35, p. 693. 86. Fendins H. Diss-rt., Hannover, 1931. 87. Shoeifcerg D., Uddin M. Z. "Proc. Roy. Soc", 1936, v. A 156, p. 687. 88. Klemm W., Yaeobi H., Tilk W. "Z. anorg. Chem.", 1931, Bd 210, S. 1. 89. Nelso.i С M., Boyd E. E., Smith Wm. T. "J. Amer. Chem. Soc", 1954, v. 76, p.348. 521
90. Goutrie A. N., Bourland L. T. "Phys. Rev.", 1931, 129. v. 37, p. 303. 130. 91. Moare F. E., Mattnews J. С "Proc. Roy. Soc", 1952, v. A 212, p. 137. 131. 92. Scott А. В., Cromwell T. M. "J. Amer. Chem. Soc", 132. 1948, v. 70, p. 3981. 93. Vogt E., Friedewold H. "Ann. Phys.", 1956, Bd 17, 133. S. 281. 94. De Haas W. J., van Alphen P. M. "Acad. Sci. (Am- 134. sterdam)", 1933, v. 36, p. 158. 95. Shimizu Y. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1932, 135. v. 21, p. 826; 1936, v. 25, p. 921. 96. Rao S. R., Sriraman S. "Proc. Indian. Acad. Sci.", 136. 1937, v. 5 A, p. 343. 97. Marcus J. A. "Phys. Rev.", 1949, v. 76, p. 413, 621. 137. 98. Prasad M. e. a. "Proc. Indian. Acad. Sci.", 1950, 138. v. 31 A, p. 289. 99. De Haas W., Gorter U. С I. "Proc. Koninkl nederl. 139. acad. wet. Amst.", 1931, v. 34, p. 317. 100. Endo H. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1927, v. 140. 16, p. 201. 101. Pilat J. M. "Физика металлов и металловедение», 141. 1957, т. 4, с. 232. 102. Verhaeghe H., Vandermeerssche G., le Conepte С. 142. "Phys. Rev.", 1959, v. 80, p. 758. 103. Landolt-Bernstein. Zahlenwerte und Funktionen. 143. II Bd, 9 teil, 1962. 144. 104. Александров Б. Н., Веркин Б. И., Свечкарев И. В. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1960, т. 39, с. 37. 105. Stevens D. К., Crawford J. H. "Phys. Rev.", 1955, 145. v. 99, p. 487. 106. Yuza R., Hahn H. "Z. anorgan. und allgem. Chem.", 1940, Bd 244, S. Ill, 113. 107. Busch G., Moser E. "Z. phys. Chem.", 1951, Bd 146. 198, S. 23. 108. Busch G., Kern R. "Helv. phys. acta", 1959, v. 32, 147. p. 24. 109. Hoge J. H. "Phys. Rev.", 1935, v. 48, p. 615. 148. 110. Pascal P. "Compt. rend.", 1911, v. 152, p. 862, 1010. 149. 111. Pascal P. "Bull. Soc. chim. France", 1910, v. 9, p. 6, 79, 134, 177, 336; 1911, v. 10, p. 809, 868; 150. 1912, v. 11, p. 159, 201, 636. 151. 112. Pascal P. "Ann. de chim. et de phys.", 1912, v. 25, 152. p. 289. 113. Browne S. H., LaneC. T. "Phys. Rev.", 1941, v. 60, 153. p. 895, 899. 114. Broniewski W., Franczek S., Witkowski R. "Ann. 154. Phys.", 1938, v. 10, p. 5. 115. Matyas M. "Czechoslov. J. Phys.", 1958, v. 8, p. 301. 155. 116. Endo H. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1927, v. 16, p. 201. 156. 116a. Rao S. R., Govindarajan S. R. "Proc. Indian. Acad. Sci.", 1939/40, v. A 10, p. 235, 239. • 157. 117. Mann К. Е. "Z. Physik", 1936, Bd 98, S. 548. 118. Abonnenc L. "Compt. rend.", 1939, v. 208, p. 986. 158. 119. Lane С. Т. "Philos. Mag.", 1929, v. 8, p. 354. 159. 120. Elliot N. "J. Chem. Phys.", 1934, v. 2, p. 419. 121. Lane С. Т. "Phys. Rev.", 1933, v. 44, p. 43. 160. 122. Konig H. "Ann. Phys.", 1887, Bd 31, S. 273. 123. Lock J. M. "Proc. Phys. Soc. (London)", 1957, 161. v. В 70, p. 476, 566. 124. Klemm W., Meisel R., Uv. Vogel H. "Z. anorg. 162. Chem.", 1930, Bd 190, S. 143. 125. Kreissman С Y-, McCuire T. R. "Phys. Rev.", 1955, 163. v. 98, p. 936. 164. 126. Волкенштейн Н. В., Галошина Э. В. «Физика металлов и металловедение», 1964, т. 18, с. 784. 165. 127. Asmussen R. W., Soling H. "Acta chem. scand.", 1954, v. 8, p. 563. 166. 128. AsmussenR.W., Potts-Jensen J. "Acta chem. scand"., 1957, v. 11, p. 1271. Fendins H. Dissert., Hannover, 1931. Perakis N., Capatos L. "Compt. rend.", 1934, v. 198, p. 1905; 1933, v. 196, p. 611. Biltz W. "Z. anorg. Chem.", 1930, Bd 214, S. 227. Guthrie A. N., Bourland L. T. "Phys. Rev.", 1931, v. 37, p. 303. Goutrie A. N-, Bourland L. T."Phys. Rev.", 1931, v. 37, p. 303. Feytis. "Compt. rend.", 1911, v. 152, p. 708; 1911; v. 153, p. 668; 1913, v. 156, p. 886. Klemm W., Tilk U. W. "Z. anorg. Chem.", 1932, Bd 207, S. 175. Bates L. F., Baker С I. W. "Proc. Phys. Soc. (Lon- (London)", 1938, v. 50, p. 409. Vogt E. "Ann. Phys.", E), 1932, Bd 14, S. 1. Rao S. R., Subramanian К. С "Philos. Mag.", 1936, v. 21, p. 609. Rao S. R., Narayanaswamy A. S. "Philos. Mag.", 1938, v. 26, p. 1018. Pascal P., Mine P. "Compt. rend.", 1931, v. 193, p. 1303. Endo H. "Sci. Repts Tohoku Univ.", 1927, v. 16, p. 201. Goetz A., Focke A. B. "Phys. Rev.", 1934, v. 45, p. 170. KapitzaP. "Proc. Roy. Soc", 1931, v. A 131, p. 243. Gnesotto, Binghinotto. "Atti. 1st. veneto sci. Tori- Torino", 1910, v. 69, p. 1343; 1915, v. 72, p. 1515; 1914, v. 74, p. 25; 1915, v. 75, p. 333. McKay H. A. C, Nairn J. S., Waldron M. B. Proc. of the Second United Nations Intern. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy. V. 28. 1958, p. 299. Smith J. F., Greiner J. D. "Phys. Rev.", 1959, v. 115, p. 884. Watt G. W., Sowards D. M., Malhotra S. С "J. Amer. Chem. Soc", 1958, v. 79, p. 4908. Trzebiatowski W-, Selwood P. W. "J. Amer. Chem. Soc", 1950, v. 72, p. 4505. Eastman E. D. e. a. "J. Amer Chem. Soc", 1950, v. 72, p. 4019. Dawson J. K. "J. Chem. Soc", 1951, v. 28, p. 89. Dawson J. K. "Nucleonics", 1952, v. 10, N 9, p. 39. Watt G. W., Sowards D. M., Malhotra S. С "J. Amer. Chem. Soc", 1958, v. 79, p. 4908. Bose D. M., Bhar H. G. "Z. Physik", 1928, Bd 48, S. 716. Bates L. F., Hughes D. "Proc Phys. Soc. (London)", 1954, v. В 67, p. 28. Comyns A. E., Gatehouse B. M., Wait E. "J. Chem. Soc", 1958, v. 46, p. 55. Picon M., Flahaut J. "Compt. rend.", 1955, v- 241, p. 655. Picon M., Flahaut J. "Compt. rend.", 1955, v. 240, p. 784. Khodadad P. "Compt. rend.", 1958, v. 247, p. 1205. Picon M., Flahaut J. "Compt. rend.", 1953, v. 237, p. 1160. Picon M., Flahaut J. "Bull. Soc. chim. France", 1958, v. 772. Khodadad P., Flahaut J. "Compt. rend.", 1957, v. 244, p. 462. Picon M., Flahaut J. "Compt. rend.", 1957, v. 244, p. 1777. Khodadad P. "Compt. rend.", 1957, v. 245, p. 2286. Seguin M. e. a. "Compt. rend.", 1958, v. 246, p. 3243. Bohm В., Klemm W. "Z. anorgan. und allgem. Chem.", 1939, Bd 243, S. 69. Волкенштейн Н. В., Галошина Э. В., Щеголи- хина Н. И. «Физика металлов и металловедение», 1968, т. 25, с. 180. 522
ГЛАВА 28 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРРОМАГНЕТИКОВ 28.1. ВВЕДЕНИЕ Ферромагнетиками называют вещества, магнитная проницаемость |л которых зависит от напряженности магнитного поля [1]. Магнитная индукция В(И) ферро- ферромагнетиков при первом намагничивании изменяется по так называемой нулевой кривой или кривой намагничи- намагничивания (кривая О А рис. 28.1); при циклическом измене- изменении поля процесс протекает по одному из двух S-образ- ных отрезков, которые ограничивают некоторую пло- площадь и образуют петлю гистерезиса (см. рис. 28.1). В Намагниченность насыщения, как и остаточная ин- индукция и коэрцитивная сила, уменьшается с повышени- повышением температуры и приближается к нулю вблизи ферро- ферромагнитной точки Кюри®/. В случае ферромагнетиков эффективное магнитное поле Яэф, действующее на диполи, состоит из приложен- приложенного поля N плюс внутреннее поле, которое пропорцио- пропорционально намагниченности J («молекулярное поле» Вейс- са): Намагниченность определяется уравнением J = = N р L [ с- (Н + -\J)/kT J , где N — число атомов в единице объема; ц — дипольный момент атома; L (х) = = cth х — \/х — функция Ланжевена. Неисчезающее решение для J при Н = О существует, когда Т <: @f, где 0^ = N [^ 2 7 / 3ft — ферромагнитная точка Кюри. Для Т > 0/ восприимчивость определяется зако- законом Кюри—Вейсса: 3ft (Г Г—в/ При Т > Q/ он записывается в виде Рис. 28.1. Схематическое изображение петли гистерезиса. Намагниченность насыщения JS^=(B—\0 предельное значение намагниченности J при воз- возрастании И. (Здесь ц о — абсолютная магнитная про- проницаемость вакуума, или индукционная постоянная.) Остаточная индукция ВТ (точка пересечения петли гистерезиса с ординатой) есть умноженная на 4л оста- остаточная намагниченность при И = 0. Коэрцитивная сила Нс (точка пересечения петли гис- гистерезиса с абсциссой) есть напряженность магнитного поля, необходимая для устранения остаточной индук- индукции. Вместо индукции и намагниченности в технике легко намагничиваемые (магнитомягкие) материалы характеризуются магнитной проницаемостью ц. Вводятся следующие величины,, характеризующие маг- магнитную проницаемость: дифференциальная (^ = X X АИ начальная ра = tv (H = 0); максимальная Рмакс == max V-d'* наложенная е-д — средний наклон петли гистерезиса, смещенной при постоянном намагничивании, в случае намагничивания переменным током; обратимая fV — предельное значение цд для малых напряженностей поля; полная [лс — отношение значения индукции В к соответствующему значению напряженности магнитного поля Н в данной точке кривой намагничивания: 1_ jB_ где вр, называемая парамагнитной точкой Кюри, не- немного больше, чем ©у . Восприимчивость многих твердых тел подчиняется закону Кюри—Вейсса. 28.2. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ Намагниченность насыщения и точка Кюри Намагниченность единицы массы вещества называ- называется удельной намагниченностью о. Удельную намагни- намагниченность насыщения os можно экстраполировать к 0° К и из значения о0 по формуле (Mo — молекулярная масса) определить число магне- магнетонов Бора на молекулу пв. 523
Таблица 28.1 Намагниченность насыщения и точка Кюри ферромагнитных элементов [2, 4] Таблица 28.3 Удельная намагниченность насыщения с? и точка Кюри бинарных сплавов железа [2] z 26 27 28 64 65 66 67 68 69 Элемен' Fe Co Ni Gd Tb Dy Ho Er Tm 20°C гс-см* "" г 218,0 161 54,39 0 0 0 0 0 0 Js, гс 1714 1422 484,1 0 0 0 0 0 0 4kJ s, гс 21580 17900 6084 0 0 0 0 0 0 CT0> гс-см3 г 221,9* 162,5 57,5* 253,5 173,5 235 290 — — nB 2,219* 1,715 0,604* 7,55 9,24 9,10 10,20 10,34 8,0 7,0 в, °C 770 1331 358 20 -50 —50 — 186 —253 —253 —235 • Согласно данным работы [3], для Fe а0 =. 221,71 ± ± 0,08 гс-ст'/г, пв = 2,216 щ 0,0008, а для № а0 = л8,57 ± ± 0,03 гс-см3/г, пв = 0,6155 + 0,0003. Таблица 28.2 Относительная самопроизвольная удельная намагниченность os/o0 Fe, Co, Ni как функция относительной температуры У/в^ [2] 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,50 0,60 Vя» Fe 1 0,996 0,99 0,975 0,95 0,93 0,90 Co, Ni 1 0,996* 0,99 0,98 0,96 0,94 0,90 „., 0,70 0,80 0,85 0,90 0,95 1,0 Fe 0,85 0,77 0,70 0,61 0,46 0 Co, Ni 0,83 0,73 0,66 0,56 0,40 0 1 Только для никеля. Добавка Al Аи Со Сг ir Ni Os Pd Pt Rh Ru Sn Si V Атомное содержание, % 7,1 19,7 24,9 26,0 6,2 10,5 20 33 50 75 80 17,7 47,5 ~* 67.8 4,0 15,0 10 20 40 60 80 8,1 12,5 5,5 40,0 74,8 8,1 12,4 24,8 50,0 10,0 25,0 40 7,0 12,5 2,3 6,0 8,3 15,9 23,5 5,9 10,6 18,6 гС'См3 V г B0°C) 207 184 134 149 174 154 236 238 " 233 203 184 196 90 35 200 120 217 209 152 136 98 158 50 203 129 45 191 177 104 32 209 192 161 200 105 208 197 204 174 141 204 184 149 nB (на атом) 2,05 1,74 1,29 1,40 2,08 2,02 2,42 2,52 2,42 2,14 1,94 1,70 0,98 0,53 2,25 1,67 2,26 2,22 1,82 1,45 1,04 1,97 0,69 2,19 1,89 0,97 2,36 2,43 2,23 0,75 2,32 2,39 2,26 2,18 1,17 2,18 2,16 2,00 1,67 1,32 2,09 1,91 1,58 ® /» С 756 664 441 494 767 768 950 970 980 870 910 678 483 268 750 — 750 720 330 560 560 _ — 754 -250 164 — 714 624 660 — 768 768 720 653 587 815 805 783 524
Таблица 28.4 Удельная намагниченность насыщения и точка Кюри бинарных сплавов кобальта [2] Добавка Сг Мп содержа- содержание, % 5,6 10,6 16,7 22,1 4,2 11,9 17,3 22,5 40 70 гс-смЁ '*' г 134 100 59,5 19 144 109 84 48 124 90 "в (на атом) 1,42 1,07 0,64 0,24 1,53 1,16 0,89 0,57 1,33 0,97 ел -с 900 680 Таблица 28.5 Удельная намагниченность насыщения и точка Кюри бинарных сплавов никеля [2] (см. также рис. 28.2 и 28.3[6]) Добавка А1 Аи Сг Мо Мп Pd Pt Sb Si Snw Та Ti W Y Zn Атомное содержа- содержание, % 2,0 3,4 1,7 6,7 1,9 4,2 25 (упоряд.) 12,1 45,2 91,3 9,1 25,0 45,0 7,5 3,7 6,8 8,8 2,7 9,0 3,6 6,3 4,8 10,3 2,1 3,9 5,5 4,1 10,8 гс-см" B0°С) 47,1 46,0 49,8 (— 123СС) 25,4 (— 123°С) 42,3 23,1 90 — 37,7 16,4 12,6 40,3 23,7 40,1 9,9 — 34,5 39,2 19,9 15,3 45,3 25,4 «в (на атом) 0,54 0,58 0,53 0,30 0,51 0,37 1,02 0,60 0,57 0,55 0,44 0,25 0,24 0,48 0,36 0,28 0,49 0,30 0,41 0,28 0,43 0,22 0,49 0,34 0,29 0,52 0,37 V «с 293 321 298 72 266 120 470 330 217 — 116 245 86 — 71 23 234 117 19 234 225 — 207 30 270 150 67 300 157 1 I I 0,1 0,7 0,5 0,4 J 4- 1 г Мп> \ X +- - /Vs V т У щ \ 5 Л \ \ \\ \\ к \ °\ А1 \ X \ \> + • < N < ^ У \ Рй X Pt N >< 0 0,75 \ Си \ • ч \ \ 7 о- V- д- D- 0- X- +- N \ Рй Си Sb Al Sn In Pt Мп SI \ \ 0,1 0 5 10 15 Z0 25 30 35 40 45 50 55 60 c Атомное содержание,% Рис. 28.2. Изменение магнитного насыщения № с увеличением концентрации неферромагнитнога компонента при различном числе этектронов на внешних оболочках второго элемента A, 2, 3, 4,5) [6]. ef;c 450 400 350 300 250 Z00 150 100 50 0 -50 -100 -150 -zoo V 1 ш х N t\ Q V\ x \\ V i (К \А1 ;\. »\—s X 1 д /Мп 1 Л' \ -— \ Аи) ~^- < .-ft/ o-Pti o-Zn + -А1 • -Si \\ \ \ а- Мо е-Аи я-Сг у--п 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 80 Атомное содержание легирующего элемента, % Рис. 28.3. Зависимость точки Кюпи от состава никелевых сплавов [6]. 525
Таблица 28.6 Намагниченность насыщения и точка Кюри некоторых бинарных соединений Таблица 28.7 Зависимость намагниченности J железа от температуры Т и напряженности магнитного поля Н [9, 10] Вещество Со2В Co6Nd Со2Р Со6Рг CoPt CoS2 Co6Se Co6Sm Co6Y CoZn Co4Zn CrO2 CrS CrTe EuH, g6 EuO ' Fe3Ai Fe2B FeBe2 FeBe6 Fe3C Fe2Ce FeCo Fe4N FeNi3 Fe3P FeS FeS2 Fe3S8 Fe3Si2 Fe3Si Fe2U GdCoa GdCo6 GdFe2 GdFe5 GdMn2 MnAs MnAu4 MnB MnBi i. Mn4N MnP MnPt3 Mn2Sb MnSb Mn4Sn Mn2Sn №2Mg NiMn B0°C) _ 7200—0 3100 .— 11000 15 100 — — 12 400 — 24 000 17 500 12 200 — — — 780 ¦— .— — 6500 5500 5000 5600 2700 8400 1850 7800 2300 — 5000 2900 8900 1250 — — 9000 (на молекулу) 10,4 10,4 0,84 6,6 7,7 7,8 -. . 2,1 • 2,4; 2,5 6,0 7 5,2 5,7 — — 5,3 — 4,8 8,9 5,0 — — — 2,0 — 4,8 1,02 5,7 0,85 3,4 4,9 2,8 3,4 4,15 3,5 0,97 1,2 - 1,9 3,5 — 2,7 — 4,1 510 — 920 — <600 — 163 — — — 195 490 — 30 66 —249 — 176 500 739 520 0 213 116 970 490 600 420 320 >o 300 90 530 -101 180 815 530 210 30 45 90 260 360 470 25 — 277 314 150 — 10 235 460 Лите- Литература [2] 5] 2] 5] 2] 2] 5] 5] 5] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 21 [2j 2] 2] 6] 6] 2] 6] 2] 7] 2] 21 [2j [2] [2] [2] [8] Г21 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] 2] Намагниченность ферромагнетиков как функция напряженности магнитного поля и температуры (табл. 28.7 и 28.8; рис. 28.4—28.16) т, сс —273 — 173 —73 +7 + 15 523,5 620,5 663 716 730 734 И, э 4 350 8 020 11980 19 900 4 350 8 020 11980 19 900 4 350 8 020 11 980 19 900 4 350 8 020 11980 19 900 4 350 8 020 11980 19 900 2860—6500 3010—7250 3470—7710 307 2125 3510 4390 4980 5490 5895 6490 7610 8570 702 2525 3900 4750 5350 5870 6260 6850 7970 8930 897 2735 4110 4980 5570 6080 6480 7080 1730,1 1735,2 1735,0 1735,6 1726,4 1731,5 1731,3 1732,2 1714,7 1719,8 1719 8 1714',7 1700,2 1705,5 1705,5 1705,8 1698,6 1703,7 1704,0 1704,1 1390 1210 1100 853 871,4 878 881,2 884,8 886,8 887,8 890,6 892,8 896 757,5 773,8 783,3 787,8 790,0 792,2 793,5 796 799 802 712 726 735 740,4 743 0 745,5 747 749 т, °С 734 744,5 7Л7 /4/ 756 759 764,5 Н, а 8200 9160 1307 3115 4480 5340 5920 6810 7Л 1 П / 41U 8510 9470 3265 4630 5490 6070 6970 7570 8670 9620 996 2087 3855 5180 6020 6590 7490 8070 9160 10100 470 1459 2463 4169 5465 6300 6867 7365 7755 8330 9412 10349 450 860 1850 2840 4480 5720 6550 7150 8000 8580 9600 10 550 J. гс 752,8 755,5 611 632 642,5 649 652,5 658 661 , О 667 672 С 77 Oil 599,5 612 619 623,2 630 633,5 639,5 644 396,8 425,5 457,0 478,4 489 496 505,5 511,8 521,2 529,0 206 288,4 337,7 384 412 425 433 438,5 443,0 451,5 463,0 471,Q 62,8 114,2 190,3 243,1 299,8 331,0 348 359 375 384 399,5 410 526
Продолжение табл. 28.7 Т, "С 773 781 Н, а 1140 2280 3300 5000 6230 7100 7600 8500 9050 10100 11000 3 570 5 300 6 600 7 450 8 000 8 850 9 400 10 420 11400 J, гс 46,7 89,8 125,3 172.2 206,0 226 237 256,7 266,5 282,7 295,2 73,6 109 134 149,5 158,4 174 183 198 210 Т, »С 794 811 817 822,5 826 Н, а 6 800 8 300 9 700 11 600 , 9900 11900 9 980 12 050 10 000 12 100 10 000 12 100 J, гс 76,6 94,8 109,5 129,0 61,2 75,6 52,8 62,7 48,1 56,3 45,4 54,2 Таблица 28.8 Зависимость удельной намагниченности а никеля от напряженности поля и температуры [12] Т, "С -273 18,4 20,0 53,8 79,3 104,0 127,9 151,0 173,3 184,3 195,1 205,7 216,3 226,7 237,1 237,3 247,3 257,0 267,5 277,5 281,5 285,4 289,3 293,2 297,1 301,0 304,9 Я=8000 э _ — 54,55 53,48 52,63 51,55 50,44 49,09 47,74 47,02 46,13" 45,25 44,28 43,26 42,17 41,07 39,81 38,43 36,99 36,48 35,71 35,06 34,35 33,61 32,88 32,06 гс-см3 а* Н= 12000 э — 54,63 53,53 52,68 51,63 50,51 49,17 47,83 47,07 46,25 45,38 44,40 43,39 42,32 — 41,19 39,96 38,62 37,21 36,61 35,93 35,28 34,59 33,86 33,15 32,36 Н= 18000 э — 54,73 54,63 52,76 51,06 50,62 49,30 47,97 47,23 46,34 45,56 44,57 43,60 42,53 _ 41,42 40,14 38,90 37,51 36,94 36,27 35,64 34,94 34,28 33,52 32,78 ес-смг "<" г 57,53 54,5 53,4 52,4 51,4 50,2 49,0 47,5 — 45,9 44,0 —. — 41,9 — 39,5 — 36,6 — — — — — 32,3 о 275 J00 325 350 200 150 J00 350 W0 КО Т,°С Рис. 28.4. Зависимость удельной намагниченности а (а) и квадрата самопроизвольной намагниченности насы- насыщения о^(б) Ni от температуры [6]. т,° с 308,8 312,7 316,5 320,3 324,2 328,0 331,8 333,7 335,6 339,4 341,2 343,1 346,9 350,7 352,5 354,4 358,1 361,8 365,4 369,1 372,8 376,5 380,1 387,5 394,8 405,7 я= = 1000 а — 28,30 — — — — — 22,08 20,42 — 18,36 16,01 12,83 — 8,36 3,68 1,78 — — — — — — — — =2000 э — — 28,65 — — 25,31 24,00 — 22 АО 20,78 — 18,85 16,62 13,82 — 10,19 6,03 3,41 2,13 1,51 1,15 0,91 0,75 — — — Про дол ж е н и Я= =4000 э 30,83 29,94 29,00 27,95 26,85 25,70 24,39 — 22,91 21,36 — 19,55 17,53 15,12 — 12,22 8,83 5,98 4,13 2,97 2,29 1,82 1,49 1,11 — 0,64 гс-оФ г Я=> =8000 э 31,24 30,37 29,45 28,44 27,36 26,28 25,04 — 23,66 22,21 — 20,60 18,83 16,75 — 14,46 11,95 9,41 7,30 5,58 4,43 3,60 2,97 2,18 1,71 — =12000э 31,58 30,71 29,87 28,82 28,28 26,74 25,56 — 24,27 22,86 — 21,39 19,81 17,93 — 15,99 13,80 11,61 9,56 7,72 6,35 5,24 4,38 3,25 2,54 1,88 е т-абл. 28. 8 =180088 32,00 31,14 30,26 29,33 28,35 27,35 26,28 — 25,04 23,75 — 22,38 20,97 19,37 — 17,66 15,77 13,85 12,06 10,25 8,75 7,39 6,33 4,80 3,79 2,83 1 г — 28,7 — — — 23,1 _ — 19,8 _ 16,4 .— 10,7 — —. — _ — — — — — — — 527
О 10 10 JO W 50 ВО 70 SO 3D 100 ПО Н,э Рис. 28.5. Кривые намагниченности монокристалла Со для гексагональной оси [0001] при различных температурах [1]. Z Н,10*Э Рис. 28.6. Зависимость намагниченности поликристаллического Со от напряжен- напряженности магнитного поля и температуры [11] 528
Кривые намагниченности редкоземельных металлов (рис. 28.7—28.14) Рис. 28.7. Зависимость удельной намагниченности Gd для различных значений напряженности магнитного поля от температуры [13]. Отмеченные на оси абсцисс точки 6i и 62 означают соответственно температуры пере- перехода ферромагнетик — аитнферромагнетик и антифер- антиферромагнетик— парамагнетик [13] Рнс. 28.8. Зависимость удельной намагниченности монокристалла ТЬ для различных значений напря- напряженности магнитного поля, приложенного в базис- базисной плоскости образца вдоль оси а, от температуры ИЗ]. 18—748 л 1 \ \ \lZK3 \ Щ • 350 300 250 •V 200 S Ш ъ"~ 100 50 Рис. 28.9. Зависимость удельной намагниченности моно- монокристалла Dy для различных значений напряженности магнитного поля, приложенного вдоль оси а в базисной плоскости образца, от температуры [13] 350 300 § 200 \ 150 ^ 100 50 О 1 Z J 4 5 6 7 8 9 10 11 П 13 Н,КЭ Рис. 28.10. Изотермы удельной намагниченности моно- монокристалла Dy, полученныепри направлении магнитного поля вдоль оси а в базисной плоскости образца [131 350 300 250 \200 100 50 0 20 W Б0 80 100 120 ПО 1Б0 T,°K B1 Вг Рис. 28.11. Зависимость удельной намагниченности мо- монокристалла Но, полученная для различных значений напряженности магнитного поля в базисной плоскости образца вдоль оси а, от температуры [13] 529 -с! а 4 -Л Q i о о о о о «1 ¦ i —ю—о р—о—< °! ol oj 1 !> J5 <т-Отг< J О— •о. Q я 1 so ^^^^ю?70 "^ X rf0*0"^ ISO 1 11111!!! 8?335i 7 L? { \ \ [ [ КЗ —О—< 5—О—¦< На т
зоо — 250 ? 750 \о 100 50 - - - -с и У 22,1 g \ ,6 35\ \ п. / / —i—x—<—i—(¦ >¦—°- г 74 Зависимости удельиой намагниченности для ферромагнитных сплавов (рис. 28.15,28.16) 10 15 Н, кэ п о™— - 17 НС 8КЭ- \ 4 Л I I \17K3 1 ± н\ С ?——<>-чшв wsicx^ < 1 > Рис. 28.12. Изотермы удельной намагниченности моно- монокристалла Но (вектор напряженности магнитного поля направлен вдоль оси а в базисной плоскости образца) [13] 300 250 150 100 50 0 10 W 30 ?1 50 60 70 80 SO 100 ТЛ в, вг Рис. 28.13. Зависимость удельной намагниченности мо- монокристалла Ег для различных значений напряженно- напряженности магнитного поля, направленного вдоль гексагональ- гексагональной оси сив базисной плоскости (вдоль оси а), от тем- температуры [13] .) 16 12 8 О ( ч Г/77 -^ у 1—о. -о —о —о 10 20 30 kO 50 60 70 80 SO J,°K Рис. 28.14. Зависимость удельной намагниченности по- ликрнсталлнческого Tm от температуры при различных значениях напряженности магнитного поли [13] 2,5 5,0 7,5 10,0 1г,5 15,0 Н,кз Рис. 28.15. Изотермы удельной намагниченности ферро- ферромагнитного сплава Сг — Те [14] Рис. 28.16. Зависимость удельной намагниченности (прн различных значениях напряженности магнитного поля) и остаточной намагниченности ферромагнитного сплава AiuMn от температуры [8] 530
Магнитная анизотропия На рис. 28.17—28.19 приведены кривые намагничен- намагниченности J(H) для основных кристаллографических на- направлений монокристаллов железа, никеля и кобальта. 16 12 Fe j 3* [111] г 1 1 V '7* [110] '[100] 0 Z 4 > Рис. 28.17. Кривые намагниченности для основных кристаллографических направлений монокристалла Fe 11] 7 Z Рис. 28.18. Кривые намагниченности для основ- основных кристаллографических направлений моно- монокристалла Ni [1] 3,Whc Рис. 28.19. Кривые намагниченности для основных кристаллографических направле- направлений монокристалла Со [1] 18* Площадь между кривой намагничивания кристалла J(H) и осью J представляет работу, требуемую для на- намагничивания до насыщения. Направления, в которых эта работа оказывается наименьшей, называют направ- направлениями легкого намагничивания. Из рис. 28.17 видно, что в монокристаллах железа направления ребер куба (тетрагональные оси) [100] являются направлениями легкого намагничивания. Направления диагоналей гра- граней [ПО] (диагональные оси) — направления промежу- промежуточного намагничивания и направления диагоналей ку- куба [111] (тригональные оси) являются направлениями трудного намагничивания. В случае кристаллов никеля (рис. 28.18) последова- последовательность направлений по трудности намагничивания следующая: легкое направление — ось [111], проме- промежуточное — ось [ПО] и трудное — ось [100]. В кобальте (рис. 28.19) легким иаправлением явля- является гексагональная ось [0001], а трудным — любое направление в плоскости базиса. При количественном рассмотрении магнитной ани- анизотропии кристаллов удобно пользоваться константами магнитной анизотропии Ki, Kz, ... Они определяются с помощью формул, описывающих зависимость свобод- свободной энергии магнитной анизотропии Еп от направления вектора намагниченности по отношению к кристаллогра- кристаллографическим осям. Общие выражения для Еа в наиболее важных кристаллических системах имеют вид: 1) для кубических кристаллов (с точностью до членов, не зависящих от направляющих косинусов сч, <хг, аз) еп = к i(<*? 4 + 44 + 4аЬ + ^444 + 2) для гексагональных кристаллов Еа = Кг sin3 у + К2 sin4 ? + 7С8 sin" 9 + + Ki sin6 <f cos* ty + ... , где (p — угол между направлением намагничивания и гексагональной осью ([001]); ^ — угол между направ- направлением намагниченности и осью [100]; 3) для тетрагональных кристаллов Еа = Кх sin2 Ь + К2 sin4 » + К3 cos2 a cos2 Р + ... , где ft — угол между направлением намагниченности и тетрагональной осью ([001]);а иР — углы между на- направлением намагниченности и осями [100] и [010] со- соответственно. Коэффициенты Kt («' = lf 2, ...) зависят от темпера- температуры и химического состава ферромагнитного материа- материала (рис. 28.20—28.23). На рис. 28.24 показано, как из- изменяется направление оси легкого намагничивания в кристалле гадолиния с изменением температуры. В ин- интервале от 0 до 170° К направления легкого намагничива- намагничивания расположены под углом к гексагональной оси («конус» направлений легкого намагничивания); при этом угол раствора конуса изменяется от 32 до 90°. В об- области температур 170—230° К направления легкого намагничивания лежат в базисной плоскости («плос- («плоскость» направлений легкого намагничивания). В интер- интервале температур 250—290° К конус разрушается и возникает одно направление легкого намагничивания. Особенностью магнитокристаллическои анизотропии гадолиния является также ее сильная зависимость от магнитного поля. На рис. 28.25 приведена зависимость константы магнитной анизотропии Ki гадолиния от напряженности магнитного поля Н при различных тем- температурах Т, "С 531
V Ч s t- \ Kz ч N \ \ J Fe 20 75 70 , -1 2 4 6 8Т,10г°С Рис. 28.20. Зависимость констант магнитной анизотропии Fe от температуры [1] 7 .Б ^ -2 -3 -5 \ ч а у, \ \ Ki А 6 б ¦ Со /' А I Т,7Ог°С 0,3 0,8 0,7 о,е 0,5 0,1 & o,r z о Ч. -0,7 *? -0,2 -0,3 ¦dfi -0,5 Рис. 28.21. Зависимость констант магнитной ани- анизотропии Со от температуры для гексагональной (а) и кубической гранецентрированнои (б) струк- структур [8] -г -з ¦ \ \ \ \ 1 к 700Кг X Ki 1 i _ X / / / f f X > Ni l > -2 -1 t,wz°c % \ 2,5 ^f'r *п Г г 0 Д -7,0 К» i ' ^ вй 5» /б» 750 20Р^250 300 Т,°К . in ¦*** Ki Рис. 28.23. Зависимость констант К\ и Ki магнитной анизотропии Gd от температуры [13] в, град 90 80 БО 40 20 О Базш - - ¦-  ЖЯ /7/7 Оиь и ОСКОСГП > ь / —1 \ '1 50 100 750 ZOO 150 Т,°К Рис. 28.24. Изменение направления легкого на- намагничивания Gd с ростом температуры (угол 6 отсчитывается от гексагональной оси с кристалла) [13] Ki, 70sэрг/см* 200\ Рис. 28.22- Зависимость констант магнитной анизотро- анизотропии Ni от температуры [1] О Z 4- 6 8 70 72 74- 7Б 78 Н,КЭ Рис. 28.25. Зависимость константы К\ магнитной анизотропии Gd от напряжен- напряженности магнитного поля при различных температурах [13] 532
Направления легкого намагничивания в тербии и диспрозии лежат в базисной плоскости, а в гольмии и эрбии — под углом к гексагональной оси [13]. Для сплавов Fe — Со, Fe — Ni, Со — Ni и Fe — Со — Ni значения констант магнитной анизотропии Ki и /С а при различных температурах Т, СС, приведены в табл. 28.9. Из этой таблицы видно, что значения нуле- нулевой анизотропии находятся вблизи 70% Ni, 30% Fe для железоникелевого сплава, вблизи 45% Со, 55% Fe для железокобальтового сплава и вблизи 100% Ni для кобальтникелевого сплава. Для тройных сплавов Fe—Со—Ni ход кривой Ki = 0 точно не определен, но полагают, что эта кривая проходит вблизи точки, соот- соответствующей сплаву перминвар C0% Fe, 25% Со, 45% Ni), подвергнутому обычной для этих сплавов тер- термообработке (отжиг при температуре 400—600° С). По измерениям на монокристалле, для этого сплава Ki = =—2000 эрг/см> [6]." В табл. 28.10 приведена последовательность главных направлений легкого, промежуточного и трудного на- намагничиваний кубических кристаллов в зависимости от знаков и соотношения значений констант магнитной анизотропии /Ci и К а. Таблица 28.9 Зависимость констант магнитной анизотропии А\ и АГг A03 эрг/см3) для сплавов Fe—Co, Fe—Ni, Co—Ni и Fe—Co—Ni от температуры Т [6. 8] Таблица 28.10 Направления легкого. промежуточного и трудного намагничиваний кубических кристаллов в зависимости от констант магнитной анизотропии А", и А [1. 6] Состав, % Fe 100 70 60 50 30 50 35 30 10 — 50 25 20 15 10 10 10 10 Со 30 40 50 70 — — — — 65 50 40 20 10 3 10 25 15 25 40 30 20 10 Ni 50 65 70 90 100 35 50 60 80 90 97 40 50 65 60 50 60 70 80 20 К, 420 102 45 —68 —433 33 15 7 —7 —34 —258 — 108 —74 4 16 ¦^-10 61 4 9 —26 -72 —38 —29 —2 J С Кг 150 160 -ПО —390 50 — 180 -70 —17 -23 53 150 —40 40 8 -40 9 — 160 16 -ПО 34 —4 —80 17 —39 200" С Kt 300 25 12 2 —2 5 19 4 — 1 -10 —54 — 17 -25 —2 Кг 22 - -80 -40 4 — 10 20 — — — — 4 2 -18 —45 41 —50 70 -20 зоо° с к, 18 10 0 0 — — — — — Яг — — 7 -32 0 —8 — — 398° С Я, . 7 —3 з з g —12 — 14 . о Кг -60 22 2 -15 —102 —37 29 6 Kt к, Легкое Промежуточное Трудное От+=° ДО [100] [НО] [111] От 9 4*1 До -9/Ci [100] [1П] [ПО] От —9Kt до —оо [111] [100] [ПО] — От — оо ДО [111] [ПО] [100] — От 9 4 1 ДО [ПО] [111] [ЮО] — От 9|/Сх до + О0 [ПО] [ЮО] [111] Значения констант магнитной анизотропии для спла- сплавов железа и других ферромагнетиков приведены на рис. 28. 26—28.28 и в табл. 28.11 и 28.12. 30 ¦ч ч \ \ ал \ [л J -10 4 6 8 10 11 Щ 16 Массодое содержание А1,% Рис. 28.26. Зависимость кон- константы магнитной анизотропии при комнатной температуре от состава сплавов Fe—А1 [8]: о — после медленного охлаждения (упорядоченный сплав); б — после закалки от 650° С (неупорядоченный сплав) 533
^1 3 1 о- ч О \ О Z Ь 6 8 Fe Массовое содержание Si, % Рис. 28.27. Зависимость константы анизо- анизотропии /Ci для сплавов Fe — Si при темпе- температуре 20° С от содержания кремния по данным разных авторов [8] Таблица 28.11 Зависимость констант магнитной анизотропии Л", и А", от температур сплавов Fe—Si [8] Содержание Si, % 0 0 0 3,1 ±1 3.1 ±1 3,1±1 ¦ 5,1 + 1 5,1+1 5,1±1 Т. °С — 196 —78 27 — 196 —78 27 — 196 —78 27 „ .„. эрг Ai . ДО4 CM3 52,0+1,0 50,5+1,0 48,0+1,0 42,5+1,0 40,5+1,0 36,5+1,0 35,5+1,0 32,5+1,0 28,5+1,0 CJH3 0+5 0+5 0+5 — —5+5 —5 + 5 —5 + 5 UI 1 1 1 1 1 1 1 L L_l_ 1 0 10 10 30 40 50 Б0 70 80 Т2,703(°К)г Рис. 28.28. Зависимость константы магнитной анизо- анизотропии сплавов Ni — Си от квадрата абсолютной температуры и состава [6] 534 Таблица 28.12 Коистаиты магнитной анизотропии ATi соединений кобальта с редкоземельными элементами при температуре 27 и —196°С [5] Кг, Кг, Соединение 10' 10' -196 эрг/см3B7°С) эрэ/сма Со6Се г.! — CoeNd 1.2 -33,9 Со„Рг 7,0 —6,0 Co5Sm 4,7 — Со5 5 Y ,7 Зависимость К = Кг + Kz для гексагонального крис- кристалла MnBi от Г см. на рис. 28.29. ш П / / A / /I / / Y -г 0 W 80 120 160 ZOO 2V) Т, 'К Рис. 28.29. Зависимость константы К = = /Ci + K2 Для гексагонального кристалла MnBi от температуры. При температуре 20 °С Кх = 9,1.10е эрг/см5, Кг = 2,6-106 эрг/см3 [8] Магнитострикция Изменения размеров тела, вызванные изменениями его намагниченности, называют магнитострикцией. Изменение объема тела называют объемной магнито- магнитострикцией, а изменение размеров тела при постоянном объеме — линейной магнитострикцией. Объемная магнитострикция. Относительное измене- изменение объема Л VIV = со при изменении намагниченности в общем случае складывается из трех составляющих различного происхождения [8J: Член со / зависит только от истинной намагниченности (J — Js > 0). Изменение объема со/ может проис- происходить под воздействием температуры (изменение само- самопроизвольной на.магниченности) и при изотермическом изменении истинной намагниченности во внешнем поле. В сильных магнитных полях, когда изменение ориента- ориентации вектора намагниченности уже не происходит, со/ в общем изменяется линейно с напряженностью магнит- магнитного поля. В сильных полях (dco j ]йН)т зависит только от материала и температуры. Член и>д. описывает изме- изменение объема кристалла в зависимости от ориентации
ai, иг, as самопроизвольной намагниченности по отно- шению к кристаллографическим осям при постоянной температуре. «Эффект формы» со p зависит только от фор- мы образца и от общей намагниченности и, таким обра- зом, не является свойством материала. Линейная магнитострикция. Относительное изме- нение длины Up = (Д///)«? в направлениях fix, р2. Рз при изотермическом намагничивании ферромагнит- ного кристалла до насыщения в направлениях ai, a2, аз называют магнитострикцией насыщения при уело- вии, что в начальном состоянии намагниченность крис- талла была ориентирована по направлению легкого на- магничивания (идеально размагниченное состояние). Для кубических кристаллов Хнр дается выражением + 4 Pi + 4 fs — 1/3) + 2 + а2 а3 «2 ai о| % + A3s—(если ось [100] является направлением легко- го намагничивания) или + A3(s—1/3)—(если направлением легкого намагничи- вания является ось [111]). B8.1) Здесь hx, ..., h&— константы и s = а^а| + al4 + 44 • Направляющие косинусы ait рг относятся к кубическим осям. Этого приближения достаточно, чтобы описывать экспериментальные результаты. Из уравнения B8.1) можно получить член объемной магнитострикции о>„ : -* * о«, К & лели ось [100] является направлением легкого намагни- чивания) ЗЙA/3) B8.2) (если направлением легкого намагничивания является ось [111]) и продольную магнитострикцию (aj = Рг) по главным кристаллографическим осям [100], [1101 и [1111: 22 111 33 6 2 111 3 2 9 5" То 12 При = А4 = А5 = 0получаетс„ упрощенное выражение: Здесь 6 — угол между направлением измерения и на- правлением намагниченности. Из уравнения B8.1) полу- получаем выражение для объемной магнитострикции поли- кристалла: если [т] являются направлениями легкого намаг- ничивания или а„ = — B/5) А3( B8.7) если оси [щ] являются направлениями легкого намаг- ничивания. Магнитострикция насыщения гексагональных крис- таллов описывается выражением + 1В К1 — аз) 0 — Рз) — (ai + V [A - 4) pi - (afo + a$2) <х8р8 B8.8) с четырьмя константами к а, .... ^D. Направляющие косинусыаг, (ц относятся к системе прямоугольных ко- ординат, где ось г совпадает с гексагональной осью [0011, а оси х, г/ — с направлениями [100] и [120] соответст- венно. Объемная магнитострикция монокристалла дает- ся выражением ^ *К ~ ("А + *-в + *с) (* — аз) • B8.9) Для поли кристаллического материала с произвольно ориентированными кристаллическими осями продоль- пая магнитострикция насыщения (измеренная парал- параллельно направлению намагничения, т.е. аг =Рг) может быть получена из уравнения B8.8): Х„ =XS = 15 B8.10) Поперечная магнитострикция насыщения выражается Формулой 2 1 4 а объемная определяется соотношением 3 B8Л1) + ЗАШ (ata2 рхр2 + a2a8 р2р8 только с двумя константами Х1 У B8.4) 100 и ХХ11> которых часто „осхаточио для описания экспериментальных результа- ТОВ. Для поли кристаллического материала с произволь- иым распределением ориентации кристаллических осей из соотношений B8.3) можно получить линейную магни- тострикцию в виде: где + ЗХ B8.5) В сильных полях (выше технического насыщения, т.е. при У > У^) зависимость (Л ///)<«р от напряженнос- ™ магнитного поля в основном линейна. Эта так назы- ^ (А///) в 1 \ "Р = Ао + А,( af ffi + a| p| + a| p§ — + с константами 1/аИ/\ n0 , ft| п2. Здесь п0 = __ I. I— О \ Oil / изме- нение длины, соответствующее члену w/ изотропной объ- емной магнитострикции. 535
Константы, входящие в уравнения B8.1)—B8.13), определяются экспериментально, (см. табл. 28.13—28.23 и рис. 28.30—28.64). Таблица 28.13 Производная (dw, /дН)т для металлов и сплавов в сильных магнитных полях [8] Вещество Fe Ni Ni Ni Co 20%Ni+80%Fe 30%Ni+70%Fe о ьГ 20 20 280 348 20 20 20 \ дН IT, 1Q— @ g—' ~6 —0,55 —6 —36 -6 -20 -300 Вещество 40%Ni + +60%Fe 50%Ni + +50%Fe 3%A1 + +97% Fe 8,1 % A1 + +91,9%Fe 11 9%A1+ +88,l%Fe 15%A1 + +85%Fe 16,9%A1+ +83,l%Fe 0 20 20 20 20 20 20 20 \ OH 1 T, -32 -4 8 8 7 14 30 0 Fe 20 40 BO 80 Массовое содержание Ni, % 100 Ni Рис. 28.30. Изменение объема Л VIV сплавов Fe — Ni (при температуре 20°С) при изменении напряженно- напряженности магнитного поля от 0 до 1050 э по данным разных авторов [8] Таблица 28.14 Константы магнитострикции железа при 20°С [8] 20,3 -21,1 Вычислено по фор- формуле B8.6) ls, 10-" —4,5 Измерено при 20°С — 10 + 2 30 20 10 0 5 10 15 20 15 30 Атомное содержание Al(Si),% Рис. 28.31. Зависимость производной (д to i /дН)Т для сплавов Si — Fe и Al — Fe от концентрации Al(Si) [8] У / si-Fe о о о \- 1 1 1 Al-Fei \' i i i i i Рис. 28.32. Зависимость конс- константы магнитострикции Х1оо и \1п Fe от температуры [8] Таблиц? 28.15 Константы магиитострикции монокристалла кобальта [8] ХА . 10- —45 >-в. ю-6 —95 хс , ю-" + 110 XD . №-• —100 -30 A-а| [см. уравнение B8.9)] 1 Таблица 28.16 Константа магнитострикции поликристаллического кобальта (см. также рис. 28.33) Xs, 10-» [см. уравнение B8.10)] -71,4 <о^ , 10-» [см. уравнение B8.12)] —20 536
ю-е ?0 eo 20 >fl 20 40 60 / I Сплав 54% Pt, 46 ^ 500 ^ %Fe Co (литой) <V 1000 Н,э —Со(тожжен) Ni Рис. 28.33. Зависимость относительного изменения длины (А///) поли кристалли- кристаллических образцов Fe, Co, Ni и сплава E4% Pt+46% Fe) при температуре 20 °С от напряженности магнитного поля [151 Таблица 28.17 Константы магнитострикции никеля при температуре 20°С [8J н1ш -68,8+3,8 ft2, 10-" —36,5+1,9 ft3. ю-° —2,8+3,1 К, ю-« -7,7 + + 5,2 К, ю-« 7,7 + 3,1 Уравнение" BB.6) \ 4 4 ^\ -200 -700 0 100 200 300 Т,°С Рис.28. 34. Зависимость константы магнитострикции Х прлнкристаллического Ni от температуры по данным работ различных авторов [8] о. ооооср юсйос ^¦111 / У -20 0 100 ZOO 300 400 500 T,°K Рис. 28.35. Зависимость констант магни- тострикцин Ai0() и \П1 Ni от температу- температуры [8] Таблица 28.18 Константы магнитострикции сплава 22% Fe + 78%Ni (пермалой) при температуре 20°С [8J Охлаж- Охлаждение Быст- Быстрое Мед- Медленное ft,, 10"' 13,7 (±1.0) 20,9 (±0,7) ft2, Ю-» 2,6 (±0,5) 2,8 (±0,3) ,,, —0 (±о 1, (±0 о-« ,3 .8) 7 ,5) ft4. 1, (±1 — 1 ( + 1 0- 1 ,4) ,4 ,0) ft6. l —0 (±о —0 (±0, D- ,1 8) 2 5) Таблица 28.19 Температурная зависимость константы ~ks некоторых поликристаллических сплавов железо — никель [8] (см. также рис. 28.36 и 28.37) Содержание Ni в сплаве, % 36 ' 46 50 70 20сС 20,3 25,4 24,3 11,6 —186°С 30,5 30,7 26,8 12,6 я, ю-* 20 -10 -60 / / / — неупорядоченный f упорядоченный Fel N i 50 60. 70 80 SO Массовое содержание Ni, % 100 Рис. 28.36, Зависимость константы магнитострикцни Чоо и ^-111 кубических гранецентрированных сплавов Fe — Ni при температуре 20 °С от концентрации нн- келя [8] 537
Ш го ^,1050$ X / ч (Щ U/II [уравнены \ \ -20 -40 о го w so so wo Ft ' Массовое содержание Ni,% Hi Рис. 28.37. Относительное изменение длины (Л/Д),. в магнитном поле напряженностью 1050 э и константа \s, вычисленная по формуле B8.6) на основании данных рис. 28.36 для поликристаллических сплавов Fe — Ni различных составов при температуре 20°С [8] Таблица 28.20 ВО - / / / и/ hoo/ / t \ Fe3Co а /° 1 FeCo + X -40 о го чо бо so Массовое содержание Со, % Рис. 28.38. Константы магнитострикции Х1оо и \1и кубических объемноцентрированных сплавов Fe — Со различных составов при температуре 20°С по данным работ ра зличных авторов [8] Влияние структурного упорядочения на константу сплава Ni3Fe при температуре 20°С [8] \s, 10 (данные различных авторов) Неупорядоченный сплав 1,9 7,1 8,5 Упорядоченный сплав 4,15 10,1 10,7 Характеристики моно- и поликристаллических сплавов железо — кобальт (рис. 28.38 и 28.39) В ряде областей техники находит применение магни- тострикционный сплав железа с кобальтом марки К-65, для которого в поле насыщения Л/// > 10~4 [16]. Таблица 28.21 Химический состав сплава К-65 [16] Элемент Содержа- Содержание, % Со 63,0— 65,0 Si 0,05 0,15— 0,30 Мп 0,30— 0,60 0,025 0,02 Fe Осталь- Остальное Z0 40 БО 80 Массовое содержание Со, °А Рис. 28.39. Зависимость относительного изменения длины (Л///)л поликристаллических сплавов Fe — Со в магнитных полях напряженностью от 60 до 1100 э от содержания Со при температуре 20°С[8] 538
Я,1 100 ЯП БО 40 20 0 -го, -40 -БОг О'6 у J /,' / у, / >"—— / / / / \/ / / / / / \ / у / О 10 20 30 40 50 БО 70 Массовое содержание Со, % 80 -40 410 V 4 8 12 1Б 20 24 28 3Z Атомное содержание А1, % Рис. 28.42. Константы магнитострикции Х,оо, ХХ11 и Х11о медленно охлажденных (упорядочен- (упорядоченных) сплавов Fe — А1 при температуре 20сС [8] Рис. 28.40. Константы магнитострикции Х100 и Хц1 кубических гранецентрированных спла- сплавов Ni — Со различных составов при темпе- температуре 20 °С [8] 20 0 -10 -40 -БО Л ) А А Л А i i i i \- \ i ч V V 20 40 ВО 80 Массовое содержание Со, % 100 Рис. 28.41. Константа магиитострикции Xs поли- кристаллнческих сплавов Ni — Со различных составов при температуре 20 СС Обозначения О и л соответствуют данным работ различных авторов. Пунктир — вычисления по данным рнс. 28.40 [8]. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Массовое содержание А1, % Рис. 28.43- Константа магнитострикции hs упорядочен- упорядоченных (а) н неупорядоченных (б) полнкристаллических сплавов Fe — А1 при температуре 20°С по данным работ различных авторов [8] 539
%,ww -i 'Л; ' Ч' 0 5 10 15 20 25 30 Атомное содержание А1,% Рис. 28.44. Константы h\ и h\ «вынужденной» магнитострикции сплавов Fe — А1 при температу- температуре 20° С [8] 30 + 10 -20 / X д д / А 1 Д Д D \х ' * 111 -S ° у х V О 2 4 Б 8 Массовое содержание л',% Рис.28.45. Константы магнито- стрикцин Х1оо и Х1Ц сплавов Fe — Si при температуре 20°G по данным работ различных авторов [8]: ' К—неупорядоченнне сплавы; D. Д ¦ О —Уп0~ рядоченише сплавы -2 -6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 > / ¦я \ \ \ ч 2 Ь в 8 Массовое содержание Si,% 10 Рис. 28.46. Константа магнитострик- магнитострикции Xj поликристаллических сплавов Fe — Si при температуре 20 °С. Значе- Значения Х3 вычислены по B8.6). Пунктир соответствует области, для которой нет экспериментальных данных [8]. J0 20' 70 -ю м Л f1 A111 о 1 T,WZ°C Рис. 28.47. Зависимость констант магннтострнкции Х100 и ХХ11 сплава Fe -f- 3,5% Si от температуры [8J. 5 10 15 20 Массовое содержание металла, % 25 Рис. 28.48. Константа магнитострикции \s по- поликристаллических бинарных сплавов Fe с Ti, Mo и W при температуре 20° С [8] 540
Массовое содержание, % Рис. 28.49. Константа магнитострикции Х^ поликристаллических бинарных сплавов Fe с С и Р при температуре 20 с С [8] О 10 10 30 40 50 Атомное содержание Pt,% I I I I 1 | | | | О 10 20 30 40 50 60 70 Массовое содержание Pt, % Рис. 28.50. Константа магнитострик- магнитострикции *ks системы Fe — Pt при комнат- комнатной температуре [8] 20 16 12 / / //, // / У / / , ¦ , - .—¦ у* — — —-* 21,1^ 23,6^ 4Ц ^-—¦ 50,5, «в—— .. —-¦ • О 2 4 е 8 Н,10'Э Рис. 28.51. Относительное изменение длины (Л ///) сплавов Fe — Сг после закалки от 1050°С в масле в зависимости от содержания Сг и напряженности магнитного поля [16] 10 ? 6 А 2. 0 1 f 1/. У '/" /* ^-— / ^—• ^—¦ ^ ' 21,1% 29,6 40 50,5 52,3 2- 4 Б 8 10 Н,702Э Рис. 28.52. Относительное изменение длины (hilt) сплавов Fe — Сг после отжига при 900°С в течение 2 ч в зависимости от содер- содержания Сг и напряженности магнитного поля [16] Л,1( -20 / /hoo / 7 0 10 20 30 40 Атомное содержание Си, % Рис. 28.53. Константы магнито- магнитострикции Х1оо и Xltl сплавов Ni — Си различных составов при температуре 20°С [8] -1 Рис. 28.54. Зависимость константы магнито- магнитострикции Х^сплава NigMn от температуры при различных степенях упорядочения [8]: О — упорядоченный; д — закаленный от 400° С; X—за- X—закаленный от 480° С 541
Таблица 28.22 Константа магнитострикции 7.s поликристаллических бинариых сплавов никеля [8] Атомный состав, % Ni 99,3 91,0 87,0 84,3 94,9 89,5 95,3 93,0 89,7 98,1 94,3 89,8 80,7 71,3 97,5 94,4 97,6 96,4 94,7 97,1 95,6 93,5 93,2 87,9 83,3 78,8 77,1 83,3 78,8 77,1 80 90 85,6 85,1 65 Со 0,5 0,4 0,5 0,5 1,0 1,0 0,7 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,75 0,8 0,9 0,5 0,5 0,8 0,3 0 0,8 0,3 0 — — 0,5 0,5 — X — 8.3А1 12.5А1 15.1А1 4,lSi 9,2Si 3,5V 6,4V 9,6V l.lCr 4,05Cr 9,3Cu 18,7Cu 28,lCu l,85Mo 5,0Mo l,4Sn 3,0Sn 4,9Sn 1.65W 3.35W 5.05W 6,0Mn ll,4Mn 13,7Mn 19,7Mn 22,7Mn 13,7Mn 19,7Mn 22,7Mn 20Pd lOPd lOFe, 3,9Cr 10,lFe,3,9W 16Pd, 19Fe Остальное 0,2 0,3 0 0,1 0,2 0,3 0,5 0,2 0,3 0,3 0,2 0,4 0 0,2 0,2 0,1 0,5 0,1 0 0,5 0,3 0,5 0,3 0,2 2,0 1,2 0,2 2,0 1,2 0,2 — — 0 0,4 — n°c —32,5 —7,1 0 0 —15,5 —1,2 —15,5 —1,7 0 —26 —8,5 —24 —12,5 —3,2 —22,5 —3,5 —27,5 —22 —15,5 —22,5 —11,5 —2,5 —18,5 —8,0 —0,6 + 1,3 + 1.8 —0,85 — —39,0 —35,0 —4,9 —2,2 0 —183°C —35 —14,5 —8,0 —5,0 —22 —7,0 —23 —11,5 —1,2 —32 —18 —32 —21,5 —13,5 —29,5 —12 —32,5 —29 —23 —29 —18 —11,5 —24,5 —13.5 —7,6 —0,5 —0,5 —7,4 0 —0,15 —45,0 —40,0 —6,0 -3,1 +0,7 —273°C —36 — 16 —9,2 —8,5 —22,5 —9,5 —24 —14 '—2,2 —33 —19 —33 —23 —14,5 —30 —14 —33 —30 —23,5 —30 — 19 —13 —24,5 —13,5 —9 —0,7 —1.3 -7,8 —0,6 —0,25 —46 —41 —6,0 —3,2 — 357 137 22 —78 243 94 219 52 —150 317 157 263 177 74 277 82. 314 264 209 212 164 127 297 209 127 — — . — 302 — 351 330 502 Термообработка - 1 4 медленное охлаждение у ч, 800°С, медленное охлаждение Упоряд. 2 ч 450°С Неупоряд. 1/2 ч 800°С Закаленный • 542
-ЮР Рис. 28.55. Зависимость продольной магнитострикции монокристалла Gd вдоль осей с (кривые /, 2, 3) и а (кривые 4, 5, 6) при различных значениях напряженнос- напряженности магнитного поля от температуры [13]: 1,6 — Н = 14000 з; 2,5 — Н — 9000 э; 3,4 — Я-5000 з dA Рис. 28.56. Зависимость d\ldH для монокристалла Gd от температуры [13]: / — вдоль оси с; 2 — вдоль оси а Рис. 28.58. Зависимость продольной Хц (черные кружки) и поперечной Хх (светлые кружки) маг- магнитострикции поликристаллического ТЬ при раз- различных значениях напряженности магнитного поля от температуры [13] Рис. 28.57. Зависимость константы магнитострик- ции насыщения \s Gd от температуры [13]: а; 2— НцЬ, Х||а; 3 — ШХ||е; 4 —Н||а, ). II с; 5 — Н |1 с. X И а 543
Рис. 28.59. Изотермы продольной X jj и поперечной \х магнитострикции поликристаллического ТЬ [13]. -5000 т 15 го is и, Рис. 28.61. Изотермы продольной Х« и поперечной Хх магнитострикции поликристаллического Dy [13] Рис. 28.60. Зависимость магнитострикции в Dy вдоль осей а, 6 и с от напряженности магнитного поли, приложенного вдоль оси а [13] Z5 И, КЭ Рис.-28.62. Зависимость магнитострикции монокристал- ла Но вдоль осей а, 6 и с от наприженности магнитного поля, приложенного вдоль оси Ь, для различных значе- значений температуры Т [13] 544
Рис. 28.63. Изотермы продольной Хц и по- поперечной Х± магнитострикции поликристал- поликристаллического Но [13] Таблица 28.23 Магнитострикция насыщения ферромагнитных сплавов иа основе марганца при температуре 20°С [15] (см. также рис. 28.64) Сплав 31%Мп + 69%Sb 30,9% Си+ 14% Мп + +55,1% Bi Магнитострнкцня насыщения IAI/I)s, 10-» —83 — 140 15 25 35 4-5 Шссобое содержание Мп, % Рис. 28.64. Относительное из- изменение длины (Al/l)s сплавов Мп—Sb в зависимости от соста- состава и температуры [15] Коэффициент размагничивания При намагничивании эллипсоидальных образцов во внешнем магнитном поле напряженностью Не напря- напряженность истинного (внутреннего) магнитного поля Н в каком-либо сечении образца представляет собой сумму напряженностей Не и —Д Н внешнего и размагничиваю- щего полей: Н=Не — АН. В первом приближении напряженность размагничиваю- размагничивающего поля АН пропорциональна намагниченности об- образца: — — -^— R—m 4я Коэффициент пропорциональности N называется ко- коэффициентом размагничивания. Значение коэффициен- коэффициента размагничивания зависит от формы образца. Значе- Значения Л//4я приведены в табл. 28.24 и на рис. 28.65 и 28.66. 4 ю юо 13 456 8 Z 3 456 8 2 3 4- 0,1 8 6 г 3 0,01 8 в 5 4 3 0,001 s S т ч \ \ \ J s s V S- S S N\ У ширь и=5 10 оо ч Злпш Л \ S т а~ \\ ,Л & у \ ч $ \ Л \ s \ \ ч^ 2 3 4 56 8 „ 2 3 4 56 10 100 2. зт Рис. 28.65. Коэффициент размагничивания эллипсои- эллипсоидов и цилиндров для т, лежащих в интервале от 1 до 400: а — сжатые эллипсоиды, б — вытянутые эллипсоиды. По оси абсцисс отложено m — отношение длины большой оси к длине малой оси (для эллипсоидов) или длины к диаметру (для цилин- цилиндров) [6] Отношение В1Не, т. е. отношение индукции в об- образце к напряженности внешнего магнитного поля на- называется кажущейся проницаемостью [i'. В тех слу- случаях, когда 1/(х С 1, Для определения истинной про- проницаемости можно пользоваться следующей формулой: 1/(л = A/(л') _ (А//4л). Связь истинной магнитной проницаемости [х, с кажущей- кажущейся (г' для цилиндров с различным отношением т длины к диаметру показана на рис. 28.67. В цилиндрическом образце индукция распределена неравномерно: она максимальна в средней части и убы- убывает к концам. Только у образцов, имеющих форму эл- эллипсоидов и находящихся в однородном магнитном по- поле, индукция однородна по всему объему образца. Ко- Коэффициент размагничивания эллипсоидов с заданным от- отношением длин их трех осей можно точно рассчитать; для них можно определить также направление индук- индукции.'Ниже приводятся формулы для основных случаев: 1) вытянутого эллипсоида вращения (овоида), имеющего одну большую полуось, отношение которой к малой 545
10 И/4ж иг* 8 6 5 4 3 10' 10 2 3 it 56 В 100 2 3 4 56 8 1000 цил индр$ ТЗЖпшды ц :'Г- \\ \\ \\ ^\ ""Г s— \\ \ 568 56 8 2 Зт 1000 Рис. 28.66. Коэффициент размагничивания эллипсоидов и цилиндров для т, лежащих в интервале от 10 до 4000 (обозначения те же, что и на рис. 28.65) [6] равно т, и 2) сжатого эллипсоида вращения (сфероида), имеющего одну малую полуось, отношение которой к большой равно 1/т. В том и другом случае предполага- предполагается, что образец намагничивается параллельно боль- большой оси: N 4я N _1_ 2 1 Г т -1 [VmTZr ¦ In (m + У trP arcsin Таблица 28.24 Коэффициент размагничивания Л'/4т: для цилиндров и эллипсоидов, намагничиваемых параллельно большой оси [6] Отношение длины к диа- диаметру т 0 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 Цилиндры 1,0 0,27 0,14 0,040 0,0172 0,00617 0,00129 0,00036 0,000090 0,000014 0,0000036 0, • Эллипсоиды вытянутые 1,0 0,3333 0,1735 0,0558 0,0203 0,00675 0,00144 0,000430 0,000125 0,0000236 0,0000066 0,0000019 сжатие 1,0 0,3333 0,2364 0,1248 0,0696 0,0369 0,01472 0,00776 0,00390 0,001567 0,000784 0,000392 N/471 W 20 406010 103 10' 10' 10" 10 ,-г - - - - ;— 2_ / _i_ I _/ /г- |^' ^" LLX I / / I у/ I _|_ I ,J / _L ± -4 У1 / ,*^ Xi 1 1 1 #'1 =s ¦ ,L I ^ —¦ ¦а -| " i I Km ¦г ?0 10 - ¦ ¦ в - - - 10" w3 ж- 60 40 20 10 20 40W 10l W3 10* W5 Рис. 28.67. Связь между истинной магнитной проницае- проницаемостью (л и кажущейся магнитной проницаемостью |/ для цилиндров с различным отношением длины к диа- диаметру [6] 28.3. ФЕРРОМАГНЕТИКИ, ИМЕЮЩИЕ ВАЖНОЕ ЗНАЧЕНИЕ В ТЕХНИКЕ Магнитомягкие материалы Сталь электротехническая нелегироваииая. Нелеги- Нелегированной электротехнической сталью называют спла- сплавы железа, содержащие менее 0,1% углерода и мини- минимальное количество марганца, кремния и других при- примесей (табл. 28.25—28.27, рис. 28.68). Наименование «железо» условно дано низкоуглеро- низкоуглеродистой стали, полученной с применением электролити- электролитического, карбонильного процессов или методом прямого восстановления наиболее чистых руд. Таблица 28.25 Химический состав железа [16] Название Кипящая низкоугле- низкоуглеродистая электро- электротехническая сталь («Армко») Электролитическое железо Карбонильное железо Химический состав, % (ие более) 0,025 0,004 0,01 Si 0,05 0,004 0,01 Мп 0,035 0,025 0,015 0,08 0,002 0,004 0 0,01 ,003 0,005 0,005 Си 546
Таблица 28-26 Магнитные свойства железа [6,16] Название Низкоуглеродистая сталь с минималь- минимальным содержанием примесей Электроли тическое железо (после пере- переплавки в вакууме и последующего от- отжига) Карбонильное железо Нс,э 0,01 0,36 0,08 500 2000— 3000 •^макс 350 000 15 000 20000— 21500 вг,гс 1500 5500— 6000 Таблица 28.27 Магнитные свойства электротехнической иелегироваииой стали (ГОСТ 3836—73)* Марка2* 10 895 20 895 10 880 20 880 10 864 20864 10 848 20 848 20832 Н?, э (ие более) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 ¦\ianc *ие меиее> 3000 4000 4500 4800 5000 ¦ Химический состав: С < 0,04%; Si < 0,3%; Мп < 0,3%. 2* В, кгс, при иапряженностях (в индексе, а/м) ие менее: B§qq= =13,8; В1(Юд = 15,0; В25оо=16,2; В5000 = 17-1; вЮ000 = 18.1" %H00 = 20.5. Нс,з 0,65 0,55 \ \ ч ' 0,01 0,1 1 10 100 1000 Сечение зерна, мм2 Рис. 28.68. Влияние размера зерна на коэрцитивную силу стали с со- содержанием углерода 0,02% [16] Сплавы железа с кремнием. Листовая элект- электротехническая сталь. Сплавы железа, со- содержащие от 0,8 до 5,00% кремния, изготовляются в виде листов и лент различных толщин под наименовани- наименованием листовой и ленточной электротехнической стали. В СССР в соответствии с ГОСТ 802—58 изготавливают- изготавливаются шесть групп этой стали, отличающихся содержани- содержанием кремния и методом изготовления (табл. 28.28). По степени легирования кремнием, магнитным и электрическим свойствам листовая электротехническая сталь подразделяется на марки. Буквы и цифры в мар- марках условно означают: Э — электротехническая сталь; первая цифра после буквы Э A, 2, 3, 4) — степень ле- легирования стали кремнием: 1 — слаболегированная сталь, 2 — средиелегированная сталь, 3 — повышен- нолегированная сталь, 4 — высоколегированная сталь; вторая цифра A, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8)— гарантированные электрические и магнитные свойства стали: 1, 2, 3 — удельные потери при перемагничивании стали с часто- частотой 50 гц и магнитная индукция в сильных полях A — с нормальными удельными потерями, 2 — с понижен- пониженными, 3 — с низкими), буква А после цифры обозна- обозначает особо низкие удельные потери, 4 — удельные потери при перемагничивании стали с частотой 400 гц и магнитная индукция в средних полях, 5, 6 — маг- магнитная проницаемость в слабых полях — от 0,002 до 0,008 а/см E — с нормальной магнитной проницае- проницаемостью, 6 — с повышенной), 7,8 — магнитная прони- проницаемость в средних полях от 0,03 до 10 а/см G — с нормальной магнитной проницаемостью, 8 — с повы- повышенной); #, третья цифра @) обозначает, что сталь холодноката- холоднокатаная текстурованная; третья и четвертая цифры @0) обозначают, что сталь холоднокатаная и малотекстурованная. Указанные выше обозначения марок относятся к стали нормальной точности проката и нормальной от- отделки поверхности. Для стали повышенной точности проката и повы- повышенной отделки поверхности в обозначение марки вво- вводится в конце буква П. Электротехническая листовая сталь, изготовляемая отечественной промышленностью, согласно ГОСТ 802— 58, должна обладать магнитными свойствами, указанны- указанными в табл. 28.29—28.32. Условные индексы: В0>002; Во,оо4; Во,оо8; В0,08; Во,об! Во>1; Во,г! B0,5l B0O; Bi; Вг; Bs; Bio! B25; Вбо; Вюо; Взоо — обозначают магнитную индукцию в кгс на основной коммутационной кривой намагничива- намагничивания при напряженности магнитного поля в амперах на 1 см (а/см), равной соответствующей цифре при букве В @,002, 0,004 и т. д.); PlO/50, Pi5/50, Pl7/50 обозначают полные удельные потери в ваттах на 1 кг стали (вт/кг) при перемагничи- перемагничивании ее с частотой 50 гц и максимальных значениях индукции — 10, 15, 17 кгс; Р7,5/400, Рю/400 — пол- полные удельные потери в ваттах на 1 кг стали при пере- перемагничивании ее с частотой 400 гц и максимальных зна- значениях индукции 7,5 и 10 кгс соответственно, отнесенных к синусоидальному изменению индукции. Потери на гистерезис за цикл определяются пло- площадью петли: = S HdJ. Wь выражается в эрг/см3, если В и Н выражены со- соответственно в гауссах и эрстедах. Потери на гистере- гистерезис Р измеряют также в вт/кг , относя их к определен- определенной частоте переменного магнитного поля /. Связь между Р в этих единицах и в эрг/см3 за цикл имеет вид 547
Таблица 28.28 Содержание кремния в листовой электротехнической стали (ГОСТ 802—58) Продолжение табл. 28.29 Сталь Слаболегированная: а) горячекатаная б) холоднокатаная Среднелегированная Повышеннолегиро ванная: а) горячекатаная б) холоднокатаная Высоколегированная Содержание кремния, % 0,8—1,8 1,0—1,8 1,8-2,8 2,8—3,8 2,8—3,5 3,8—4,8 ю-4/ • wh Р (вт/кг) = » а где d — плотность, г/см3 Согласно ГОСТ 802—58, удельные потери стали пос- после старения не должны превышать потерь, указанных в табл. 28.29 и 28.30, на следующие значения: высоколегированная сталь 3% средне- и повышеннолегированная сталь 6% слаболегированная сталь марок Э11, ЭИОО 7% слаболегированная сталь марок Э12, Э13, Э1200, Э1300 9% Таблица 28.29 Магнитная индукция и удельные потери при высокой напряженности поля и частоте 50 гц (ГОСТ 802—58) Марка стали Магнитная индукция (не менее), кгс, при напря- напряженности магнитного поля (а/см) Удельные по- потери (не бо- более) , вт/кг, при индукцнн и частоте (кгс/гц) эп Э12 ЭП Э12 Э13 Э21 Э22 Э31 Э32 Э31 Э32 Э41 Э42 Э43 Э43А Э41 Э42 Э43 Э43А Горячекатаная 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 5 0,5 0,35 0,35 0,5 0,5 0,5 0,5 0,35 0,35 0,35 0,35 — — — 13,0 12 9 1? 9 12,9 13,0 12,9 12,9 12,9 15,3 15 0 15,3 15,0 15 0 14 8 14,8 14 6 14,6 14,6 14,6 14,6 14 5 14 4 14,4 14,6 14,5 14,4 14,4 16,3 16 9 16,4 16 9 16 9 15 9 15,9 15 7 15,7 15,7 15,7 15,7 15 6 15 5 15,5 15,7 15,6 15,5 15,5 сталь 17,6 17,5 17,6 17,5 17,5 17,3 17,3 17,2 17,1 17,1 17,1 17,0 16,9 16 9 16,9 17,0 16,9 16,9 16,9 20,0 19 8 20,0 19 8 19 8 19 5 19,5 19 4 19,2 19,2 19,2 19,0 18 9 18,9 18,9 19,0 18,9 18,9 18,9 5,8 5 5 3,3 3 9 9 8 9 5 2,2 9 П 1,8 1,6 1,4 1,55 1 4 1,25 1,15 1,35 1,2 1,05 0,9 13,4 19 5 7,7 7 5 6,5 6,1 5,3 4 4 3,9 3,6 3,2 3,5 3 1 2,9 2,7 3,0 2,8 2,5 2,2 Марка стали Магнитная индукция, (ие менее), кгс при на- напряженности магнитного поля (а/см) В10 Удельные по- потерн (не бо- более) , em/кг, при индукции и частоте (кгс/гц) S 8 Холоднокатаная малотекстурованная сталь Э1100 Э1200 Э1300 Э3100 Э3200 0, о, о, 0, о, 5 5 5 5 5 — —. — 15,3 15 3 15 5 15 0 14,8 16,4 16 4 16 4 16 0 15,8 17,6 17 6 17 6 17 3 17,2 20,0 90 0 90 0 1Q 6 19,5 3,3 9 8 9 5 1 7 1,5 7,5 6 5 5 8 3 7 3,4 Холоднокатаная текстурованная сталь Э310 Э320 ЭЗЗО ЭЗЮ Э320 х ЭЗЗО ЭЗЗОА 0,50 0,50 0,50 0,35 0,35 0,35 0,35 16,0 16,5 17,0 16,0 16,5 17,0 17,0 17,5 18,0 18,5 17,5 18,0 18,5 18,5 18,3 18,7 19,0 18,3 18,7 19,0 19,0 19,1 19,220,00,952,1 19,520,00,8 19,1 19,2 19,8 19,80,8 20,00,7 19,520,00,6 19,520,00,5 1,1 2,45 3,2 2,8 ,752,5 ,752,5 2,2 1,9 1,6 Примечания. 1. Свойства горячекатаной н малотекстуро- ваиной холоднокатаной стали указаны для проб, не подвергав- подвергавшихся после нарезки отжигу. Свойства текстурованной холоднока- холоднокатаной стали указаны для проб, подвергнутых после иарезки отжигу для снятия наклепа. 2. Для малотекстурованной холоднокатаной стали разница в зна- значениях магнитной индукции J32S вдоль и поперек листа не должна превышать для марок Э1100, Э1200, 9i300—1,30 кгс, а для марок Э3100, Э3200—1,6 кгс. Таблица 28.30 Магнитная индукция и удельные потери при частоте 400 гц (ГОСТ 802—58) Марка стали Э44 Э44 Э44 Э340 Толщина лис- листа , мм 0,35 0,20 0,10 0,20 Магнитная индукция, кгс (не менее) в5 12,1 12,0 11,9 15,0 13,0 12,9 12,8 16,0 14,4 14,2 14,0 17,0 Удельные по- потери, вт/кг (не более) Р/\5/400 10,7 7,2 6,0 7,0 рЮ/400 19,0 12,5 10,5 12,0 Таблица 28.31 Магнитная индукция листовой электротехнической стали при малой напряженности магнитного поля (ГОСТ 802—58) Марка стали Э45 Э46 Э45 Э46 Толщина листа-, мм 0,35 0,35 0,20 0,20 Магнитная индукция, гс (ие менее) при напряженности магнитного в0,002 1,2 1,5 1,3 1,6 поля (а/см] ^,004 2,6 3,3 2,8 3,5 ^,008 7,7 8,8 7,0 8,8 548
Таблица 28.32 Магнитная ё рка S 947 448 Э47 448 Э370 Э380 Э370 Э380 Э370 Э380 к я 0,35 0 35 0,20 0,?0 0,50 0,50 0,35 0,35 0,20 0,20 индукция при средней ] поля напряженности (ГОСТ 802—58) Магнитная индукция S с? 0,14 0,2 0,12 0,18 0,1 0,18 S S 0,4 0,55 0,25 0,45 0,2 0,45 & 0 35 П 45 0,3 0 4 2,5 4,2 2,0 4,0 1,4 2,0 кгс ие менее), ности поля (а/см) с? 1,4 1,7 1,0 1,4 8,0 10,2 7,0 10,0 5,0 7,0 ю ? 4 8 5 7 3,8 4 8 12,0 13,8 11,0 13,5 9,0 11,0 S 6 1 7 1 5,8 в 9 13,0 14,7 12,0 14,5 10,4 12,0 со* 7 7 8 7 6,6 7 4 14,5 15,2 13,5 15,0 11,6 13,5 при напряжен - а? 9,2 10 2 9,0 9,2 15,5 15,8 14,5 15,5 14,2 14,5 •о CD 1? 1 1*> 5 11,8 1? 0 16,5 16,7 16,0 16,5 15,7 16,0 со 13,0 13 0 12,9 1? 9 17,0 17,0 17,0 17,0 16,7 17,0 Магнитные характеристики сталей различных марок (рис. 28.69—28.72) В,гс 500 /1/1/ 300 200 100 / У у / / / 2 У зу / у О Z00 ?10 600 800 Н,аВ/см Рис. 28.69. Кривые намагничивания стали некоторых марок при постоянном токе: / — 945 (ВП-2); 2 — Э42(Э4АА); 3 — Э41 (Э4А) [16] имакс> 9 кгс 1,74 кгц Т Юкгц 0,8 7,2 1,6 2,0 Н,аВ/см Рис. 28.70. Кривые намагничивания трансформаторной стали с содержанием 4% Si при частотах до 200 кгц [16] Для повышенных и высоких частот разработана и освоена горячекатаная тонколистовая сталь марки ВПТ (высокая проницаемость, тонкая). Эта сталь (не вошед- вошедшая в ГОСТ) изготовляется толщиной 0,1—0,2 мм. При частоте 50 гц сталь ВПТ имеет потери: Р10 = 1,0 em/кг, Pis = 2,5 em/кг, а при частоте 400 гц: Р^ = =6,5 em/кг (рис. 28.73). Магнитные свойства стали ВПТ в слабых полях по- показаны на рис. 28.73, 28.74. На рис. 28.75 показано влияние углерода и кремния на гистерезисные потери электротехнической стали. При содержании в стали 5—6% кремния, углерода в 7 10 23 5 10г23 5 10*23 510^23 5 WSZ3 5 106 f,ZU, а 10 23 5 1022 35 103 23510*23 5 10sZ35 10Sf,dU, 6 Рис. 28.71. Потери в трансформаторной стали толщиной листа 0,32 (а) и 0,052 мм (б) при различ- различных частотах и индукциях [16] 549
1 В,кгс Рис. 28.72. Потери в трансформаторной стали толщиной листа 0,35 мм при различных частотах: изменение потерь на гистерезис (пунктирные ли- линии) и вихревые токи (сплошные линии) [16] Ь,кгс 12 11 10 3 0 7 6 5 3 2 1 J 1 j\lj 1/ HI l Щ I1- / ) / / У ~—-—. /> / / У ~3 / / / У У f /- / . ¦ / / 1 / y~ .—¦ / / 2 / 3 / / * / В,гс 250 0 1 Z 3 4 шк.Л;Н,э 0 0,02 0,04 0,06 0,08 шк.Б; Н,Э Рис. 28.73. Магнитные свойства стали ВПТ в слабых полях [16]: / — толщина 0,2 мм после высокотемпературного отжига; 2 — тол- толщина 0,1 мм после высокотемпературного отжига; 3 — толщина 0,2 мм после обычного отжига. Содержание Si=4,4-fr4,0% виде карбидов остается всего около 0,008% и он уже ие оказывает существенного влияния. Другие примеси в электротехнической стали ока- оказывают меньшее влияние на ее магнитиые свойства, чем углерод (рис. 28.76). Альсиферы Сплавы железа с более высоким содер- содержанием кремния (до 9%) и сплавы, легированные алю- алюминием (до 7%), выпускают в виде литых магнитных Mai 4-00 300 ?00 100 п V- ¦г- Г"*" — — -¦» "V 1 Г" S — ] OJS0J&1 4 56 810 20 3040 60 80 WO 200 Рис. 28.74. Зависимость начальной магнитной проницае- проницаемости стали марок Э41 и ВПТ в поле Н ~ 0,01 э от частоты [16]: / — 941 толщиной листа 0,35 мм; 2 — ВПТ толщиной листа 0,1 мм; 3 — ВПТ толщиной листа 0,35 мм 1,0 0,8 0,6 0,4 0.2 0 0,004 0,008 0,012 0,016 0,020 0,024 0,028 Содержание С, % Рис. 28.75. Гистерезисные потери в электротехнической стали в зависимости от содержания углерода и кремния [16] т/кг У /, =¦ .— - — — — — _- — — — —2%5i шт ¦ 3,5 ~4~ 5-6 200 150 100 50 0 Щ,8т/кг 0,36 0,80 0,64 0,48 0,32 0,16 0 -П.39 1 Г- > с. ——- С (г рафию) Мп 0 0,04 0,08 0,11 0,16 0,2 Содержание примесей, % Рис. 28.76. Влияние примесей иа гистере- зисные потери электротехнической стали с 4% кремния при В = 10 кгс. По оси ординат отложено приращение потерь по сравнению с потерями в электротехни- электротехнической стали, содержащей только 4% Si [16] элементов или в виде порошков. Эти сплавы называют альсиферами. Альсиферы представляют собой твердые растворы алюминия, кремния и железа; обладают боль- большой твердостью (твердость по шкале Роквелла 45—50) и большой хрупкостью. 550
Из приведенной диаграммы на рис. 28.77 видно, что наиболее высокое значение магнитной проницаемости альсифер имеет в очень узком интервале содержания в сплаве кремния и алюминия. Сплав оптимального сос- состава содержит 9,6% кремния и 5,4% алюминия. Таблица 28.33 Магнитные свойства альсифера оптимального состава [16] 35100 ^макс 117 000 Pft, вт/кг 0,022 Bf. кгс 3,35 Нс,э 0,022 **JS, кгс 11 Рис. 28.77. Началь- Начальная магнитная про- проницаемость альсифера в зависимости от со- содержания Si и А1 [16] (Магнитострикция и константа анизотропии сплавов железо — кремний — алюминий при оптимальном составе близки к нулю.) 1 2 3 4 5 S 7 8 S 10 11 12 13 Содержание Si,% Железоникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью. Химический состав и магнитные свойства железоникелевых сплавов Таблица 28.34а Химический состав и точка Кюри железоникелевых сплавов (ГОСТ 10160—62, ГОСТ 10994—74) Марка сплава 45Н 50Н 50НП 65НП 34НКМП 50НХС 79НМ 80НХС 76НХД Ni 45,0—46,5 49,0—50,5 49,0—50,5 64,5—66,0 33,5—35,0 49,5—51,0 78,5—80,0 79,0—81,0 75,0—76,5 Si 0,15—0,30 0,15—0,30 0,15—0,30 0,15—0,30 0,15—0,30 1,10—1,40 0,30—0,50 1,10—1,50 0,15—0,30 3 2 1 Cr — — ,80—4 ,60—3 ,80—2 Содержание, % ,20 ,00 ,20 Mo 2,80—3, 3,8—4, — (остальное — железо) 20 1 Мп 0,60—1,10 0,30—0,60 0,30—0,60 0,30—0,60 0,30—0,60 0,60—1,10 0,60—1,10 0,60—1,10 0,30—0,60 Со j 28,5—30,0 1 — Си . . 1 1 1 4,80—5,20 е/'°с 440 ! 500 500 600 360 450 330 430 Таблица 28.346 Магнитные свойства железоникелевых сплавов с высокой начальной проницаемостью (ГОСТ 10160—62) 45H 50H 50НП* Толщина ленты, мм 0,35-2,50 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 1,1—2,5 0,55—1,00 0,35—0,50 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 0,05 0,02 ^макс (не менее) 2 800 2 500 2 000 1800 1700 2800 3000 3000 2600 2300 2000 1800 500—1000 500—1000 25 000 23 000 20 000 18 000 16 000 25 000 30 000 35 000 30 000 25 000 20 000 20 000 35 000 35 000 * «с-' (не более) 0,20 0,25 0,30 0,30 0,40 0,16 0,15 0,12 0,15 0,20 0,25 0,30 0,23 " 0,25 1 Вя. кгс . (не менее) 15 15 1 15 \ BrIBs > 85% j Я=10э 551
Продолжение табл. 28.346 Марка сплава 65НП* 50НХС 79НМ 80НХС Толщина ленты, мм 0,35—0,50 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 0,55—1,0 0,35—0,50 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 1,1—2,5 0,35—1,00 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 1,10—2,50 0,55-1,0 0,35-0,50 0,20—0,30 0,10—0,18 0,05—0,08 0,02—0,04 ^а '''макс (не менее) 500—2000 500—2000 500—2000 500—2000 300—1500 3000 3200 3000 2500 2000 1500 22 000 25 000 22 000 20 000 16 000 16 000 25 000 30 000 35 000 28 000 22 000 20 000 18 000 300 000 250 000 200 000 100 000 70 000 20 000 30 000 28 000 25 000 20 000 15 000 130 000 150 000 130 000 120 000 90 000 70 000 150 000 170 000 150 000 130 000 120 000 90 000 70 000 нс,э (не более) 0,03 0,03 0,035 0,04 0,08 0,12 0,10 0,12 0,16 0,20 0,25 0,02 0,02 0,02 0.03 0,04 0,05 0,015 0,012 0,015 0,02 0,03 0,04 0,05 Bs. кгс (не менее) 13 Br/Bs > 90% при Н = 10 а 10 7,5 6,5 Проницаемость факультативна. На рис. 28.78 и 28.79 представлены кривые намагничивания для сплавов тех же марок. vf 130 30 Z5 ZO 15 10 5 Л /I" Hul, I / I / | f | rJ \ \ I l/ / 1 V 1uZ / ,'/ / У \ N / 1 ^> *^ / \\ \ 2~\ \ \ [Д- «x 4 1-1 N --. — — x- - «—*4 —— ¦ - ¦ — — В, кгс 10 8 1Z 8 4 ^-- --- -;: 4* *" ¦;-^^ 0,1 0,Z 0,5 1,0 Z 3 45 10 Z030 50 100 ZOO 500 И,3 Рнс. 28.79. Кривые намагничивания промышленных сплавов Fe — Ni в сильных полях [16]: / — сплав 79НМ; 2 — сплав 80НХС; 3 — сплав 50НХС; для 1—3,S толщина ленты от 0,35 до 0,1 мм; 4 — сплав 50НХС, тол- толщина ленты 0,05 мм; 5 — сплав 50Н /7,7 0,2 0,J 0,4 //,5 Рис. 28.78. Кривые намагничивания (сплошные) и магнитной проницаемости (пунктирные) в слабых полях для промышленных сплавов Fe — Ni в лентах различ- различной толщины [16]: / — сплав 79НМ; 2 — сплав 80НХС; 3 — сплав 50НХС; 1—3- тол- толщина ленты от 0,35 до 0,1 мм; 4 — сплав 50НХС, толщина ленты 0,05 мм 552
Свойства промышленных железоникелевых сплавов в переменных полях Зависимость эффективной проницаемости и тангенса угла потерь на вихревые токи ферромагнитного материа- материала от частоты при напряженности поля На, близкой к нулю, обычно учитывается следующими уравнениями: (xQ sh p + sin p p ch p + cos p sh p — sin p sh p + sin p B8.14) B8.15) где p — 2-nd Wo/7p-109 ; d — толщина пластин сердеч- сердечника, см; (ао — начальная проницаемость; /—частота, гц; р —удельное сопротивление материала сердечника, ом-см. Выражения B8.14) и B8.15) относятся к материалу с однородной структурой и не учитывают влияния потерь на последействие. Поэтому |Х/9ф и tge, вычисленные по формулам B8.14) и B8.15) при значениях р >1, су- существенно отличаются от наблюдаемых на практике (рис. 28.80—28.83). tgS 10 Wflflfl 3000 Z000 1000 wo 10 \ - b 1 a -- if 7 j у \ 3s' s x' «- i__ S _ У 4 г ' s > s s f 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 1 Z 3 5 W SO f,KZii 0,01 Рис. 28.80. Зависимость эффективной магнитной про- проницаемости (сплошные линии) и тангенса угла потерь (пунктирные) от частоты при напряженности переменно- переменного поля, близкой к нулю [16]: 1 — сплав 50НХС, толщина ленты 0,35 мм; 2 — сплав 50НХС, тол- ¦ щииа леиты 0,1 мм; 3 — сплав 50НХС, толщина ленты 0,05 мм; 4 — сплав 79НМ, толщина леиты 0,35 мм; б— сплав 79НМ, толщина ленты 0,10 мм Наиболее резкое падение обратимой магнитной про- проницаемости при низкой частоте наблюдается для сплава 79НМ — 0,10 мм; прн частотах порядка 10 кгц и выше размагничивающее действие вихревых токов приводит к менее резкому изменению (хг при изменении напря- напряженности поля, причем различие между сплавами 79НМ и 50НХС становится незначительным. Л \' \ у Д V \ \ \ \ Д ч \ \ \ ч4 3 —— •—- —. 0 Тэь,о 0,3 0,8 0,7 0,6 0,5 О,* 0,3 0,2 0,1 Рис. 28.81. Зависимость относительной магнитной проницаемости [л fJv-а от пара- параметра р при напряженности магнитного по- поля Я„, близкой к нулю [см. формулы B8.14) и B8.15)] [16]: 1 — расчетная кривая. Экспериментальные кривые; 2 — для сплавов 50НХС с толщиной ленты 0,35 мм и 79НМ—0,10 мм; 3 — для сплавов 50НХС — 0,10 и 0,05 мм и 79НМ — 0,35 мм 1,0 1,5 1,0 0,5 80 110 И„,мэ Jlf , 20 16 12 8 Л 10' л 1 ,4 / -4 j- / i f 1 / / 0,4 i- ~7 >¦ • 7 7G кгь \ \ У 3 3 \ no \ e 5 4 3 2 1 11 4, ¦> I3 •*. / .-• 1 Ox / ¦T 10 Юкги, Yi tgS 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 € 40 80 120 На,мэ Рис. 28.82. Зависимость эффективной магнитной про- проницаемости (сплошные лннни) и тангенса угла потерь (пунктирные) от напряженности переменного поля для сплава 79НМ в лентах толщиной 0,10 и 0,35 мм при различных частотах [16] Листовые железоникелевые сплавы в большинстве случаев применяются не в виде тороидов, а в виде Ш-об- разных сердечников. При сборке сердечников нз Ш- образных пластин с просечкой среднего языка прибли- приблизительно на 0,5—1 мм внахлестку и при толщине изо- изоляционного слоя на пластинах порядка 5—7 мкм ха- характеристики Ш-образных сердечников на частотах выше 500—1000 гц можно считать идентичными приве- приведенным выше характеристикам тороидальных сердечни- сердечников (см. рис. 28.80, 28.82—28.84). При сборке Ш-образных сердечников с зазором эф- эффективная магнитная проницаемость их резко падает, одновременно уменьшаются эффектнвное значение тан- тангенса угла потерь, его зависимость от напряженности поля н влияния подмагничивающего поля на обратимую магнитную проницаемость. 553
Таблица 28.35 Эффективная магнитная проницаемость и тангенс угла потерь для Ш-образиых сердечников с зазором, собранных из пластин сплавов 79НМ и 50НХС [16] Марка сплава 79НМ 50НХС 50НХС Толщина пластины, мм 0,35 0,35 0,1 Тип пластины ШП-20 ШП-20 ШП-20 Зазор. мм 0,5 0,5 0,8 V-a 470 450 450 Частота, кгц 1 10 100 1 10 100 1 10 100 */»ф Г 0 470 370 180 450 330 160 450 440 330 ри На, а 0,1 380 180 340 160 460 340 *е6эф пг 0 0,29 0,59 0,25 0,59 0,07 0,38 ияа, s 0,1 0,30 0,61 0,26 0,62 0,10 0,39 (>.г при Н=Ь з 330 170 — 320 158 — 420 320 80 ПО 160 На,МЭ Рис. 28.83. Зависимость эффективной магнитной проницаемости (сплошные линии) и тангенса угла потерь (пунктирные) от напряженности переменного поля для сплава 50НХС в лентах толщиной О.Ю мм [16] 10 0,01 0,1 45 0,01 0,1 1 И,э Рис. 28.84. Зависимость обратимой проницаемости (сплошные линии) и 1/tg 8 (пунктирные) для сплавов 79НМ и 50НХС в лентах толщиной 0,35 и 0,1 мм от напряженности подмагничивающего поля [16]: 1 — f = 1 кгц, На = 100 мэ; 2 — f = 1 кгц, На = 50 мэ; 3 — f = 1 кгц, И = 5 мэ; 4 — f = 10 кгц, И = 5 мэ; Б — f — 100 кгц, Н' = 5 мэ Магнитомягкие металлы и сплавы со специальными магнитными свойствами К магнитомягким металлам и сплавам со специаль- специальными магнитными свойствами относят: а) железокобаль- товые сплавы, обладающие высокой индукцией насыще- насыщения (рис. 28.85, 28.86); б) железоникелькобальтовые сплавы, особенностью которых является постоянство магнитной проницаемости в полях до 1—2 э; в) термо- магнитиые сплавы с резко изменяющейся проницае- проницаемостью в зависимости от температуры; г) так называемые магнитострикциоиные металлы и сплавы. 554
Сплавы железа с кобальтом с высокой индукцией на- насыщения. Пермендюр — железокобальтовый сплав, легиро- легированный 2% ванадия (рис. 28.87 и 28.88). В,кгс гь гг 20 18 16 п п 10 о О 6 4 1 Н=17000э B0°С) +^Ч Н=15ООЭ у S— \ \ \ \ —- \ 100 "зГ 10^ -1- J Г" f 1 1 1 / / I У \ V \ \ Экстраполировано дляН=°°(О°К) % \ N ч \ V — \ \ Ч • 4 1 \ 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 30 100 Содержание коВапьта,Уо Рис. 28.85. Магнитная индукция сплавов Fe — Со в зависимости от содержания Со и напряженности поля [16] ir-Ммакс \(850'С) акс (ЮОО'С) 7 я,* / \ / S / У 3 ¦J \ —¦ — ,1 \ д \ ч\ —- На* 10 с 3 2 600 700 800 300 Т,'С Рис. 28.87. Влияние температуры отжига на магнитные свойства пер- мендюра с 2% V [16]: / — максимальная магнитная проницаемость после быстрого охлаждения; 2 — максималь- максимальная магнитная проницаемость после медлен- медленного охлаждения; 3 — коэрцитивная сила после быстрого охлаждения В, кгс 20 15 10 5 0 / / / о 1 / У А f / / f / г ^-* \ / / у* *** О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10О Содержание кобальта,'/, Рис. 28.86. Начальная и максимальная магнитные проницаемости сплавов Fe — Со в зависимости от содержания кобальта и температуры отжига [16] А 12345678910 ПН,3 Б 10 40 60 80 100 ПО Рис. 28.88. Кривая намагничивания пермендюра с 1,8% V [16] Сплавы с повышенным постоянством магнитной проницаемости в слабых полях. Сталь электро- электротехническая. На рис. 24.89 представлено изме- изменение начальной магнитной проницаемости электротех- электротехнической стали с содержанием 3,25% кремния в зависи- зависимости от температуры отжига и напряженности поля. Высоким постоянством (х а в слабых полях обладают некоторые сплавы системы железо — никель — кобальт, получившие название перминвары. Содержание основ- основных элементов в перминваре может варьироваться в широких пределах, но обычно он содержит 30% Fe, 45% Ni и 25% Со (перминвар 45—25). Данные по маг- магнитным свойствам сплавов типа пермннвар приведены на рис. 28.90 — 28.94 и в табл. 28.36. (См. также ГОСТ 10994—74). 555
Pa то 2600 гш 2200 2000 1800 WOO 1Ш 1200 1000 800 550 BOO 650 700 750 800 850 Т,°С Рис. 28.89. Магнитная проницае- проницаемость электротехнической стали с содержанием 3,25% Si в зависи- зависимости от температуры отжига [16]: / — при напряженности поля 0,01 мэ; 2—то же при 20 мэ; S — то же при 100 мэ * *A f 1 / i y\ A" 1 1 1 1 \ ' 1N 3 — 'z 4 МЛ/Ш Fe SO 80 70 60 50 ?1 30 10 W Co Содержание Fe,% Phc. 28.91. Начальная магнитная проницаемость сплавов Fe — Ni — Co после отжига при 1000° С, охлаждения с печью до 600° С, а затем на воздухе [16] После низкотемпературного длительного отжига перминвара 45—25 увеличение напряженности поля от 0 до 2 э приводит к взмененгю его магнитной прони- проницаемости примерно на 1%. Потери на гистерезис для индукции 500 гс составляют около 8-Ю вт/кг [16]. Чрезвычайно эффективна термическая обработка перминвара в магнитном поле. Она значительно повы- повышает магнитную проницаемость сплава и несколько сни- снижает его коэрцитивную силу (рис. 28.94). Магнитное Fe 90 80 70 €0 50 W 30 20 10 Со Содержание Fe,% Рнс. 28.90. Начальная магнитная проницаемость сплавов Fe — Ni — Со после отжига при 1000° С с медленным охлаждением [16] Таблица 28.36 Максимальная магнитная проницаемость сплавов типа перминвар [16] Химический состав, % Fe 30 30 25 30 35 35 35 Со 15 20 20 25 20 25 30 Ni 55 50 55 45 45 40 35 '''макс Отжиг при 1000°С, охлаждение с печью 2800 2400 2500 2000 4200 2400 2000 Закалка на воздухе 12 400 19 500 18 200 25 000 22 300 25 800 13 800 Гзак- °С 700 725 725 725 700 715 725 поле оказывает эффективное действие на перминвар только при охлаждении сплава от 800 до 400°С. Термомагнитные сплавы. Основными критериями практической ценности термомагнитного сплава, счи- считают: 1) магнитную индукцию; 2) обратимость и пря- прямолинейность зависимости магнитных свойств от температуры в диапазоне от -f-50 до —70° С; 3) ста- стабильность структуры сплава при воздействии отри- отрицательных температур; 4) малую изменяемость магнит- магнитных свойств от колебаний химического состава. К термомагнитным сплавам относятся, например, некоторые марки монель-металла. В табл. 28.37 при- приведен хнмический состав монель-металла, изготовляемо- изготовляемого в СССР согласно ГОСТ 492—73. 556
Примечание. Общее содержание примесей (С, Sb, Pb, S. P As, Bi.) должно быть не более 0,6%. Таблица 28.37 Марка сплава НМЖМц 28-2,5-1,5 Химический состав монель-металла Fe 2—3 Мп 1,2—1,8 Си 27—29 , % (ГОСТ Ni+Co Остальное 492—73*) Si Не более 0,05 Mg Не более 0,1 Р, в/л/кг 3,2 2,8 2,0 1,6 0,8 J / ;/, 7/ У / у / -И У -3 0 2 * В 8 10 12 В,кгс Рис. 28.92. Потерн на гистерезис сплава 45-25 после термической обработки [161: / — 1000° С, медленное охлаждение до 600° С, быстрое с 600° С; 2 — 1000° С, медленное охлаждение до 450° С; S— 1000° С, медленное охлаждение до нор- нормальной температуры В,кгс 10 5 0 -5 -10 -15 - "Г" " - Z —* • i i -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 Н,э Рис. 28.94. Петлн гистерезиса перминвара 45-25 после термиче- термической обработки в магнитном поле [16]: 1 — поле при измерении направлено па- параллельно магнитному полю при обработ- обработке; 2 — поле при измерении направлено перпендикулярно магнитному полю при обработке Магнитотвердые материалы Магнитотверлые сплавы мартенситного класса. Мар- Мартенсит представляет собой нестабильный твердый раст- раствор углерода в а-железе с тетрагональной объемноцент- рированной решеткой. J 1 'J V у 3^ У 1 / 0 5 10 15 20 25 30 35 40 tf Н,э Рис. 28.93. Зависимость магнитной проницаемости перминвара 45-25 от термической обработки [16]: ? — закалка на воздухе; 2 — отжиг; 3 — низкотемпературный D00—425° С) длительный отжиг г* 20 16 12 «?[ О о \ .«л \ \ \ ] 3D о о1 о , >—<х> / с / -4- -1 3 о 1?> 200 160 120 80 40 О Ofi 0,8 1,2 1,6 Содержание С, % Рис. 28.95. Магнитная проницаемость углеродистой стали в зависимости от со- содержания углерода и характера термиче- термической обработки [16]: калки; 3 — ('•макс после закалки. 557
К магнитотвердым сплавам мартенситного класса относятся углеродистые стали, а также стали, легиро- легированные хромом, вольфрамом, кобальтом и молибденом, подвергающиеся ковке и прокатке при высоких темпе- температурах. Коэрцитивная сила этих сплавов составляет от 50 до 280 э; остаточная нндукцня — от 7 до 10 кгс и удельная энергия — от 10 000 до 40 000 эрг/см3 [16]. Углеродистые стали. В настоящее время угле- углеродистая сталь в качестве магнитотвердого материала находит ограниченное применение в промышленности. Магнитные свойства углеродистой стали находятся в зависимости от содержания в ней углерода и структур- структурной формы расположения его в твердой фазе (рис. 28.95 н 28.96). кгс 5 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 Т,'С Впкгс 12 10 в 6 Нс,э 60 20 0 400 200 д / ЬосР— ; i л о °"? L д> ^^ О л д г~д .1 ,1 .л ,—о- О 0,4- 0,8 1,2 1,6 Содержание С,% Рис. 28.96. Зависимость остаточ- остаточной индукции (Вг), коэрцитивной силы (Нс) и Вг~ Нс углеродистой стали от содержания углерода и термической обработки [16]: / — после отжига; 2 — после закалки. Леги ро*миые стали. Марки легированной стали, применяемые для изготовления постоянных ма- магнитов, определены в табл. 28.38 (см. также рис. 28.97, 28.98). Вольфрамовая сталь имеет магнитные свойства, не- несколько лучшие, чем сталь, содержащая хром (рис. 28.99). Магнитные свойства вольфрамовой стали ухудшаются прн нагревании в интервале температур 700—750° С и могут быть восстановлены нагреванием ее до 1200—1300° С с последующим ускоренным охлаждением на воздухе. Рис. 28.97. Магнитные свойства и твердость по Роквел- лу стали с 1,04% С и 1,58% Сг после прокатки (нагрев под чистовую прокатку при 1100° С ) и закалки при различных температурах в масле [16] Таблица 28.38 Магнитные свойства легированной стали (ГОСТ 6862—71) [17] Марка стали ЕХЗ ЕВ6 ЕХ5К5 ЕХ9К15М2 Напряженность намагничиваю- намагничивающего поля. 102з 5 5 10 10 ВГ, 102 гс (Не ниже) 95 100 85 80 нс,э (Не ниже) 60 60 90 150 8,кгс зо го ю о ю го зо Рис. 28.98. Кривые размагничивания, магнитной энер- энергии и обратимой магнитной проницаемости хромистой стали A,0% С и 3,0% Сг). Сечение 20 X 20 мм. Темпера- Температурный коэффициент магнитной индукции равен — —B-J-3)-10~4 град-1 [16] 558
В, кгс ю о ю го зо jur в Рис. 28.99. Кривые размагничивания, магнитной энер- энергии и обратимой магнитной проницаемости (возврата) вольфрамовой стали @,55—0,8% С и 5,0—6,5% W). Сечение 10 х 10 мм. Значение температурного коэф- коэффициента индукцнн равно —B -г- 4).10~4 град'1 [16] Магнитотвердые сплавы дисперсионного твердения. Магнитные свойства сплавов дисперсионного твердения зависят не только от химического состава, но в большей мере и от строения их в твердом состоянии. Важнейшим фактором, определяющим строение магнитного сплава дисперсионного твердения, являются процессы раство- растворимости составляющих его элементов, которыми управ- управляют посредством термической обработкн. В практике производства постоянных магнитов на- находят применение трн основные группы сплавов диспер- дисперсионного твердения: а) сплавы, деформируемые (ковка и прокатка) в горячем состоянии; б) сплавы, применяе- применяемые в виде фасонных отливок; в) сплавы, деформируе- деформируемые в холодном состоянии. Сплавы, дефомируемые в горячем состо- состоянии Распространены железокобальтмолибденовые сплавы. Наибольшую магнитную твердость эти сплавы приобретают после нх быстрого охлаждения (закалки) при температуре 650—700° С (рис 28.101, 28.102). 4- 8 11 16 Z0 Содержание Со,°/> Рис. 28.100. Зависимость Нс, Вг и НСВГ в Сплавах типа ремаллой от содержания Со (кривые относятся к сплавам, содержащим 16% молибде- молибдена) [16] 250 200 150 100 50 o\ Вг,кгс 12 11 10, 8 г л > У ^- —-o-— 0 да; 10 ^,**"' to .^^ Tf 13 16 19У.М0 —о— < —O- — —с у i 2 ¦ 6 8 10 Содержание Со, % 12. Рис. 28.101. Зависимость Нс и Br Fe — Со — Mo-сплавов, термически обработанных на максимум этих свойств, от содержания Со (до 12%) иМо (до 19%) [16] ^ Таблица 28.39 Зависимость магнитных свойств сплава типа ремаллой G2% Fe, 12% Со и 16% Мо) от температуры закалки и отпуска в течение одного часа [16] Температура закалки, °С 900 900 1100 1100 1100 1200 Г300 1300 1300 1300 1300 Температура отпуска, °С 725 675 725 675 . 610 675 725 825 8,0 6,8 3,0 8,5 9,5 11,2 3,0 11,0 10,9 10,0 11,0 7 45 7 130 240 250 7 40 255 260 100 а? 8 «М: 56 306 21 1105 2280 2800 21 440 2789 2600 1100 '00 1-~ of 15,7 14,7 18,5 15,3 . 18,6 17,3 — 14,8 15,3 Практическое применение получили также сплавы с содержанием 13—15% молибдена и 10—12% кобаль- кобальта, известные под названием ремаллой или комоль (рис. 28.100). Сплавы типа ремаллой подвергаются горячей меха- механической обработке, закалке на воздухе или в масле от 559
11 jUp Рис. 28.102. Кривые размагничивания, магнитной энер- энергии и обратимой магнитной проницаемости сплавов Fe — Со — Мо при содержании 12% Со, 15,17 н 20% Мо [ 16] 1200—1300е С н последующему отпуску в течение одно- одного часа от 650—700° С (табл. 28.39). Сплав типа ремаллой мало чувствителен к наруше- нарушениям режима термической обработки и содержания основных элементов. Сплавы, применяемые в литом состоя- состоянии. К этой группе магнитотвердых материалов относятся а-сплавы системы железо — никель — алю- алюминий, а также их модификации, получаемые за счет Н,Э -300 -250 -Z00 -150 -700 -50 0 0 0,4 0,8 BH,10S введения в них кремния, медн, кобальта и других элементов. Таблица 28.4G Химический состав и магнитные свойства некоторых сплавов на основе Fe, Ni, A1 (ГОСТ 17809—72L* Марка* ЮНД4 Состав, %2* 13.5А1; 24,5Ni;3,5Cu;0,25Ti Bf, гс <ВЯ>макс °Рг 8 it ' см' не менее 5 000 500 36 000 BIH** 9,6—12,7 ЮНД8 ЮНДК15 ЮНДК18 ЮН14ДК24Т2 11 At; 28Ni; 8Cu 9А1; 19,5Ni; 3.5Cu; 14.5Co; 0,25 Ti 9.5A1; 18,5Ni; 3,5Cu; 18,5Co 8.5A1; 14,5Ni; 3,5Cu; 24Co; 2.0Ti 6 000 7 500 9 000 11000 550 600 700 750 51000 60 000 97 000 150 000 10,3—12,7 12,3—14,3 12—16 12,7-15,1 ЮН13ДК25А 8A1; 13Ni; 3,5Cu; 25Co 14 000 550 280 000 22—24 * Ю — алюминий; H — никель; Д — мель: К — кобальт; Т — титан; А — кристаллическая текстура. 2* Данные по составу усреднены. . •• В точке (ВЯ)макс. * «• ГОСТ 17809—72 содержит данные еще девятнадцати марок литых сплавов, предназначенных для постоянных магнитов. Вг,кгс 5 3 Z У Х4е л Нс,э 300 200 100 -crOjo 1 1 \ \ \ 2 г,о 1,6 0 20 ifO 60 80 100 Степень обжатия, % 0 20 W 60 80 ю0 Степень обжатия, % 0,8 О Z0 40 60 80 100 Степень обжатия. % Рис. 28.103. Влияние степени обжатня при прокатке на магнитные свойства сплава, содержа- содержащего 60% Си, 20% Ni, 20% Fe [16]: — после одночасового отпуска при 650 °С и прокатки; 2 — после отпуска, прокатки н повторного отпуска (старения) 560
В,кгс % деформации i и/ Г X г У 86 Ь L— *—• —— — — — — — —¦ __ ¦—» -А- ) del — -ML у 1аметр,мм Таблица 28.42 Магнитные свойства викаллоя Н,Э W0300Z00W0 0 0,10,4 0,60,81,01,11,41,6 Рис. 28.104. Влияние деформации проволоки из сплава 52К12Ф^52КФБ) викаллой на размагничивание и магнитную энергию ^ \ *^ ) [16J Марка сплава* 52К13ФE2КФА) 52К12ФE2КФБ) 52КНФE2КФВ) ТУ 14-1-80 га 350 300 3-73 Проволока и? \^ 8,5 10,0 * па S . 3103 3103 та to з: 350 300 220 ТУ 1 па 6, 7, 10, 4-1 -826-74 Лист 0 5 0 2 2 2 а^ па"" ,3- 4- 4- 2 103 ю-* 103 Все литые магнитотвердые сплавы имеют крупнозер- крупнозернистое строение, высокую твердость и большую хруп- хрупкость. Литые магнитотвердые сплавы обладают высокой устойчивостью на старение. Уменьшение твердости и хрупкости сплавов достигается при помощи отжига их по следующему режиму: а) медленный нагрев до 9Ы)—1050е С в печи с нейт- нейтральной или слабоокислптельной атмосферой; б) выдержка в печи после прогрева не менее 5—7 ч; в) охлаждение вместе с печью до 500° С со скоростью не более 50—70е в \ч, дальнепшее охлаждение на воздухе. Таблица 28.41 Влияние обработки иа магнитные свойства сплава 60%Си, 20% Ni, 20% Fe [16] Режим обработки Литье, гомогенизация, закалка от 1000°С Старение при 650°С Последующая холодная прокатка до 95% обжа- обжатия и старение при 650°С Литье, гомогенизация, ковка (обжатие на 95%), закалка от 1070°С, холодная вы- вытяжка до окончатель- окончательного размера, старение при 600°С (кунифе) Промышленный материал (кунифе) кгс at 2,0 2,2 5,0 5,8 5,4 200 400 440 600 550 - О) 400 880 2200 3500 3000 О — — 2,0 1.7 * Содержание основных компонентов см. в табл. 28.43. 2* Допускается снижение Нс на 10% или Bf на Ь% при условии сохранения постоянным произведения В И . Сплавы, деформируемые в холодном со- состоянии. К этой группе магнитотвердых материалов относятся сплавы следующих систем: медь — никель— железо, медь— никель — кобал ьт, железо — марганец, легированные алюминием или титаном, а также сплавы железо — кобальт — ванадий — викалой (рис. 28.104, табл. 28.42, 28.43). В системе медь — никель — железо имеется ряд сплавов, которые после термической обработки и хо- холодной деформации могут приобрести высокие магнит- магнитные свойства (Вг = 6 кгс при Нс 500 э). Среди сплавов этой системы лучшими свойствами обладает сплав, содержащий 60% меди, 20% никеля и 20% железа, называемый кунифе (рис. 28.103, табл . 28.41). Таблица 28.43 Содержание основных компонентов (массовое содержание, %) в сплавах 52 КФ (ГОСТ 10994-74) Марка сплава 52К13Ф 52К12Ф 52К11Ф V 12,6-13,5 11,6—12,5 10,0—11,5 Со 52—54 52—54 52—54 Химический состав, основные технические характеристики и примерное назначение прецизионных сплавов различных марок (включая марки сплавов табл. 28.42, 28,43) содержатся в ГОСТ 10994-74. 19—748 561
Металлокерамические магнитотвердые материалы Таблица 28.44 Свойства металлокерамических постоянных магнитов (ГОСТ 13596—68)* Марка MMKl ММК2 ммкз ММК4 Л1МК5 ММК6 ММК7 ММК8 ММК9 ммкю ММК11 гс менее) ; ш 05 3 6000 4800 5200 5500 6000 6500 9500 11000 7500 8000 7000 1 менее) - о * 3 300 500 550 500 550 550 550 500 1000 1200 1600 2 дж/М? (не менее) 3 000 3 500 4 000 4 500 4 700 5000 10 500 14 000 12 000 15000 16 000 * 05 3500 3000 3000 3000 3500 4000 6000 8000 4500 5300 4000 * * 200 300 350 350 350 300 450 450 650 700 1000 *. Изготовляются методом порошковой металлургии. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вонсовский С. В., Шур Я- С. Ферромагнетизм. М. — Л., Гостехтеориздат, 1948. 2. American Institute of Physics Handbook. New York—• Toronto — London, McGrawHill Book Co., Inc., 1963. 3. Danan H., Herr A., Meyer A. J. P. "J. Appl. Phys.'\ 1968, v. 39, N 2, pt 1, p. 669. 4. Воисовский С. В. Магнетизм. М., «Наука», 1971. 5. Tatsumoto E. e. a. International Conference on Mag- Magnetism. Grenoble, France, September 14—19, 1970. Program and Abstracts, 1970. 6. Бозорт Р. Ферромагнетизм. Пер. с англ. Под ред. Е. И. Кондорского и Б. Г. Лившица. М., Изд- во иностр. лит., 1956. 7. Lin S. Т., Ogilvie R. E. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1372. 8. Landolt-Bornstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Geophysik, Technik. II Bd, 9 Teil. Springer-Verlag, Berlin-Gottingen—Heidelberg, 1962. 9. Weiss P., Forrer R. "Ann. Phys.", 1929, v. 12, p. 279. 10. Potter H. H. "Proc. Roy. Soc", 1934, v. 146A, p. 362. 11. Magnetismus, Structur und Eigenschaften magneti- scher Festkorper, Leipzig, 1967. 12. Техническая энциклопедия. Справочник физичес- физических, химических и технологических величин. Т. 4. М-, «Советская энциклопедия», 1930. 13. Белов К. П. и др. Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетики. М., «Наука», 1965. 14. GuillandCh. "Compt. rend. Acad. sci.", 1946, v. 222, p. 1224. 15. Белов К. П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках. Изд. 2-е, доп. М., Гостехтеориздат, 1957. 16. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. К- А. Андрианова, Н. П. Богородицкого, Ю. В. Корицкого, В. В. Пасыикова, Б. М. Та- реева. Т. II. М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 17. Готман П. Е., Березин В. Б., Хайкин А. М. Элек- Электротехнические материалы. Справочник, изд. 2-е, доп. и перераб. М., «Энергия», 1969. ГЛАВА 29 , ФЕРРИТЫ 29.1. ФЕРРИТЫ-ШПИНЕЛИ Ферриты-шпинели имеют кристаллическую структу- структуру типа минерала шпинели MgA^CU и химическую фор- формулу Mea+Fe23+O4, где Меа+ — иои двухвалентного металла, а ионы железа Fe3* трехвалентны. В случае простых фер-ритов Me представлиет собой один из двух- двухвалентных ионов переходных э-лементов, например Мп, Ni, Co или Mg; возможна также комбинация этих ионов (твердые растворы ферритов, или смешанные ферриты). Трехвалентные ноны железа в MeFe2C>4 могут быть полностью яли частично замещены другими трехвалент- трехвалентными ионами, например А13+ или Сг3+ (смешанные фер- ферриты-алюминаты или ферриты-хромиты). В структуре типа шпинели ионы кислорода образу- образуют гранецеитрированную кубическую решетку с реб- ребром а. В промежутках между ионами кислорода нахо- находятся ионы металлов, причем эти ионы окружены че- тырьми или шестью ионами кислорода. Такие окруже- окружения называютеи соответственно тетраэдрическими (или А) и октаэдрическнмн (или В) узлами. Шпинели, в которых Me2* находится в тетраэдрических узлах, а ионы Fe*+ — в октаэдрических, называются нормаль- нормальными. Если ионы Me2* и половина ионов Fe3+ находятся в октаэдрических узлах, то шпинель называют обра- обращенной. 562 Принято ионы, занимающие тетраэдрические узлы, записывать в формуле феррита перед квадратными скоб- скобками, а ионы, занимающие октаэдрические узлы — в скобках. Тогда, например, формула феррита цинка, имеющего структуру нормальной шпинели, запишется Zn2+[Fe3+]C>4, а никелевого феррита со структурой обра- обращенной шпинели — формулой Fe3+[Ni2+Fe3+]C4. Струк- Структура шпинели изображена схематически на рис. 29.1. Рис. 29.1. Два октанта шпинелыюй структуры. Большими светлыми кружками обозначены ионы кислорода, малыми светлыми и черными кружками — ноны металла в ектаэдрических и тетраэдрических узлах соответственно [5]
Ферриты представляют собой нескомпенснрованные антиферромагнетики нли феррнмагнети кн. Согласно Неелю [1] кристаллическая решетка ферритов состоит из двух подрешеток: одна образована ионами, занимаю- занимающими тетраэдрические узлы (подрешетка А), а другая— ионами, расположенными в октаэдрических узлах (под- (подрешетка В). Между магнитными ионами подрешеток преобладает антиферромагнитное обменное взаимодей- взаимодействие, что приводит к антипараллельному расположе- расположению магнитных моментов подрешеток. При этом ре- результирующую намагниченность насыщения (на 1 см3 вещества) Ms можно рассматривать как разность на- магничеиностей подрешеток: Af, = М„ - Ма. B9.1) Значение величины Ms уменьшается с ростом темпера- температуры и стремится к нулю в точке Кюри Тс ; прнТ> 2> Tq вещество становится парамагнитным. Для неко- некоторых ферритов существует температура компенсации Ткомп, при которой намагниченности подрешеток ста- становятся равными, и результирующая намагниченность Л4, обращается в нуль. В смешанных ферритах могут иметь место точки компенсации и при изменении соста- состава. Удобно ввести удельную намагниченность насыщения ^.связанную с Ms равенством vs = Ms/p, где р — плот- плотность. Предел ss при температуре, стремящейся к 0°К, обозначим з^. Связь между з° и числом магнетонов Бо- Бора на одну формульную единицу MeFe2O4 n-B дается выражением: где \хв — магнетон Бора; М — молекулярная масса, соответствующая одной «молекуле», точнее, формуль- формульной единице MeFeaO4, а Л/ — число Авогадро. Как следствие B9.1) и B9.2) магнитный момент на молекулу р"т, определенный из намагниченности на- насыщения прн 0° К, = Bл» — ла) [А B9.3) где па и п.(, — числа магнетонов Бора, приходящиеся на атомы, расположенные в Л- и В-узлах соответствен- соответственно. В частности, для обращенной шпинели Рт == - B9.3а) Энергию магнитного взаимодействия, зависящую от ориентации намагниченности относительно кристалло- кристаллографических осей, называют энергией магнитной крис- кристаллографической анизотропии. Для кубического крис- кристалла эту энергию Еа обычно записывают в виде [2] \ а§) \ 4 % B9.4) где /Ci, /Сз» •¦¦ •— константы анизотропии, а о^, а2, а3 — направляющие косинусы вектора намагничен- намагниченности относительно осей, совпадающих с ребрами куба. Благодаря явлению магннтострикции при изменении намагниченности в кристалле происходит деформация кристаллической решетки. В частном случае феррита кубической структуры относительная магнитострикцн- онная деформация может быть представлена в виде ¦ -у- =*, = -§- Коа[*\$ + 4П +4$— s + «гяз^Зз + ai»3?i?a). B9.5) где А100 и ХХ11 — константы магнитострнкцни насы- насыщения в направлениях [100] и [111] соответственно, а Pi> Зг> Рз — направляющие косинусы оси, вдоль кото- которой измеряется деформация. Феррит, помещенный в постоянное магнитное поле На и перпендикулярное к нему переменное СВЧ-маг- нитное поле, поглощает СВЧ-энергию. Это поглощение носит резонансный характер (ферромагнитный резонанс) и максимально на частоте to о, определенным образом связанной с полем Но- Зависимость резонансной час- частоты со о от Я о имеет сложный характер и определяется магнитной кристаллографической анизотропией, ани- анизотропией формы, упруго напряженным состоянием об- образца н т. п. [3]. В наиболее простом случае изотропной сферы Здесь у — гиромагннтнэе отношение, равное е 2тс B9.6) B9.7) где е — заряд электрона; т — масса покоя электрона; с — скорость света; g — фактор спектроскопического расщепления. Для ферритов со структурой шпинели прн наличии двух подрешеток значение g-фактора дается выражением [4] М„-Ма B9.8) где ga и gt, — факторы спектроскопического расщеп- расщепления для ионов в Л- и В-узлах соответственно. Интенсивность и форма резонансной кривой погло- поглощения определяются процессами релаксации. Наличие их приводит к тому, что компоненты тензора магнитной проницаемости становятся комплексными величинами. Ширина резонансной кривой ферромагнитного резо- резонанса /S.H обычно определяется как разность полей, прн которых мнимая часть диагональной компоненты тен- тензора проницаемости (iff составляет половину своего значения (а^ в точке резонанса. При отсутствии внеш- внешнего магнитного поля магнитная проницаемость ска- лярна. Зависимости ее вещественной ;а' и мнимой [а" частей от частоты называют магнитными спектрами. Для магнитных спектров ферритов характерно наличие двух областей дисперсии. Низкочастотная область дис- дисперсии обусловлена смещением границ домеиов, а бо- более высокочастотная — «естественным» ферромагнит- ферромагнитным резонансом в эффективных полях анизотропии и размагничивающих полях. В таблицах используется система единиц СГСМ. В численных значениях табулированных параметров возможны некоторые неточности, связанные с неопре- неопределенностью состава и физического состояния образцов, на которых производились измерения. Различная терми- термическая обработка также может изменить такие пара- параметры, как распределение катионов между А- и Я-узла- ми, пористость и т. д. Поэтому во всех случаях, когда необходима более подробная информация, следует обра- обращаться к оригинальной литературе. 19* 563
Простые ферриты Параметр* Постоянная решетки а, А Распределение ионов металлов Кислородный параметр и Рентгеновская плотность рх , г/см3 Точка Кюри Тс , °С Магнитный момент иа молекулу Р°гп' Н-в Удельная намагниченность насыщения as, гс-см3/г Индукция насыщения 4nMs, гс Первая константа анизотропии К\, 10* эрг/см3 Вторая константа анизотропии /С2, 104 эрг/см3 Константа магнитострикции X, 10~6 Фактор спектроскопического расщеп- расщепления g Ширина линии ферромагнитного ре- резонанса АН, э Начальная магнитная проницаемость Диэлектрическая проницаемость е=е' —ie" Удельное сопротивление р0, 10е ом-см Fe3O4 8,39 Fe[Fe2+Fe] 0,379 5,24 585 4,1@°К) 98@°К) 92C00°К) 6400@°К) 6000C00° К) -10,7 —2,8 77,6A11] 57,1[110] —19,5[100] 2,03A23°К) 2,12B94° К) — 70 (поликр.) — 5 10"9 Литера- Литература [5] [6] [6] [6] [5] [6] [5] [5] [5] [5] [7] [7] 00 00 00 [9] 19] — [8] — [10, 43] Основные параметры простых MgFe2O4 8,36 Mg0,lFe0,9 [Mg0 BFeM] 0,381 4,52 440 1,1 B5° К) 31@°K) 27C00°К) 1800@°К) 1500C00°К) —3,5 -2,5 — 2,03—2,06 (поликр.) 20 36 (поликр.) е' = 9,66»* е" = 0,17 Литера- Литература [50] [50, 51] [50] [50] [5] [52] [5] [5] [5( [5] E3] [54] — [17] [55] [53] [54] [42] D2] [44] MnFe2O4 8.517 Mn0,8Fe0,2 [Mn02Felg] 0,385 5,0 300 4,6@° К) 112@°К) 80C00°К) 7000@°К) 5000C00°К) — 18,7G7СК) —2,8C00°К) — 0,3G7°К) -0,2C00°К) -Ц111] —35[100] -5(XV) 2,019G7°К) 2,004C00°К) 12D23°К) 13B94°К) 250 — ферритос Литера- Литература [23] [23] [23] [23] [5] 123] [5] 15] 15] [51 [24] 124] [24] 124] 114] [14] 15] [24] [24] [25] [26] [5] — [27] 1 * Значения физических величин приведены, если не оговорено специально, для монокристаллов при температуре 20°С. '* Измерено иа частоте 4,55 Ггц в поликристаллических образцах. '* При температуре Т— Ю0сС. s* Для состава Mnj,6 Ре)84 О4. 4* Структура медного феррита CuFe2O4 зависит от термообработки. Прн медленном охлаждении ниже определенной температуры транс- трансформации Г происходит переход кубической структуры в тетрагональную. Температура 7"т = 760°С, согласно [36], 415°С [56J и 390°С [57]. Однако в результате закаливания Т > Г кубическая структура сохраняется и при комнатной температуре. 564
Таблица 29.1 со структурой шпинели CuFe2O4 8,37 (куб)** Fe[CuFe] 0,380 5,35 455 2,3** (куб.)@°К) 1,3 (тетр.)@°К) 30@°К) 25C00°К) 2000@°К) 1700C00JK) -20,6G7°К) —6,3C00°К) — -15(>д 2,20G7°К) 2,04C00°К) 350 (поликр.) 70 ^ г' = 9,24s* г" = 0,52 Лите- Литература [34] [35] [36] [12] [121 [51 137] [37] [51 [5] [51 [5] [38] [38] — [39] [39] [39] [41] [40] [42] [42] [44] CoFe2O4 8,38 Fe[CoFe] 0,381 5,29 520 3,94@JK) 90@"К) 80C00°К) 6000@°К) 5300C00°К) 4,4-102 ?*G7°К) 2,9-102C00°К) — 120 [111]'* —590 [100] -ПО (>ч) 2,7C63°К) (монокр.) 2,22C73°К) (поликр.) — 25 (поликр.) г' = 108* 0,5э* Лите- Литература [17] [45] [45] [45] [51 [46] [51 [51 [51 [5] [15] [15] — 15] 15| 47] [48] [49] — [5] [42] [44] NiFe2O4 8,337 Fe[NiFe] — 5,37 585 2,3 @°К) 56@-Х) 50C00°К) 3800@°К) 3400C00°К) -8,7G7°К) — 6,2C00ЭК) —3 _4[Ш| —361100] -26(>,?) 2,198(85°К) 2,196B98°К) 9,5 15 80 (монокр.) 39 (поликр.) 19 (монокр.) 21 (поликр.) 2 Литера- Литература [П. 13| 112] — [13] 113] 15] [51 [51 [5| [5] [14] [14] [16] 141 14] 171 118] [181 [19] [20] [14] [21] [14] [14] [22] 4o,5Fe2,5°4 8,33 Fe[Li05Fel5l 0,382 4,75 670 2,6@°К) 69@°К) 65C00JK) 4200@° К) 3900C00°К) — 12,7G7°К) —8,4C00Ж) —9,7G7°К) —0,2C00°К) -8(Х^) 2,012G7°К) 2,003C00°К) 0,8A34°К) 1,7C00°К) 33 (поликр.) — -МО Литера- Литература [28] [28] [28] [281 [51 [5] [51 15] [51 15) [291 129] [30] 130] [31] [30] [30] [32] [32] [5] — [33] 5* Измерено иа частоте 4,55 Ггц в поликрнсталлнческих образцах. "* При температуре Т = ]00°С. '• Состав образца Cogg Fe2>2 O4. 8* Измерено на частоте 4,55 Ггч в поликристаллических образцах. »* При температуре Т = ]00°С. 565
Смешанные ферриты Таблица 29.4 Таблица 29.2 Результаты экспериментов по дифракции нейтронов в ряде образцов феррита MgxMn1_JCFe204 [11] Обозначення: Тзак — температура закаливания; а—- постоянная решетки; и — кислородный параметр. X 0,25 0,25 0,5 0,5 0,75 0,75 0,9 0,9 1400 1000 1400 1000 1400 1000 1400 1000 аЛ 8,485 8,479 8,455 8,450 8,424 8,421 8,406 8,403 и 0,3850 0,3848 0,3839 0,3836 0,3834 0,3831 0,3831 0,3821 Доля иоиов в тетра- эдрических узлах Mg2+ 0,12 0,09 0,18 0,14 0,24 0,21 0,25 0,21 Мп2+ 0,89 0,78 0,92 0,82 0,90 0,98 1,00 0,90 Зависимость намагниченности насыщения Ms и факто- фактора спектроскопического расщепления g для поликри- поликристаллического феррита Со0 7 Zn0 3Fe2O4 OT температуры Приведены также значения g-фактора и первой констан- константы анизотропии Ki Для монокристалла того же состава. Точка Кюри Тс = 340°С. Измерения в интервале темпе- температур от—50°С до +'0°С проводились на частоте 23,6 Ггц, а в интервале от 20 до 280°С— на частоте 9,25 Ггц [60, 61] т. °с —50 -25 10 20 40 60 80 120 160 200 240 280 Поликристалл Ms, ее 560 545 500 506 450 381 338 269 203 134 61 8 g _ —. — 2,07 2,10 2,11 2,12 2,15 2,16 2,17 2,18 2,19 Монокристалл g 1,90 1,90 1,91 1,91 1,92 1,96 2,06 2,12 2,12 • 2,17 2,16 2,15 /С,, 10* эрг/см* 12,03 8,41 4,51 2,36 1,34 0,16 —0,21 —0,41 —0,34 —0,21 -0,07 —0,01 Таблица 29.3 Зависимость некоторых параметров кобальт-цинкового феррита CojrZn1_JtFe204 от содержания кобальта х [58. 59] Обозначени я: Тс — точка Кюри; \Рт — магнитный момент на молекулу; os — удельная намагниченность на- насыщения X 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 0,9 1,0 тс,°С 25 82 137 275 389 460 515 па й. 4,06 4,90 5,78 6,03 4,87 4,29 3,67 т= ==285°К 18,5 39,3 61,0 87,5 93,7 90,0 83,6 г=о 62,0 91.0 119,2 128,5 110,0 93,9 83,0 ¦ см'/г т — =20° К 72,6 95,5 126,0 133,2 110,0 94,1 82.6 95,0 114,0 132,0 143,0 115,5 102,0 87,5 Таблица 29.5 Зависимость некоторых параметров никелевого ферри- феррита— алюмината NiFe2_xAlJi:O4 от содержания алюми- алюминия х [62, 63] Обозначения: а —¦ постоянная решетки; Тс — точка Кюри; р^— магнитный момент на молекулу, g — фак- фактор спектроскопического расщепления • X 0,00 0,25 0,45 0,50 0,625 0,75 1,00 аЛ 8,3370 8,3062 8,2769 8,2705 8,2521 8,2329 8,1951 тс. "С 580 506 465 430 360 294 198 медленное охлаждение 2,29 1,30 0,61 0,44 0—0,045 0,38 0,64 закалка при 1350°С 2,29 1,59 1,19 0,99 — 0,58 0.42 & 2,3 2.7 ""] 6,9 3,8 1,5 — 566
Таблица 29.6 Некоторые свойства смешанных ферритов NiMna>02 Fe.2_t Alt04 и феррита N'o,975C°o,O25Mno,O2 Fei,7 ^'о,з ^ Свойство* Фактор спектроскопиче- спектроскопического расщепления g Ширина линии ферромаг- ферромагнитного резонанса АН, э Точка Кюри Тс , °С Намагниченность насы- насыщения Ms, гс Поле анизотропии Н^, э Резонансная частота для сферического образца3* /рез= 1.4 g Ha, Мгц Максимальная резонанс- резонансная частота для сферы3* / = 1 > 4я (И + +Я4пМ3)! Мгц Начальная проницае- проницаемость (А„ Положение 1-го пика в спектре4* i*'7i» Мгц Положение 2-го пика в спектре4* ц'72. Мгц Плотность р, г/см3 Содержание алюминия х в NiMn ~~ Fe Al^. O4 0 2,34 460 585 257 260 850 12000 28 100 1700 5,13 0,2 2,38 480 500 174 450 1500 9000 20 100 1800 5,08 0,4 2,65 550 420 119 590 2190 7000 10 230 2300 5,02 0,5 2,97 660 375 83 800 3320 6500 6 350 3000 4,98 0,65 4,40 1180 310 37 1500 9200 10000 2 800 8000 4,90 0,75 — 275 20 — — >10000 — — — 4,74 1,20 1,38 150 80 27 125 240 1200 3 250 — 4,27 1,30 2,47 530 460 . 157 480 1660 7000 — — 2100 4,98 Ni0,975 Со0,025 Мп0,02 FeI,7 А103 О, 2,35 200 460 . 158 <170 <560 7000 — — — 5,15 • При T = 300°K. -ЛшК, <0,Ha = 4-L?iI; лляК,>0. «e = 2-^-. s* При внешнем поле Н = 0. <• См рис. 29.19. 567
Табл ица 29.7 Связь между плотностью и некоторыми СВЧ- параметрами феррита NiMn0 02 Fej 9 04 [64) Рентгеновская плотность рх = 5,38 г/см3, К\ = = — 5-10* эрг/см3, Гс = 585°С, ArMs = 3230 гс (обо- (обозначения см. в табл. 29.6) Таблица 29.8 Значения фактора спектроскопического расщепления g и магнитного момента на молекулу р°т для феррита LiFe5O8n его твердых растворов с CdFe2O4 и LiAl5O8 [65] Плотность f, г/см' 5,13 4,96 4,85 4,59 3,81 P. %PX 95,4 92,3 90,2 85,3 70,8 2,34 2,36 2,35 2,39 2,43 460 515 550 770 1320 * е 260 260 260 260 260 28 20,5 17 13 6,5 ? 850 850 850 850 850 * га roJS 12000 12000 12000 12000 ! 100 170 330 350 650 1700 1600 #„ = " 'рез = lj4 ^o при внешнем поле И = 0. Состав LiFesOg (LiFe5O8H 73(CdFe2O4H 25 (LiFe5O8H65(CdFe2O4HK5 (LiFe5O8H 5o(CdFe204H 50 (LiFe5O8H'25(CdFe2O4H'75 Li (Fe0 9 Al0 , )BO8 Li (Fe08 Al0>2 MO8 Li (Fe0 7 Al0 g NO8 Li (Feo Al0 4 MO8 =300°K) 1,96 1,97 1,96 ,97 ,99 ,97 ,99 2,01 P°m- 2 3 4, 4, 4, 1, 0, 0, 0, 38 44 10 70 53 99 62 10 13 Таблица 29.9 Зависимость параметров литий-хромовых ферритов от содержания хрома [66] Содержа- Содержание хрома X 0 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,60 1,70 2,00 ¦ Распределение ионов металлов Fel,OolLi0,EOFel,5O]°4 Fei,oo [LiOF5oFei,oj^ro,5o] Од Fe0,98^0,02 lLio,48FeO,77Cr0,75l ^4 Feo,9tLio,O4 tLioi44Fe0]56Cr10(!] O4 Fe0,91Li0,09 [Li0,41FeO,34Crl,25l O« FeO,8oL'o,23 ^1о;зоРео,20^Г1,5о] ^4 FeO,64^'o,36 [^1о,14реО,26^Г1,6о] Ql Fe0,54^0,46 [^го,04ре0,26 l,7ol ^4 Fe0,50Li0,50 lCr2,C0) °i s a,A 8,331 8,306 8,296 8,292 8,290 8,287 8,288 8,290 8,288 rc.°c 680 500 410 315 214 119 167 155 80+16 Г|;омп' °C _ — — 205 38 — 16 11 20 37+15 о Pm-V-B 2,474-2.60 1,504-1,62 1,35 0,84 | 0,61 0,55 0,42 0,22 0,10 Таблица 29.10 Напряженность порогового поля На и константа переключения Sw некоторых ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса [67] Обозначение: Но — минимальная напряженность магнитного поля, необходимая для переключения; вре- время переключения т = Sw/(Hm — #„), где Sw — конс- константа переключения; Нт—амплитуда переключающего импульса магнитного поля Ферриты Mgo45Mn2+5Mn3+3Pei?A Cu0 25Mn075Fe2O4 М8о,б №o,4 Fe2O4 Li0,47Ni0,06Fe2,47°4 Cn Ff^ • Fe O« MnFe2O4 Но. э 0,9 0,85 3,6 2,2 8,0 0,5 э-мксек 0,9 0,8 2,2 1,0 105,0 3,2 -Z73-Z00 -W0 0 W0 ZOO 300 400 500 600 T,'C Рис. 29.2. Зависимость удельной намагниченности насы- насыщения Оу для некоторых простых ферритов-шпинелей от температуры [5] 568
Ll1/2Fe1/2 -0,1 '0,1 О 0,1 0,1 0J 0,4- 0,5 0,5 0,7 0,8 0,ЭТ/Те Рис. 29.4. Зависимость относительной намагни- намагниченности насыщения <ssh°s от приведенной темпе- температуры Т/Тс для литиевых ферритов-хромитов Lio.sFe^^ Cra04[68] Рис. 29.3. Магнитные моменты насыщения рт при 0°К некоторых смешанных ферритов, полученных за- замещением магнитных ионов двухвалентного металла ,2+ __ одни из Ме2+ немагнитными ионами циика (Ме; ионов Мп, Fe, Co, Ni, Си, Mg или Li05 Fe0>5 ) [37] 29.2. ФЕРРИТЫ СО СТРУКТУРОЙ ГРАНАТА Кристаллографическая структура. Ферримагнит- ные окислы типа граната кристаллизуются в структуре, изоморфной классическому минералу гранату {Саз} [Fe2](Si3)Oi2. Структура граната описывается кубичес- кубической пространственной группой laid — Oh . Описание структуры граната можно найтн, например, в работах [81—84]. В табл. 29.11 показано окружение ионов в гроссуляре, имеющем формулу СазА1г (SiO4K. Куби- Кубическая элементарная ячейка граната содержит восемь формульных единиц. Шестнадцать ионов А13+ занимают октаэдрическне узлы, обозначаемые 16а, двадцать че- четыре иона Si4+ занимают узлы в центрах тетраэдров, обозначаемые 24d и двадцать четыре иона Са2+ нахо- находятся в окружении из восьми ионов кислорода и их позиции обозначаются 24с. Интерес к структуре граната значительно возрос после синтеза ферримагнитных гранатов типа M3FesOi2, где М — ион редкоземельного металла или иттрия. Магнитные свойства и намагниченность насыщения. Магнитные свойства ферритов-гранатов M3FesOi2, в которых додекаэдрическая подрешетка занята трехва- трехвалентными ионами иттрия или редкоземельных элементов, ТС,'С 600 500 400 300 100 100 \ XV К4 Мп \ к т. \ \ АЛ \ \ - 900 S0O 700 600 500 400 -300 О 0,1 Ofi 0,6 0,8 1,0 Рнс. 29.5. Зависимость точки Кюри Тс неко- некоторых смешанных ферритов типа Mei_xZn^Fe2O4 от концентрации цннка [5] 56»
-*-' -1 >- У =<я с о I -3 -27J -Я70 -100 /7 100 ZOO T,°C Рис. 29.6. Зависимости первой Ki (сплошная линия) и второй /(г (пунктир) констант анизотропии от темпера- температуры для следующих ферритов [16]: NiFe2O4 — кривые bt и bz't Niq 95 Fe^ "",. FezO4 — кривые Ci и с2', NiO75 P^~tc Fe2O4 — кривые dl и d2 M 100 80 60 40 го Ш] у 4 / / \ \ \ 1 ^^ И 1 t \ \ f i 1 ft i \ \ 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 Н,Э Рис. 29.8. Кривые ферромагнитного резонанса для мо- монокристалла Мп0 8gFei,86^*4 [24J. Образец имел форму сферы диаметром ~ 0,25 мм. Кривые сняты при ком- комнатной температуре на частоте 9300 Мгц и соответ- соответствуют трем главным кристаллографическим направ- направлениям, по которым направлено постоянное магнит- магнитное поле 250 T,°K. Рис. 29.7. Зависимость констант магннтострикции ^1Оо. ^¦ш и >.11О искусственного монокристалла магнетита от температуры [8] были поняты на основе коллинеарной модели Нее- ля о подрешеточном строении ферримагннтных соеди- соединений [85]. В гранатах, в отличие от ферритов со струк- структурой шпинели, были введены в рассмотрение три маг- магнитные подрешетки. Наиболее сильное антнферромаг- ннтное взаимодействие, определяющее точку Кюри Тс , осуществляется между нонами трехвалентного железа в октаэдрической 16а- и тетраэдрической 24й-подрешетках. Подрешетка редкоземельных ионов 24с-наиболее силь- сильно связана отрицательным обменным взаимодействием с тетраэдрнческой подрешеткой (в гранатах с легкими редкоземельными ионами от Рг до Sm с октаэдрнческой подрешеткой), причем эта связь примерно в 10 раз слабее, чем (а—й)-взаимодействие. Намагниченность насыщения Ms в случае тяжелых редкоземельных гра- 3,0 2,0 оАроо Q- D00] h[m] А о—^ о -Т—* Ш,э 300 ZOO wo 0 100 zoo т,°к Рис. 29.9. Зависимости резонансного поля #рез (кри- (кривые /, 2) и ширины кривой ферромагнитного резонанса А Н C, 4) для сферы из монокристалла феррита Mnli03Feli95O,,(X = 3,2 см) от температуры [69]. Наличие максимумов при Г = 20° К на кривых А Н (Т), по-ви- по-видимому, обусловлено ионами Мп3+ или нонами Мп еще более высокой валентности натов может быть записана следующим образом через намагниченности отдельных подрешеток: Ms = Мш — М1ва — Mzic. Ферромагнитный резонанс и анизотропия. Ферриты- гранаты имеют меньшую удельную намагниченность, чем феррнты-шпннели и большой интерес к иим был вы- вызван в основном их уникальными свойствами в СВЧ- диапазоне. Минимальные значения ширины линий фер- ферромагнитного резонанса АЯ ^ 0,2 э были получены в нттрневом феррите-гранате, свободном от примесей редкоземельных ионов. 570
W 300 200 100 О \ ¦ Ч ч ч *¦— ?3 о гщ <9,15 %6 100 100 300 Т,°К Рис. 29.10. Зависимость ширины резонансной кри- кривой А Я для марганец-цинкового феррита, содержа- содержащего небольшое (неизвестное) количество цинка от температуры [ 70] 800 BOO 200 0 -200 -600 I / /f / i X \ \ V \ V V I -100 -80 -60 -W -Z0 0 20 40 SO в, град Рис. 29.11. Зависимость резонансного поля Ярез— (Я) от угла 0 между направлением М и осью [100] в плоскости (ПО) для монокристалла ферри- феррита (NiOH95 (FeOH 05 Fe2O3 [18]: <Н> — усредненное значение Wpe3 в интервале 0— 180°; О — 4.2° К; д — 85°К; ? — ЗОО°К 2J8 2,34 1,30 2,16 X о \ \ 77 ч ?'К N. 300 ч 4х —* ч -—i "—— Л 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Рис. 29.12. Зависимость фактора спектроскопиче- сиого расщепления g от частоты для монокри- монокристалла (NiOHi95 (FeOH05 Fe2O3 [71] 50 100 Рис. 29.13. Зависимость g-фактора литиевых фер- ферритов-хромитов от температуры [72]: Li0,5 Fel ,о Crl ,5 °* : © — 950° МгЧ'< • — 24000 МгЧ'- LIq'>5 Fel!25Crl',25°* : О—950О Мгц; X—24000 Мгц. Точки ком- компенсации Т„_„„ лежат около — 20°С н + 38°С КОМ 11 Jl, Q2500 МО 10 20 30 h0 50 SO 70 SO 90 100 Молярная доля Fez03, % Рис. 29.14. Зависимость начальной магнитной прони- проницаемости fi о ферритов в системе NiO —¦ ZnO —¦ ЁО от их состава [73] 2000 1000 0 7n Ft ' П у '/ С у/ ^— i ¦ -x=0,5C i j 1 V I I - 1 J - — OfiO /0,30 U,lt) 0 h — — -200 -100 0 100 200 Т/С Рис. 29.15. Зависимость начальной магнитной про- проницаемости (to смешанных марганец-цинковых фер- ферритов от температуры [5] 571
Mi 1000 о -ZOO -100 Рис. 29.16. Зависимость начальной магнитной прони- проницаемости ц о от температуры для ферритов Mnx_xFe2+ Fe2CU [74] Сплошные кривые относятся к поликристаллическим образцам —пунк- —пунктир — к монокристаллу. У некоторых марганец-железистых ферри- ферритов температурная зависимость р.о имеет два максимума: один около точки Кюри, другой — при более низких температурах (около 0°С). Наличие последнего обусловлено, вероятно, эффектом дезаккомода- ции woo f, мгц. Рис. 29.17. Магнитные спектры кобальт-цинкового фер- феррита Co1_xZn;t. FeaOa [75]: а — о< х < 0,5. Кривые 1 — 6 — \x.'{f); 7 — 10— p." (f); б — х > >0,5. Кривые 1—3 — p.'(f); D—6) — |i"(f)- B скобках приведены значения х для каждой кривой 12 10 о 6 2 0 \ N к X к • / \с А/ ' j я ^> 10 100 1000 f,Mzu, Рис. 29.18. Зависимость вещественной ц' и мни- мнимой м" частей начальной магнитной проницаемо- проницаемости от частоты для полнкристаллического фер- феррита (MgOHg,(FeOH )9Fe2O3 при комнатной тем- температуре [54] (р = з',68 гкм3; as B6° С) = 26,4 ' гс-смА1г) Рис. 29.19. Зависимость вещественной \х' и миимой ц" частей начальной магнитной проницаемости для поли- поликристаллического феррита-алюмината NiMnQ 02 Al04 Fe1>6 O4 при комнатной температуре от частоты [64] ч 572
0,5 w 100 1000 f,Mzu, Рис. 29.20. Магнитный спектр полнкристаллического литиевого феррнта-хромита Lj0 5 Fej 0 СГ| 5 О4 [5] (о, = 2,2 гс- см3/г; р '= 4,6 г/см?) Mo г 5 2 10 5 2 1 -1350% ^°—^ 1300° ' V х \ 1250 <П50°С \ А 132 ZnosFez0lt \^ 7х\. \. X ^1200 \ \ V \ \ \ X 1150 \ \ поо\ \ 0,2 0,4 Рис. 29.21. Зависимость начальной про- проницаемости [>.о от пористости р для поли- кристаллическнх образцов никелевого [79] и никель-цинкового [5] ферритов. Для р = = 0 приведены результаты измерений на монокристалле никелевого феррита [76]. Пористость изменялась в результате изме- изменения температуры спекания; последняя указана для каждого образца г',?" гооо 1500 woo 500 о \ \ ; / /х / X -1— их \ \\ \ б,1СГвом/см 1,0 1,5 1,0 0.5 О 10 10* 10' 10* fteti Рис. 29.22. Зависимость комплексной диэлектри- диэлектрической проницаемости е = е' — ie," и удельной проводимости о феррита Ni0 4 Zn0 6 ИегОй от ча- частоты [77] 10 ~г 1-СМ 1 1 1 1 1 1 / 1 ! 1 о,г о,в о,8 Рнс. 29.23. Зависимость удельного сопро- сопротивления р о от состава ферритов типа Mnx Fe3_^O4 [78]: О — экспериментальные значения р; сплошная ли- линия — р = 6-10 |>/A—х)\ Для теоретической интерпретации результатов по ферромагнитному резонансу и анизотропии редкозе- редкоземельных феррнтов-гранатов необходим одновременный учет расщепления уровнен нонов за счет кристалличес- кристаллического поля, спнн-орбнтального н обменного взаимодейст- взаимодействий, которые подчас являются величинами одного по- порядка. В настоящее время информация об электронных уровнях нонов редкоземельных элементов еще недоста- недостаточна для надежной теоретической интерпретации ре- результатов. Магнитострикция. Магннтострикционная деформа- деформация кристалла зависит от направления вектора намаг- > ниченностн по отношению к кристаллографическим осям [90]. Обозначая направляющие косинусы вектора намагниченности аг-, можно представить относительное изменение длнныб/Д в кубическом кристалле в направ-" Ленин, задаваемом косинусами Pj, в виде B9.5). 573
1,5 1,0 0,5 О мнсек)'1 \ Но \ у V / / 7 Рис. 29.24. Зависимость обратного времени переключе- переключения т^ от амплитуды перемагннчнвающего импульса Нт для феррита Mg0j45Mno^5Mno^3Fei,770<i f67l- Ha" пряженность порогового поля Но = 0,9 э. Константа переключения s^, = 0,9 э- мксек Магнитострикция редкоземельных феррнтов-гра» натов линейно связана с концентрацией редкоземельных ионов и сильно возрастает при понижении температу- температуры. Рекордные значения Хи1 = 2420-10~в иЬоо = = 1200-10"" в поле Н = 25 кэ прн 4,2° К были получены в тербневом феррнте-гранате [91], что сравнимо по порядку величины с магннтострикцией редкоземельных металлов. Упругие свойства и магнихоупругое взаимодействие. Магнитоакустические эффекты в гранатах возникают в результате взанмодействня между спинами магннтных ионов и упругими колебаниями кристаллической решет- решетки, т. е. в результате тех же взаимодействий, которые определяют магнитострнкционные эффекты. Выражение для упругой и магнитоупругой энергии можно записать в виде [93]: + 4) + ххеуу + еууегг -f a\ezz) + 4- егге^л) + Bi ( ^^jcx гдеС11 = сиц, Ci2=Cu22. C44 = C2323 — упругие кон- стаиты, Bi=6iui, В2 = 62323 — магннтоупругие кон- константы. Условия для упругой и магннтоупругой изотропии следующие: Первое условие выполняется в иттрневом феррнте- гранате с погрешностью до 5%. Значения констант, определяющих упругие и магннтоупругие свойства, приведены на с. 581 Оптические и магнитооптические свойства. Ферриты- гранаты обладают сравнительно высокой прозрачностью в ряде участков ближнего н далекого инфракрасного спектра [94]. Так, в нттрневом феррнте-гранате имеются окна прозрачности прн длинах волн 1 <1Я,<;0,1 мм н 1 <^ < Ю мкм, между двумя этнмн облас- областями наблюдается сильное решеточное поглощение. В редкоземельных феррнтах-гранатах в первой области прозрачности могут наблюдаться поглощение прн ферромагнитном резонансе (прн большом поле ани- анизотропии), обменном резонансе редкоземельной подре- шеткн в поле железных подрешеток, а также электрон- электронные переходы между уровнями основного мультиплета редкоземельных нонов [96]. Во второй области наблю- наблюдаются электронные переходы в редкоземельных ионах и (при более коротких длинах волн) электронные пере- переходы в нонах железа в октаэдрических н тетраэдрнчес- кнх позициях [97, 98]. Феррнты-гранаты в видимой н ближней инфракрасных областях спектра обнаружива- обнаруживают значительный эффект Фарадея [98, 99] прн распрост- распространении света вдоль вектора намагниченности н при- примерно такой же по величине эффект Коттона — Мутона (магнитное линейное двупреломление) прн распростра- распространении света перпендикулнрно вектору намагниченности [100, 101]. Кристаллографические и другие характеристики Таблица 29.11 Кристаллографические позиции в структуре граната [102] Кристаллографические характеристики Точечная симмет- симметрия Позиция простран- пространственной группы Кислородная ко- координация Вид кислородного окружения Типичная идеальная формула {Са,} 222 24 с 8 Додека- Додекаэдр (ис- (искаженный куб) [А12] Т 16 а 6 Окта- Октаэдр (Si,) т 24 d 4 Тетра- Тетраэдр О„ Т 96 — — Распределение катионов по подрешеткам в структуре граната [102] (в скобках указан нонный радиус, А [103]) Т абл нца 29.12 Период \А \В Октаэдричсская подрешетка A6 а) — — Тетраэдрнческая под- подрешетка B4 d) Li+@,68) — Додекаэдрическая подрешетка B4 с) Na+ @,98) Cu2+@,80) 574
Продолжение табл. 29.12 Периоды UA ив 1ПА ШВ IV А IVB V А VB VIB VIIB VIII Октаэдрическая подрешетка A6 а) Mg2+ @,74) Zn2+@,83) А13+@,57), Ga3+@,62), Jn3+@,92) Sc3+ @,83) Si4+@,39), Ge4+@,44), Sn4+@,67) Ti4+@,64), Zr4+@,82), Hf4+@,82) Sb5+@,62) Nb5+@.66), Ta5+@,66) Cr3+@,64) Мп2+ @,91t Fe3+@,67), Сп*+@,78), Ni2+@,74), Ru4+@.62) Тетраэдрическая подрешетка B4 d) — — Al3+, Ga3+ — Si4+, Ge4+, Sn*+? Tj4+ P5+ @,35), As6+@,47) V5+@,40) — — Fe3+, Ru4+ Додекаэдрическая подрешетка B4 с) Mg2+, Ca2+ A,04). Sr2+(l,20). Ba2+ A,38) Zn2+?, Cd2+@,99) — Y3+@,97) н все ионы редкоземельных элементов, кроме Се3+ — — Bi3+ A.20) Сг2+ @,83) МП2+ Fe2+@,80) Таблица 29.13 Расстояния между ионами в иттрий-железистом гранате (ИЖГ) Y3Fe6012 [104] Числа в скобках указывают количество связей Иоь Y3+B4 с) Fe3+ A6 а) Fe3+ B4 d) Расстояние между ионами, К D) Fe3+ A6 а) 3,46 F) Fe3+ B4 d):3,09 B); 3,79 D) (8) О2~:2,37 D); 2,43 D) B) Y3+ B4 с) 3.46 F) Fe3+ B4 d) 3,46 F) О2- 2,0 F) Y3+ B4 о:3,09B); 3,79 D) D) Fe3- A6 а) 3,46 D) Fe3+ B4 d) 3,79 D) О2" 1,88 B) Y3+ B4 с) 2,37; 2,43 A) Fe3+ A6.a) 2,00 A) Fe3+ B4 d) 1,88 (9) O2":2,68B); 2,81; 2,87; 2,96; 2,99 B); 3,16 B). Таблица 29.14 Углы связи катион—анион—катион в ИЖГ [104] Связь Fe(a)—О—Fe(d) Fe(a)—О— Y(c) Fe(a)—О—Y(c) Fe(d)—О—Y(c) Fe(d)—О—Y(c) Y(c)—О— Y(c) Угол свя- связи, град 126,6 102,8 104,7 122,2 92,2 104,7 Связь Fe(a)—О— Fe(a) Fe(d)—О—Fe(d) Fe(d)—О—Fe(d) Fe(d)—О—Fe(d) Fe(d)—O—Fe(d) Угол свя- связи, грлд 147,2 86,6 78,8 74,7 74,6 Таблица 29.15 Диэлектрические свойства ИЖГ Пара- Параметр е' е" tgS Значе- Значение 12 10 0,0015 0,008 0,002 f. Ггц 0,02 3,00—9,24 9,24 9,24 3,00—9.24 о,оог| ю 0,003 0,02 Примечание Обжиг при 1350 — 1450°С в атмосфере О2 Обжиг при 1380°С Обжиг при 1380°С Концентрация Мп 1 — 2% Обжиг при 1200Х Концентрация Си 2% Лите- Литература [105] Ц06] |106| 1106J Обжнг при 1380°С | A06] Обжиг при 1400°С | 11071 Обжиг прн 1300 — 1500 "С в О2 [108]
Таблица 29.16 Электронные конфигурации, основные термы, валентности и иоиные радиусы редкоземельных элементов, ская- дия и иттрия Элемент La Се Рг Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm ' Yb ; Lu Sc Y Электронная конфи- конфигурация атома 5d'6s2 4/15d16s2 4/36s2 4/'6s2 4/56s2 4/«6s2 4/76s2 4/75<№2 4/85d!6s2 4/io6s2 4/46s2 4/i *6s3 4/l36s2 4/1s2 4/li5rf'6s2 3d14s2 4<№2 Возможные валентности 3 3 D) 3 D) 3 — 2 C) 2 C) 3 3 D) 3 3 3 3 2 C) 3 3 3 Электронная конфи- конфигурация трехвалент- трехвалентного иона 4/1 (Се3+) 4/2 (P|-3f) 4/з 4/4 4/5 (Sm3+) 4/6 (Eu3+) АР 4/s (ТЬз+) 4/9 4/ю 4/ii 4/12 4/1з (Yb3+) 4/14 Зрв Affi Основной терм трехвалентного иона 2^5/2 3«4 4/9/2 5'4 8S7/2 7fe 6«,5/2 5/8 4/15/2 We ^7/2 1S° / Радиус трехвалентного иоиа* f 109] — — ч. — 1.18 — 1,136 1,133 1,11 1,09 1,07 1,05 1,033 1,02 1,00 0,99 — 1,05 ПОЗ] 1,04 1,02 1,00 0,99 0,98 0,97 0,97 0,94 0,89 0,88 0,86 0,85 0,85 0,81 0,80 0,83 0,97 . * Рассчитано по отношению к кислороду, радиус которого принят равным 1,36 А. 576
Магнитные свойства Магнитные свойства ИЖГ и редкоземельных ферритов-гранатов Таблица 29.17 Соединение Y3Fe5012 Lao,4 Y2,e FesOia PrY2Fe5O12 Ndi,5Y1>5FeSOl2 Sm3Fe6OI2 Eu3Fe50,2 Gd3Fe5012 Tb3Fe5012 Dy3Fe50l2 Ho3Fe5O,2 Er3Fe5O12 TmsFejOia Tc ,°K 545; 560 — — — 578 566 564 568 563 567 556 549 Yb3Fe5012 | 548 Lu3Fe,O,2 1 549 KOMn • ^ — — — — — — 286 246 226 137 83 0 — Намагниченность насыщения «В • V-B 0°K 5,0 5,0 6,0 7,0 5,43 2,78 16,0 18,2 16,9 15,2 10,2 1,2 0 5.02 300°К 3,7 — — — 3,7 2,45 — 0,7 0,9 1,5 2,0 2,8 3,2 3,6 4тс М , гс 2470 2400 2900 3050 2600 1320 7250 8800 8200 7400 — 2500 300°К 1800 — 1900 — 1770 1160 — 340 440 740 1300 1640 1800 Литература [113—115] [115] [П5] [112] [114, 115] [114, 115] [114, 115] [111, 114] [111, 114] [111, П4] [HI, 114] [111, 114] [111, 114] [111, 114] Таблица 29.1; Константы анизотропии ИЖГ и редкоземельных ферритов-гранатов Соединение Y3Fe5012 Sm3Fe5012 Eu3Fe5012 Gd3Fe50,2 Th Y Fe O, 0 0057 ' 2 9r43 iC5wl2 Tb3Fe6012 Dy3Fe5012 Ho3Fe5O12 Er,Fe50,2 , Tpi3Fes012 Yb3Fe50l2 Константы анизотропии, 103 эрг/см6 6,2 C00°K); 24,5 @°K) 19,8 C00°K) 3 C00°K) 250 @°K) —88 B0°K) 760 (80°K) 970 (80°K) 800 (80°K) 7 C00°K); 22 A00°K) 11 C00°K); 210 G7°K) 4 C00°K); 170 G7°K) 6 CCCV); 40 G7 °K) — — — 460 B0°K) 7600 (80°K) —214 270 — 100 G7°K) — Литература [116, 117] [117, 118] [119, [117] [120] [118] [118] [118] [117, 118] 1121] [117] [118] 577
Табл ица 29.19 Параметры элементарной ячейки и плотность ИЖГ и редкоземельных ферритов-гранатов Гранат Y3Fe60la ^(М ^2,6 Fe5O12 PrY2Fe5012 Nd1>5Yl5Fe50l2 Sm3Fe6012 Eu3Fe50,2 Gd3Fe5012 Tb3Fe5012 Dy3Fe50i2 Ho3Fe5O12 Er3Fe50l2 Tm3Fe50l2 Yb3Fe5012 Lu3Fe5012 Параметр ячейки, А 12,376 12,428 12,466 12,488 12,529 12,498 12,471 12,436 12,405 12,375 12,347 12,323 12,302 12,283 г/см* 5,17 5,24 5,42 5,60 6,23 6,31 6,46 6,55 6,61 6,77 6,87 6,94 7,06 7,14 Литера- Литература [ПО] [1П| [нТ] [П2] [ПО [ПО [ПО [ПО [ПО [ПО [ПО [НО [ПО НЮ] Таблица 29.22 Постоянная элементариой ячейки и плотность редко- редкоземельных галлатов [125] и алюминатов [109] со структурой граната Соединение Y3Ga50l2 Pr3Ga5012 Nd3Ga5012 Sm3Ga5012 Gd3Ga50l2 ОузСа5О12 Er3Ga50l2 Y3A15O12 Gd3Al5012 Dy3Al50l2 Er3Al50l2 a.°A 12,30 12,57 12,50 12,42 12,39 12,32 12,25 12,02 12,11 12,06 11.98 p. г/cm3 5,73 6,40 6,57 6,58 7,02 7,25 7,49 4,50 5,95 6,15 6,37 Таблица 29.20 Расчетные значения момента насыщения (Мо) ионов редкоземельных элементов в структуре граната и соответ- соответствующие расчетные Мрасч и измеренные Мэксп в поле 200 кэ значения момента на молекулу 5 Fe2O3x3M2O3[122] Момент насыщения М0< \х в Мрасч. РВ Мэксп. P-fi 6 30 30 Gd ,8 + 0 ,8+1 ,3 + 0 ,2 ,2 ,3 7, 37 31 ть 92+0,25 ,52+1,5 ,4+0,3 6 30 32 Редкоземельный ион Dy ,8 + 0 ,8 + 1 ,5 + 0 ,2 ,2 ,3 6 30 27 Но ,8+0 ,8 + 1 ,5 + 0 ,2 ,2 ,3 5 20 23 Ег ,1+0, ,6 + 0, ,1+0, 1 6 3 1 0 Yb ,7 + 0 ,2 + 0 0+0, ,04 ,24 3 Таблица 29.21 Ширина линии ферромагнитного резонанса Д//, а, в некоторых редкоземельных ферритах со структурой гра- граната [123] 393 298 195 77 SmsFesO^ A00) 2400 3500 Не наблюдается Гни 2400 5000 Gd3FeEO12 [I00J 96,5 125 tin] 206 170 Er [100] 874 1980 He наблюдает- наблюдается :Fe6OI2 fill] 1180 4400 He наблюдается Yb3Fe6O12 [100] 198 203 261 1000 ПИ] 242 304 1400 5000 578
Таблица 29.23 Таблица 29.26 Магнитные свойства гранатов E—х) Fe2O3-JcMe2O3X X3Y2O3 [126. 127] Me:Ga3+, Al3+', Sc3+, In3-* и Cr3+ x Me2O3 0 i/4 Ga2O3 3/4 Ga2O3 Vs AI2O3 1 A12O3 V2In2O3 4* Cr2O3 ё ч с 9,92 7,95 4,35 7,00 3,25 11,97 14,4 13,8 10,95 545 519 460 497 415 500 365 444 515 3* 1 545 524 477 518 451 504 427 462 — 1 0 0,91 0,88 0,95 0,84 0,11 0,21 0,11 0,00 Таблица 29.24 Положение ннзкотемпературного максимума ширины линии ферромагнитного резонанса в Y3Fe5012 с при- примесью нонов редкоземельных элементов [124] Ион Рг Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb [100] 37 28 42 90 50 60 61 90 'АНмакС [ПО] 40 50 90 55 — — 145 К ПП] 42 43 90 52 65 145 Частота, Ггц 9,2 9,2 23 20,8 20,8 9,2 23,8 9,2 20,8 Таблица 29.25 Зависимость намагниченности насыщения и точки Кюри феррита-граната Gd3Fe5_JfAlx0i2 от содержания А1 [128] 0 1 1 2 X ,50 ,00 ,50 ,00 пв. @°К). ' v-b 17,7 19,2 20,1 19,3 тс ,°К Б00 430 345 253 J 2, 3, з, с 50 00 50 "в (ОК) 18, 16, U, • • V-B 2 4 9 175 88 30 Зависимость намагниченности насыщения, температуры компенсации н точки Кюри феррита- фаната Gd3 [Fe2_^cy] Fe,O12 от содержания Sc [128] X 0,00 0,25 0,50 0,75 «в @°К). VB 16,0 14,9 13,7 12,6 коми' 286 223 182 157 тс,°к 546 223 182 — X 1,00 1,25 1,50 пв • @сК), VB 11,2 8,6 6,0 комп • 137 127 Нет 7-с,°К 300 216 30 Таблица 29.27 Зависимость точки Кюри н низкочастотной относитель- относительной начальной проницаемости при различных температурах от содержания Sc в фанате YsSc^Fe^^FegOia [129] X 0,0 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 Тс , "К 560 485 425 400 375 340 320 200 ** 300°К 112 345 604 814 1080 1934 1 1 195°К 73 184 290 372 494 700 1114 1 77°К 48,5 142 197 230 272 360 491 1 Таблица 29.28 Постоянная решетки о н намагниченность насыщения пв некоторых гранатов, содержащих Si4+, Ge4+ и Sn4+ [130] Состав (i/3)Ca3Fe2Si3O12- (i/3)Ca3Fe.2Ge3O12- A/3)Ca3Fe.2Sn3012 — A/o)Ca3Fe2Si3Oi2 (i/5)Ca3Al2Si3O12 - (i/5)Ca3AI2Si3OI2 - Ca3Fe2Ge30i2 Mn3Fe2Ge30i2 Mn3Fe2Si3O12 Gd3Co2GaGe2Oi2 граната B/s)Y3Fe2Fe3O12. - B/3)Y3Fe2Fe3Ol2 - B/3)Y3Fe2Fe3O12 B/3) Gd3Fe2Fe3O12 D/5)Y3Fe2Fe3012 (*/5)Gd3Fe2Fe3O12 о a, A 12,290 12,370 12,502 12,36 12,35 12,402 12,312 12,087 11,87 12,446 12,401 «EJ. \'B @°K) 0,5 1,5 5,2 13,5 1,4 14,2 — — — — 579
Таблица 29.29 Магнитные свойства гранатов типа JcCa3Fe2Sn3012 — A — Jc)Y3Fe2Fe30i2 [131] Л" 0 1/12 1,6 1/3 о а, А 12,370 12,407 12,440 12,502 «в • \>в о°к 5,0 6,25 7,1 5,2 тс.<к 545 498 400 260 X 5/12 1/2 2/3 1,0 о а, А 12,530 12,558 12,620 12,728 пв, V-B при 0°К 2,9 1,2 0,25 — ТС.."К 220 — — Таблица 29.30 Магнитные свойства феррита-граиата ) [Ze2_x] (Fe3)O12 [132] X 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 1,4 1,6 2,0 о а. А 12,376 12,404 12,434 12,463 12,501 12,516 12,535 12,572 12,583 12,594 12,630 12,684 пВнабл*- *В 5,0 5,9 6,7 7,2 6,8 5,3 3,4 2,0 1,2 1,7 пВ расч- VB 5,0 5,94 6,59 6,75 6,31 5,31 3,87 2,22 0,71 0,00 ТС рзсч- "К 545 400 — 180 — — ТС иабл- °К 545 510 469 421 366 306 241 173 105 — Таблица 29.31 Свойства гранатов с титаном и рутением [133, 134] Соединение X 0,20 0,40 0,65 0,20 a 12,382 12,390 12,398 12,383 "в • '."-в г=о°к 5,64 5,89 5,24 Г=300°К 3,1 — Таблица 29.32 Магнитные свойства гранатов {BiY}F [135] пВ набл получено при экстраполяции Т -» 0°К, И 0 0 1 X ,25 ,75 ,00 тс , "к 591 4 5 5 "Ю. vb ,97 ,04 ,02 лв C00°К), \>-в 3,67 3,75 3,78 Таблица 29.33 Параметр элементарной ячейки и магнитные свойства ферритов-гранатов, содержащих V5+, Sb5+ Феррит-гранат {Y3_2xCa,} [Fed (Fe3_,,Vx)O12 [136J {Y3_2.,Ca,} [Fe2_xSb,,] (Fe3) O12 [137] {Ca3} [Sb^Fe^] (Fe,^^ Vl>5+J,) Ol2 [128] X 0,00 0,40 0,80 1,25 1,50 0,50 0,60 0,70 1,00 1,50 0,00 0,30 0,50 0,75 1,50 о a. A 12,376 12 400 12,422 12,449 12,465 12,446 12,460 12,473 12,514 12,580 12,465 12,487 12,502 12,523 12,580 TC. °K 557 563 548 523 493 — — —¦ "в №°K), VB 5,00 1,00 — 1,23 —2,30 7,25 7,52 7,10 4,25 0,4 —2,30 0,51 1,65 2,5 0,4 580
Таблица 29.34 Константы магнитострикции Х100 и Ат ферритов-гранатов [138] Феррит-гранат Y3Fe5O12 Sm3Fe6Ola Eu3Fe5O,., Gd3Fe5O!2 Tb3Fe6O12 Dy3Fe6O!2 Ho3Fe5O,2 Er3Fe5Ola Tm3Fe5O12 Yb3Fe5O12 — 1,0 159 86 4,0 67 — 169 —82,2 10,7 25 18,3 чоо, КГ1 I96°K — 1,1 49 51 1,7 — 10,3 —46,6 — 10,6 4,1 4,9 5,0 297° К — 1,4 21 21 0 —3,3 — 12,5 —3,4 2,0 1,4 1,4 78° К —3 -185 9, О, 560 —14E -56, —19, -31, -14, 6 7 I 3 4 2 4 196°К —3,9 —28,1 5,3 —4,5 65 —21,6 —7,4 —8,8 — 11,3 —7,1 297° —2 —8 1 —3 12 —5 4 —4 —5 4 К ,4 ,5 ,8 ,1 ,9 ,0 ,9 ,2 ,5 Упругие [139] и магнитоупругие [140] константы ИЖГ при комнатной температуре: С1Х= 23,9-1011 дин/см2; С12= 10,77 • 10" дин/см*; Сы = 7,64 ¦ 10" дин/см2; 6, = 3,48 • 10е эрг/см3; Ь2 = 6,96 ¦ 106 эрг/см3. Рис. 29.25. Схема структуры иттриевого фер- феррита-граната [127]. Показаны расстояния ме- металлических ионов каждого типа от общего для всех ближайшего иона кислорода Рис. 29.26. Зависимость самопроиз- самопроизвольной намагниченности на 1 грамм- моль редкоземельных ферритов-гра- ферритов-гранатов и феррита граната иттрия от температуры [114] \ \ Весь А1 \ »6 \ тетраэдрическ. их узт п. 1 N IX —с > -С J 2 1- 1 0 0,5 1,0 1,5 1,0 1,5 X Рис. 29.27. Зависимость спонтанного момента от состава для граната YsFes-jfAljtOi^. Намагни- Намагниченность для граната YsFee-.rGaj,- O12 почти совпадает с кривой для Y3Fe5_jfAlxOi2 вплоть до значениях = 1,6, до которого было проведе- проведено измерение [153] (см. также рис. 29.28) 2,0 1,5 1.0 0,5 0 |\ \ \ V / / ч \ 0,5 1,0 1,5 1,0 2,5 X Рис. 29.28. Намагниченность насыщения на формульную единицу граната Eu3Fe5_jeGaj(-Oi2. Намагниченность из- измерялась на свободной сфере из моно- монокристалла и экстраполирована к Н = = 0 [14Ц 581
11 10 / \ V Qa к • \ Сг3* \ \ т i \ 'х\ \ \ \. \ \ \ \ { \ \ 0 0,25 0,50 0,75 X Рис. 29.29. 3 ависимость намагничен- намагниченности насыщения пв@с К) на молекулу в феррите-гранате иттрия от содержания х ионов Ga3+nCr3+[127] ( теория) Щз 0,1 / / , 100 ZDO Т,°К Рис. 29.30. Зависимость ширины резонансной кривой от температуры монокристалла ит- триевого граната, выращенного из специаль- специальной окиси иттрия, содержащей менее 10% остаточных примесей редкоземельных элемен- элементов [142] 0fi3 / / / / OOOt-i 350 300 250 200 150 100 50 100 150 200 250 Т,°К Рис. 29.31. Зависимость ширины резонан- резонансной кривой от температуры монокристалла европиевого феррита-граната EueFebOia [143] woo -[по] ЙОТ /7^7/7^/- криапалла то зоо чоо 600Ю0 zoo жшт;к Рис. 29.32. Зависимость ширины резонансной кривой для ферритов-гранатов самария, иттер- иттербия, эрбия и гольмия от температуры [123] 0 40 60 КО, 160 200 240 ZEO Т,°К Рис. 29.33. Зависимость ширины резонансной кривой от температуры для монокристалла ит- триевого граната с примесью тербия и европия 1144] 582
Иа,103э -woo -zoo -wo о Рис. 29.34. Зависимости эффективного значения g-фактора и ширины резонансной кривой для слу- случая ферромагнитного резонанса в гадолиниевом гранате вблизи Ткомп от температуры [145]. Дан- Данные получены на поли кристаллическом сфериче- сферическом образце при частоте 9479 Мгц -5 О 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 X Рис. 29.36. Значения эффективного g-фактора и поля анизотропии На при 4,2° К вдоль направления [111] (На й 4/Ci/3/Ms) в зависимости от содержания галлия в гранате EuaFee-jfGa^Oia [HI] 12 16 20 2>+ Т,°С Рис. 29.35. Экспериментальные зависимости резонансно- резонансного поля для случая обменного резонанса в гадолиниевом гранате вблизи точки магнитной компенсации ТКОмП от температуры [146]. Самая нижняя кривая соответствует случаю, когда магнитное поле направлено вдоль легкой оси. Данные получены на монокристалли- монокристаллических сфер)ческих образцах при частоте 24-10' Мгц. Ориентация: О — вдоль [111]; д — вдоль [100]; D — противоположно [111]: — область нестабильности для спииов, не направленных по [100] 50 100 150 Z00 2.50 Т,°С Рис. 29.37. Зависимость ширины линии ферромаг- ферромагнитного резонанса монокристалла иттриевого граната при различных частотах от температу- ры [154] 583
О 50 100 150 ZOO 250 300 350 WO T, °K Рис. 29.38. Зависимость первой констан- константы анизотропии /Ci иттриевого феррита- граната от температуры [123]". О — экспериментальные данные; рас- расчет по модели кристаллического поля I \ 1 \ \ лГ--^ я* 1 1 • -/7г \ > i \ 1 -В -7 -6 -5 -4 -3 -г 100 ZOO 300 400 500 T'K Рис. 29.39. Зависимость констант магнитострик- ции для иттриевого феррита-граната от темпера- температуры [148] Рис. 29.41. Зависимость констант магни- тострикции феррита-граната тербия TbsFe5Oi2 от температуры [138] 100 ZOD 300 50 100 150 200 .250 300 350 Т,°К Рис. 29.42. Температурная зависимость магнито- стрикции ферритов-гранатов Gd3Fe5Oi2 и Dy3Fe5Oi2 [149]: Dy: а — Х100; Н= 7,6 кэ; b — Х,„, Я = 8,1 кэ; Gd: а— —Х100, Н — 9,2 пэ; 6~Х1ОС, Я=5,2кэ; г—X,,,, Н = = 9,2 кэ: й — Х,„, Я = 7,6 кя 100 5 г 10 10s! 510^2 51052 510е2 510''2 5 10s f,eu Рис. 29.43. Действительная [х' и мнимая \а" части начальной магнитной проницаемости при 20° С образца YeFesOia как функция частоты / (р = 4,9 г!см3) [150] Рис. 29.40. Зависимость констант магнито- стрикции для феррита-граната европия EFO от температуры [138] 1 J г- г* М" 1 г-4 1— о- —< ^< ц 1 >— 584
w / Ад/ щ 2 -№ В5/° ^> 12^ JSS. -О 0 С ¦°-—< 'Ус* -5 -10 -15 Рис. 29.44. Изотермы магнитострикции для феррита-граната 3Gd2O3-5Fe2O3 [116] 10 Рис. 29.45- Зависимости ц' и |х" твердых растворов {Y2 2 Са0 g }[Fe! 2 Мо 8 ](Fe3)Oi2 от частоты при 20°С [151] 29.3. ГЕКСАГОНАЛЬНЫЕ ФЕРРИТЫ Большая группа ферримагнитных окислов обладает гексагональной кристаллической структурой [153—156, 159]. На рис. 29.48 приведена диаграмма, на которой указаны химические составы таких веществ. В углах расположены соединения ВаО, МеО и РегОз- Символ Me означает двухвалентный ион первой переходной группы или ионы Zn2+ и Mg2+, а также комбинацию этих ионов (например, Li+ и Fe3+). На линии диаграммы, соединяющей ВаО и РегОз, отмечена точка, соответст- соответствующая антиферромагнитному бариевому ферриту BaFe2O4- Точка S на линии МеО — РегОз соответст- 1000 100 10 - м" j _.—' - i \ \ \ 10° 10" 10' 10е Рис. 29.46. Зависимость ц' иц" от частоты для гра- граната Y3Sc09 Fela (Fes)Oi2 при 24° С [152] Ма 1800 7600 1Ш 1200 1000 800 600 Z00 \/ А / / / / / Л 4,9 • / у у ¦ ь / \ 0,7 \ Об \ I/ / 0 о 50 100 150 2.00 250 Т,°С Рнс. 29.47. Зависимость \i' от температуры для Ys[ScJt.Fe2_Jf]Fe3Ol2 от 20° С до Тс [152] вует соединению МегРеЮв с кубической кристалличес- кристаллической структурой типа шпинели. Точка М отвечает окис- окислу, имеющему гексагональную структуру и химический состав BaFei2Oi9 = ВаО-бРегОз. Точка Y на диа- диаграмме соответствует соединению Ba2Me2Fei2O2 2 = =2(BaO-MeO-3Fe2O3). Известно также большое число соединений с соста- составами, лежащими на линиях М — S и М — Y, а эле- элементарная ячейка этих соединений может быть легко построена из ячеек структуры S, М и Y. В большинстве о случаев ион Ва2+ (г = 1,43 А) может быть частично о или полностью замещен ионами Са2+ (г = 1,06 А), Sra+(r = 1,27 А) или РЬ2+ (г = 1,32 А) или трехва- О лентными ионами, например La3+ (г = 1,22 А). 585
Энергия кристаллографической магнитной анизотро- анизотропии гексагональных кристаллов описывается формулой Еа = Ki sin* 6 + К2 sin4 в + Къ sin6 6 + + К3 sin6 в cose (9 —ф), где Еа — энергия анизотропии; Ки К2, Кг и Кз — константы анизотропии; в и <р — полярные координаты. Для полей анизотропии: 2K Fez0s В = 90°; Ms 2 (Кг + 2K2) Ms Здесь Н$—напряженность эффективного поля, необхо- необходимого для поворота вектора намагниченности в те направ- направления, где меняется только в, аН^ —поле, вращающее вектор намагниченности на поверхности конуса. Значение Ну определяется формулой: sin* 6„ 100, W=BaFe1zO1Si 80 1Bz7 Y=Ba2MezFe1z02Z Z=BaiMetFezltottt 100 всо Рис. 29.48. Диаграмма составов ферримагнитных окислов. Символ Me обозначает двухвалентный ион (или комбинацию двухвалентных ионов) [159] Таблица 29.35 Некоторые характеристики ферромагнитных окислов с гексагональной структурой Химический состав BaFel2Ol9 Ba2Fe4O8 BaFe2Fe16O2, Ва2ре2Ре28О4в ga2pe2pei2O22 ВазРе^е^О^ Ba3Zn2Fe40O65 Ba4Zn2Fe3eO6c Ba4Zn2Fe62O84 Ba6Zn2Fe64O103 Ba8Zn6Fe60O,04 Bal0Zn8Fe,2O126 Ba12Znl0Fe84O148 Ba14Zni2Fe96O,70 Символ M s w X Y z — M2Y — — — — — — Число слоев в элементар- элементарной ячейке A0) — A4), A2), F)з A7) 2 A6K B2), B7J B8K C4), D0), D6K Престранствениая группа Р63/ттс — Р63/ ттс RZm R'Zm Р63/ ттс Рбз/ттс R'Zm R'Zm Р6-/ ттс R'Zm RZm RZm RZm Параметр с, о А 23,2 — 32,845 84,11 43,588 52,3 79,36 38,1 153,85 125,76 200,40 243,98 95,84 331,09 Рентгеновская плотность рх, г/см' 5,28 5,24 5,31 5,29 5,39 5,33 — 5,31 — v — — — — — Молекулярная масса М, а. е. м 1112 232 1575 2686 1408 2520 — 3622 — — — — — Литература [155] [159] [156] [156] [156] [156] [157, 158] [157] [157, 158] [157, 158] [157] [157] [157] [157] Таблица 29.36 Состав и структура гексагональных ферритов типа Me2Yra, где Me—Mn, Zn [166] Состав Ba20(Mn, ZnI8 FeuAsg, Ba^Mn, ZnJsj,, Fe144O.2b8 BaM(Mn, Zn)^ Fe166O,80 Ba24(Mn, ZnJ2 Fe16eOj,8e Ba^Mn, ZnJ2 Fe,6eO280 Ba^fMn, ZnJ2 Fe^eOjjgo Ba^Mn, ZnJe Fe,80O324 Последовательность блоков M(YLM(YN M(YNM(YN M ... M(Y)U M(YLM(Y), M(YNM(Y)e M(Y),M(YO Количество анионных слоев F4), G0), G6), G6)x G6)x G6), (88), Пространственная группа RZm P63/mmc RZm PZml PZml RZm RZm Параметр с, А Эксперимент 462,0 168,6 549,3 183,1 183,1 549,3 636,7 Расчет 462,0 168,5 549,2 183,1 . 183,1 549,2 636,4 586
Таблица 29.37 Таблица 29.40 Рентгеновская плотность рх и молекулярная масса М некоторых окислов с гексагональной кристаллической структурой [5] Точка Кюри и намагниченность насыщения гексаферритов типа Me2Z [5] Ме- Металл Мр Мп Fe Со Ni Си Zn w = =BaMe,FeleO27 Р„ , г/см' Л 5,10 5,31 5,31 5,31 5,32 5,36 5,37 м, а.е. м. 1512 1573 1575 1577 1580 1590 1594 Y = Ba2Me2Fe,2O22 р , г/см' 5,14 5,38 5,39 5,40 5,40 5,45 5,46 м. а.е. м. 1346 1406 1408 1410 1414 1424 1428 Z=Ba3Me2 5,20 5,33 5,33 5,35 5,35 5,37 5,37 Fe24O4l м. а. е. и. 2457 2518 2520 2522 2526 2536 2539 Металл Mg Со Ni Си Zn тс, °к 680 . 710 630 ag, гс-см'/г 0°К 55 69 54 60 293°К _ 50 46 58 4*MS, гс 0°К 3350 3100 3900 "в • ^в <г=о°к> Экспери- Эксперимент 24 31,2 24,6 27,2 " Расчет 26,9 29,8 26,1 27,1 Таблица 29.38 Точка Кюри и намагниченность насыщения гексаферритов типа Me2W [5] Металл Мп2 Fef NiFe2+ ZnFe2+ гс,°к 690 730 790 700 720 vгс- о°к 97 98 79 108 104 см'/г 293° К 59 78 52 73 68 гс о°к 3900 5220 3450 4800 4550 "в .Рв (Г=о°К) Экспери- Эксперимент 27,4 27,4 22,3 30,7 29,5 Расчет 29,2 28 26,4 31,6 29,2 Таблица 29.39 Точка Кюри и иамагиичениость насыщения гексаферритов типа Me2Y [5] Металл Mg Мп Со Ni Си Zn тс- °к 550 560 610 660 400 а5, гс-см3/г 0°К 20 42 39 25 28 72 293° К 23 31 34 24 42 гс 0°К 1500 2100 2300 1600 2850 «В- 1*В (Г=0°К) Экспери- Эксперимент 6,9 10,6 9,8 6,3 7,1 18,4 Расчет 2,2 9,2 7,4 4,6 2,6 20 Таблица 29.41 Магнитные свойства ферритов типа SrO-«Fe2O3 и PbO-«Fe2O3 [160—162] Соединение SrFe8O13(SrO-4Fe2O3) SrFe12O19(SrO-6Fe2O3) SrFe18O28(SrO-9Fe2O3) PbFe8O13(PbO.4Fe2O3) PbFel2O19(PbO • 6Fe2O3) PbFe18O28(PbO.9Fe2O,) 4? 3250 3100 1900 3500 2500 1700 8 2250 2300 1500 2000 1800 1000 <Q К 3000 2900 3350 1500 2900 2400 Н Таблица 29.42 Константа анизотропии Л и поле анизотропии А для некоторых гексагональных ферримагнитных окислов [5] Соединение Ba2Co2Fel2O22 Ва3Со s^ois^a^i Ba2Zn! 5 Fep"tFel2O22 t. -С — 196 20 170 20 158 20 20 20 М , гс 210 187 145 280 220 280 290 190 эр /см3 2000 800 150 55 ~9 120 25 <6 340 155 37 7 ~2 16 3 587
Таблица 29.43 Константы анизотропии К\ или К1+2К2, намагниченность насыщения Мs и поле анизотропии h? некоторых гексагональных окислов при температуре 20°С [5] <*— BaFel2O19* BaFe18O27* BaZnFel7O27 BaZn1>5FeI65O27 BaMnZnFe16O27 BaNi2Fe16O27 BaNi05 ZnFeI65O27 EaCo075Zn0i75Fe1Ci5O27 Ba2Mg2Fel2O22 Ba2Ni2Fe12O22 Ba2Zn2Fe12O22 Ba2Zn1>5Fe125O22* Ba2Co2Fe12O22* Ba3Co2Fe24O41* СиМБОЛ M Fe2W FeZnW Fe05ZnI>5 W MnZnW Ni2W ZnFeo_5 Ni0j5 W Fe0 5 Co0 75Zn0 75W Mg2Y Ni2Y Zn2Y Fe0,5Zn1>5Y Co2Y Co2Z CM3 +3,3 +3,0 +2,4 +2,1 + 1,9 +2,1 + 1,6 — — — — — — — ic - ар'г см' — — — — —0,4 —0,6 — 0,9 — 1,0 —0,9 —2,6 — 1,8 Ms, ec 380 314 380 380 370 330 350 360 119 127 227 191 185 270 17000 19 000 12 500 11 100 10200 12 700 9 100 2 200 10000 14 000 9000 9 500 28 000 13000 * Измерения проводились на монокристаллах. Таблица 29.44 Магнитные свойства монокристаллов ферроксдюра BaFel2_2JflrJ+Zn^+ O19 с большой анизотропией в базисной плоскости [163] Таблица 29.45 Ширина линии ферромагнитного резонанса для монокристаллов Me2Y [164J Состав X 0 0,16 0,52 0,56 0,60 • На. э G из измере- измерении на- магничен- магниченности 17 000 9 600 15 000 16 000 20 000 = 300°К) из ферро- магнитно- магнитного резо- резонанса 17 000 — 16 000 22 000 АН, я (Г = 300"К) 53 при 55 Ггц — 1050 при 17 Ггц 1175 при 14 Ггц 'с- *¦ 720 635 560 550 520 гс-см? V г (Г=300°К) 75 — 65 60 47 Монокристалл BeZn2Fe12O22 Ba(Zn, Mn)Fe12O22 C,5 % Мп по весу) Параметр с, А 43,577 43,564 АН. э (Г—30СК) 8 (9000 Мгц) 3,8 (9000 Мгц) 4,9 A7 300 Мгц) Таблица 29.46 Свойства некоторых гексагональных ферритов, используемых в волноводах в миллиметровом диапазоне длин волн [165] Состав Го6ж- °С р, г/см3 Степень ориента- ориентации (/=9,5 Ггц) (/=9,5Ггц) Тс , °К . 'рез- Гг(* Система BaO-2NiO-xAl2O3-(8— x)Fe2O3, обозначаемая NiW(xAl) Ni2W@,40 Al) Ni2W@,60 Al) Ni2W@,73 Al) Ni2W@,86 Al) Ni2W(l,00 Al) 1300 1350 1350 1350 1350 4,58 4,58 4,60 4,63 4,55 0,69 0,88 0,83 0,84 0,86 0,001 0,003 0,004 0,002 15,4 14,9 15,1 14,5 2680 2440 2270 2080 15 200 17 100 17900 19 000 19 700 750 730 720 710 690 49,0 52,0 55,0 58,0 62,0 SrM SrM SrM SrM SrM @, @, @, @, @, 00 Al) 20 Al) ' 53 Al) ! 80 Al) 95 Al) Система 1350 1300 1300 1300 1300 SrO- *A12O3F—x)Fe2O3, обозначаемая 4,91 4,48 4,11 4,00 3,95 0,79 0,87 0,89 0,91 0,88 0,001 0,001 .— ¦— 18 16 6 2 SrM(xAl) 4180 3300 2110 — — 19 000 20 000 25 200 31000 34 800 750 730 690 650 630 60,0 64,0 74,0 86,0 93,0 588
\=ВагМе Рис. 29.49. Сечение структуры магнетоплюмбита М с осью с, направленной вертикально [5]. Стрелки — нап- направление спинов; вертикальные линии — оси симмет- симметрии третьего порядка; крестики — положения центров симметрии; через слои, содержащие ионы бария, про- проходят зеркальные плоскости, обозначенные буквой т; изображенная структура состоит из шпинельных бло- блоков S, разделенных блоками, содержащими ионы бария; звездочки — поворот данного блока вокруг оси с на 180° Рис. 29.50. Сечение структуры типа Y с осью с, направ- направленной вертикально [5]. Стрелки — направления спинов, которые в данном случае ориентированы пер- перпендикулярно осям с; вертикальные линии — оси сим- симметрии третьего порядка; крестики—положения цент- центров симметрии; изображенная структура сос- состоит из последовательно расположенных блоков S и Т -т -zoo о Рис. 29.51. Зависимость намагниченности насыщения os соединений со структурой типа Y от температуры [5]. Измерение проводилось на поликристаллических образцах в поле напряженностью 11 000 э -Co\ Си "^ ^Me-ln MezZ vX к 80 60 20 0 ~ffl -WO -W0 0 100 200 300 T,°C Рис. 29.52. Зависимость намагниченности насыщения 0,s соединений со структурой типа Z от температуры. Измерения проводились на поликристаллических образ- образцах в поле напряженностью 11 000 здля C02Z и ZnsZ и в поле напряженностью 18 000 э для C112Z [5] 589
Рис. 29.53. Сечение структуры типа W с осью с, направ- направленной вертикально [5]. Стрелки — направления спинов; вертикальные линии — оси симметрии третье- третьего порядка; звездочки — поворот данного блока вокруг оси с на 180°; структуру можно рассматривать как сумму структур типа М и S Рис. 29.54. Сечение структуры типа Z с осью с, направ- направленной вертикально [5]. Стрелки — направления спинов; вертикальные линии — оси симметрии третье- третьего порядка; крестики — положения центра симметрии; звездочки — поворот данного блока вокруг оси с на 180°; структуру можно представить как сумму структур типа М и Y 500 300 100 о о\ 200 400 600 Т,'К Рис. 29.55. Зависимость намагниченности насыще- насыщения Ms и констант анизотропии /Ci и /Са для PbO-6FeaO3 от температуры [5J 1 1 / г— — — — -2 1 / / / 1 '— i— о -50 -15 0 Z5 50 75 H Рис. 29.56. Гистерезисные петлн для образца BaFei2Ol9[5]: 1 — изотропный образец; 2—кристаллографически тексту- рироваииый образец 590
эрг/см \ { 1 -2001 mnt \ ч ю - \ \ л л II » BaFeni X V \ Ms,ec 500 400 300 ZOO 100 О 100 200 300 400 500 600 700 Т,°К Рис. 29.57. Зависимость намагниченности насы- насыщения М9, константы анизотропии Ki и поля анизотропии Н^ для BaFeizOio от температуры ZOO 150 100 50 \ -^ -1 N \ / / I 1 k N \ CozY \ \ \ \ - о wo \ 3oo m т I"'!- WO WO 300 400Г500 BOD T,°K Рис. 29.59. Зависимость намагниченности насыщения Ms, констант анизотропии /Ci + и поля анизотропии для C02Z от тем- температуры [5] 30 10 10 о ^ \ СигУ МдгУ NlzY 100 zoo 300 Т,'С Рис. 29.60. Зависимость начальной магнитной про- проницаемости некоторых поликристаллических об- образцов гексагональных окислов от температуры [5] рис. 29.58. Зависимость намагничениости насыщения Ms констант анизотропии Ki+2Kz и поля анизотропии Нц для Co2Y от температуры [5J 591
10 v I X 1 ¦4 ... А 1 NiFezo У' 1 < _-сг 4 -¦ и ч А j у ч Lco2z [L V \ ч\ > ч ** \ ч ч. 0 <? 10 W 5 100 I 5 1000 1 f,Mlu, М' 6=0,65/ и"/ /М А" 10 100 Рис. 29.61. Магнитные спектры поликристаллического образца C02Z и шпинели NiFe2C>4, которая имеет при- примерно то же значение магнитной проницаемости на низ- низких частотах [5] 5 WOO f,M8li 0О, град 60 30 о 300000°°^ с М\В0 k. V Рис. 29.62. Магнитные спектры некоторых ферритов группы Co^Zn2_j-Z [5] 40 30 и 100 100 300 Т,'К Рис. 29.63. Зависимость равновесного положения 10 / у и- ColnZ / Co2Z \ / / / О 0,г 0,6 0,8 f вектора намагниченности относительно оси с для Рис. 29.64. Зависимость j-i0 образцов C02Z и CoZnZ от Co2Y от температуры [5] 0 р о — различной степени ориентации кристаллитов [5j 29.4. НЕКОТОРЫЕ ФЕРРО- И ФЕРРИМАГНИТНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ Магнитные свойства соединений трехвалентного хрома с галогенами [167] Таблица 29.47 Обозначения: Ор — парамагнитная точка Кюри; см — постоянная закона Кюри — Вейса; рЭф — эффек- эффективный магнитный момент Соединение CrF3 CrCls CrBr3 Crl3 Структура Dtd ~R3c; a=5,2643A; a=56,563° ifi рз |2- /M p j2- o=6,00 A: c=17,3 A C% —R3\ a=6,26 A; c=18,2 A D3_P5li2 тс. °к 69,8 16,8 35,7 68 — 124 +31 +47 +70 "B • !*B — — 3,0 3,1 4 it M , гс — — 3250 2690 Ж T=\ ,5°K — — 6850 28 600 к эрг т — — 9,4-105 з.ыо6 с*-"г ад МОЛЬ 1,85 1,7 1,84 2,07 Рэф. V-B 3,85 3,69 3,85 4,03 592
Таблица 29.48 Магнитные свойства CoMnO:i, NiMnO3, BiMnO3 и BiCrO3 Обозначение: рЭф — эффективный магнитный момент. Соединение СоМпОз NiMnO3 BiMnO3 BiCrO3 Структура С% — КЗ с|—яз Перове кит Перовскит Параметры ячейки Г=300°К а = 5,385 А а = 54°ЗГ а = 5,343 А а = 54°39' а = с= 3,935 А Ъ = 3,989 А а = f = 91°28' Р = 90°58' а = с = 3,906 А Ъ = 3,870 А а = v = 90°33' Р = 8939' тс.°К 120 120—160 103 ер = 1зо 123 "в, v-b 0,72 @°К) 0,76 @°К) 2 G7°К) 4 (экстраполяция) "эф- V-B 5 Литература [170-172] [170—172] [168,169] [168,169] Таблица 29.49 Кристаллографические и магнитиые свойства ферримагнитных фторидов с ионами Fe3+, Cr3+ и Со3+ [173] Соединение Na6Cr3F1(l Na6Co3F1(l Структура Высокотемпературная фаза а = 7,34 А; с = 10,38 А р = 3,26 г/см3 ; Низкотемпературная фаза а = 73,23 А; b = 7,46 А с = 12,72 А; Р = 90 + 0,5° р = 3,15 г/см3 —— гс,°к 80 <20 77<Гс<200 пв • v-b @°К) 5 . @°Ю 2500 — — 20-748 593
Магнитные свойства соединений двухвалентного европия Таблица 29.50 Соединение EuF2 I EuCl2 EuBr2 Eul2 EuO EuS EuSe EuTe Eu2P2O7 Eu3(PO4J EuSiO3 Eu2SiO4 Eu2SiO4 EU3Si06 EuAl2O4 Eu3Al206 ЕиБА12О8 Структура Кубическая Орторомби ческая » Моноклинная NaCl Тетраэдрическая Ромбоэдрическая — Орторомбическая (поро- (порошок) Орторомбическая (моно- крист.) Тетраэдрическая ПсевдЬкубическая 1 Параметры ячейки, к 5,85 а = 4,48 Ъ = 7,48 с = 8,96 а = 4,30 Ъ = 9,20 с = 11,42 а = 7,62 Ъ = 8,23 с = 7,88 Р = 98° 5,143 5,96 6,19 6,60 —— - — а = 9,71 Ь = 49,56 с = 5,95 а = 9,71 Ъ = 49,56 с = 5,65 — — тс, °к 2 — — 5 73 16,5 7 7,8 — 7 4 — V°K —5 0 0 +5 +76 + 19 + 9 — 6 —3 +5 0 +7 +10 +19 0 10 6 См 7,79 6,90 7,83 7,60 7,80 7,33 7,04 — — 7,60 6,63 7,01 "В • 11В (Г=0°К) — — — 7 6,80 6,87 6,70 ¦— 6,7 — 6,0 6,5 6,71 6,2 5,8 Литерату- Литература [174] [174] [174] [174] [174] [86] [86] [174] [174] [174] к [174] [86] 594
Таблица 29.51 Параметры элементарной ячейки гексагональной и кубической фаз некоторых фторидов типа ABFa Соедине- Соединение Rb№F3 [87] TlNiF3 [87] CsMnF3 [87] CsNiF3 [88] Синтез при атмосферном давлении а=5,847+0,001 А с=14,319 + 0,003 А С/а=2,449 + 0,001 ^=424,0+0,2 А3 а=5,878 + 0,001 А с=14,364 + 0,005 А С/а=2,444 + 0,001 ^=429,8 + 0,4 А3 а=6,230 + 0,002 А с=15,130+0,008 А с/а=2,429 + 0,002 ^=508,6 + 0,6 А3 Фаза 2L а=6,236 А и-88,0 A3 Синтез при высоком давлении а=Ь=с=4,0769 + 0,0004А ^=67,76 + 0,02 А3 а=Ь=с=4,0998 + 0,0002А ^=68,91+0,01 А3 а=Ь=с=4,3308+0,0002А ^=81,23 + 0,01 А3 1) Фаза 9L а=6,12А;с=22,15 А ч=79,8 А3 2) Фаза 6L а=6,05А; с=14,54 А и=76,8 А» Таблица 29.52 Магнитиые свойства ферримагнитных фторидов Соедине- Соединение RbNiF3 CsNiF3 TlNiF3 тс.°К 139 111 150 гс-см3 V 21 12 11,6 (оценка) ОТс град d • коар Р +0,60 +0,53 — Литература [89, 92,95] [88] [Н7] Таблица 29.53 Магнитиые свойства ферримагнетика Ga2_A.FeA. О3 [166] Химическнй состав исходного расплава Gal,3Fe0,7 °3 Gai,2 Fe0,8 °3 Gal.l Fe0,9 °3 Gal,0Fe1.0°3 Ga0.92Fei,08°3 Gao,8 Al0.2Felp003 по анализу ^ьшР^.вг^з Gal,l4Fe0,b6°3 Gal,07Fe0,93°3 Ga0,98Fel ,02°3 Ga0,89Fel,U°3 GaO,8lAlo,llFei,O8(-K 0,395 0,540 0,630 0,789 0,935 0,793 G 129 166 196 243 295 267 29.5. МАРКИ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕКОТОРЫХ ФЕРРИТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СССР Таблица 29.54 Магиитомягкие ферриты [80] Обозначения: ;а0—начальная магнитная проницаемость; (-iMaKc— максимальная магнитная проницаемость;// ]1макс напряженность магнитного поля, соответствующая р.шкс, а^—относительный температурный коэффициент \х0; /гр — граничная частота; bh/^ — относительный коэффициент потерь на гистерезис Марка феррита 6000 НМ 4000 НМ Состав и структура Mn-Zn-шпинель Mn-Zn-шпинель ГС,°С ПО 140 6000 400Q ''¦макс 10000 7000 0,15 0,20 а,, .10»*. — 0,2—1,5 0,5—1,5 frp. Мгц, при которой 0,005 0,08 tgb= =0,02 — — bh 9 -106 ^0 0,04 0,07 см" 5,0 4,9 3 5- о о О- 10 50 20* 595
Марка феррита 2С00 НМ 2000НМ1 1500 НМЗ 1000 НМЗ 700 НМ 2000 НН 1000 НН 200 НН 150 ВЧ 100 ВЧ 50 ВЧ2 30 ВЧ2 Состав и структура Mn-Zn-шпинель Mn-Zn-шпинель Mn-Zn-шпинель Mn-Zn-шпинель Mn-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель гс,°с 200 200 200 200 240 2000 1000 200 150 100 50 30 t 2000 2000 1500 1000 700 70 ПО 120 4С0 400 450 450 ^макс 3500 3500 3000 2000 2000 7000 3000 300 350 280 170 120 § 0,25 0,40 0,60 1,0 1,50 0,15 0,40 2,00 8,00 9,00 10,00 15,00 —24-+4,5 —0.14- + 1.0 04-0,7 04-1,0 —0,24- + 1,2 34-9 54-15 44-10 + 4 9 —1,04-+9,0 ±35 Продолжение frp. Мгц, при которой tg«= i=0A 0,35 0,4 1,0 2,0 4,0 0,2 0,4 3,0 25 35 70 200 tg6= =0,02 0,06 0,05 0,35 0,7 2,1 0,005 0,02 1,0 15 25 35 100 lh 2 'w 1*0 0,17 0,17 0,08 0,11 0,04 1,10 1,30 2,00 0,30 0,18 1,30 0,30 " табл г 4,6 4,6 4,5 4,4 4,4 5,0 5,0 4,8 4,8 4,8 4,7 4,8 29.54 S s; о о О. 50 5102 2-Ю3 1 -103 2103 1103 2-Ю3 1-105 1-106 1 -106 1-1С6 1-10? • В интервале температур от +20 до +70"С. Таблица 29.55 Ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса [80] Обозначения: Тс — точка Кюри; Нс — коэрцитивная сила; Вг — остаточная индукция; /СПр — коэффициент пря - моугольности; ТКИС — температурный коэффициент коэрцитивной силы; #0— напряженность порогового поля; Sw — константа переключения; р0 — удельное электросопротивление Марка феррита 0,12 ВТ 0,16 ВТ 0,27 ВТ 0,3 ВТ 0,37 ВТ 0,44 ВТ 0,7 ВТ 0,9 ВТ 1,3 ВТ 1,5 ВТ 2 ВТ Состав н структура Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель Mg-Мп-шпинель гс.х 115 135 ПО 150 145 180 240 235 250 250 260 "с- Э 0,12 0,16 0,27 0,30 0,37 0,44 0,70 0,90 1,30 1,50 2,00 вг, гс 2000 2000 2000 2100 1400 1600 2300 2500 2300 2200 1800 0,91 0,93 0,90 0,93 0,93 0,93 0,93 0,92 0,91 0,91 0,90 ткнс,%, в интервале температур от—60 до +20°С 2,0 1,8 1,7 1,3 1,3 1,1 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 от+20 до+70' С 1,3 1,2 1,3 0,8 1,0 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,6 я., 0,70 0,70 0,50 1,20 1,20 1,80 2,00 1,70 2,00 2,20 2,60 э-мкеек 0,35 0,50 0,45 0,60 0,60 0,55 0,55 0,60 0,65 0,65 0,55 ом-см 6-1С6 5-10* 2-Ю5 1-Ю8 2-10* 2-10* 2-10* 25-10* 510* 5-106 596
{ Таблица 29.56 Ферриты СВЧ-диапазона [80] Обозначения: Тс— точка Кюри; Ms— намагниченность насыщения; Bs — индукция насыщения; Вг — остаточная индукция; е' — вещественная часть диэлектрической проницаемости; |л' — вещественная часть магнитной проницае- проницаемости; ДЯ — ширина линии ферромагнитного резонанса; tg8 — тангенс угла потерь; р — плотность; р0 — удель- удельное сопротивление Марка феррита 2СЧ 1 2СЧ 4 5СЧ 8СЧ 1 10СЧ 6 1ССЧ 8 10СЧ12 ЗОСЧ 3 40СЧ 2 60СЧ 80СЧ Состав н структура Mg-Mn- шпи нел ь Ni-Zn-шпинель Ni-Zn-шпинель Mg-Al-шпинель Y-Fe-гранат Mg-Cr-шпинель Ni-Cr-шпинель Y-Al-гранат У-А1-гранат Y-Al-гранат Y-Al-гранат гс.°с 370 450 340 290 280 140 350 230 180 150 120 s' ж 1880 4180 2620 710 1700 620 1100 1180 750 480 310 ?Sg ¦ SC 1520 3900 2660 690 1680 560 890 1200 750 500 360 вг, гс 1040 1400 640 480 950 350 590 650 340 320 90 10,6 12,5 11,9 9,8 13,8 9,5 9,0 13,3 14,1 13,2 12,5 р-' 24 47 94 12 9,7 17 8 86 44 28 23 ДЯ, э 9200 Мгц 800 120 180 600 70 250 540 80 80 50 70 да частоте 3000 Мгц 785 — 400 40 220 400 65 55 40 55 tgS 6,4-10-з 1,7-10-2 5,4- Ю-3 1,6-10-3 1,6-1(Г3 2,8-10-з 8,5-10-3 3,4-10-3 8.Ы0-* 4,2-10-* 1,4-10-з Р'-т- см" 3,8 4,9 4,8 3,6 4,9 3,5 4,8 5,0 4,8 4,7 4,9 ро, ом-см 5,0-Ю8 5,3-108 3,0-108 1,5-10? 1,2-1012 5,8-107 5,2-106 3,8- 10U 5,1 1013 9,0-10" 1,6-ЮИ Т а б л и ц а 29.57 Магнитотвердые ферриты [80] Обозначения: Тс — точка КЮРИ; Вг— остаточная индукция; д Нс — коэрцитивная сила по индукции;Л1 Нс —¦ коэрцитивная сила по намагниченности; (ВН)МЙКС— удельная максимальная магнитная энергия; [i.r — обратимая магнитная проницаемость: ав — температурный коэффициент остаточной индукции; р0—удельное электросопротивление Феррит Гексаферрит Ва 0,7 БИ 1 БИ 2БА1 2БА ЗБА Феррит Со марки 1ФК тс;с 450 450 450 450 450 550 В,, гс 1800—2100 1900—2200 2800—3300 3000—3500 3500—4000 2400—2700 Р ВНс,э 1400—1600 1600—1800 2450—3000 2300—2900 1600—2300 1600—1900 — плотность МИС'Э 1500—3500 2200—4000 >3800 2500—3800 1600—2300 >1800 <№>макс • 10« гсэ 0,7—0,8 0,8—1,1 1,8—2,5 2,0—2,9 2,9—3,5 1,4—1,7 1 1 1 1 1 IV ,05—1 ,05—1 ,05—1 ,05—1 ,05—1 _ ,25 ,25 ,25 ,25 ,25 * V иа 1° —о, —о, —о, —о, —о, % С 2 2 2 2 2 —0,052* —0,08 з* Ро, ом-см 108 105 105 105 105 10* р. 4, 4, 4, 4, 4, 3, г/см3 5—5,0 5—5,0 5—5,0 5—5,0 5—5,0 3—3,5 • В интервале температур от —70 до +200°С. 2* В интервале температур от —70 до+20оС. а* В интервале температур от + 20 до + 80°С. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Neel L. "Ann. phys.", 1948, v. 3, p. 137. (См. пер. в сб.: Антиферромагнетизм. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1956, с. 56). 2. Воисовский С. В., Шур Я. С. Ферромагнетизм. М., Гостехиздат, 1948. 3. Гуревич А. Г. Ферриты на сверхвысоких частотах. М-, Физматгиз, 1960. 4. Wangsness R. К- "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 68. 5. Смит Я., Вейн X. Ферриты. Пер. с англ. М., Изд- во иностр. лит., 1962. 6. ShulIC.G., Wollen E. О., Kohler W. С. "Phys. Rev.", 1951, v. 84, p. 912. 7. Bickford L. R., Brownlow J. M., Penoyer R. F. Proc. Instn Electr. Engrs», 1957, v. 104B, Suppl. 5, p. 238. 8. Bickford L. R., Pappis J., StuII J. L. "Phys. Rev.", 1955, v. 99, p. 1210. 9. Bickford L. R. "Phys. Rev.", 1950, v. 78, p. 449. 10. Calhoun B. A. "Phys. Rev.", 1954, v. 94, p. 1582. 597
11. Nathans R. e. a. "Proc. Istn Electr. Engrs», 1957, v. 53. 104B, Suppl. 5, p. 217. 12. Verwey J. W., Heilmann E. L. "J. Chem. Phys.", 54. 1947, v. 15, p. 174. 13. Gorter E. W. "Philips. Res.Repts.", 1954, v. 9, p. 295. 55. 14. Gait J. K-, Matthias В. Т., Remeika J. P. "Phys. Rev.", 1950, v. 79, p. 391. 56. 15. Bozorth R. M., Tilden E. F., Williams A. J. "Phys. Rev.", 1955, v. 99, p. 1788. 57. 16. Dwight K-, Menyuk N. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1958, v. 3, Ser. 2, p. 41. 58. 17. Smit J., Wijn H. P. J. "Adv. in Electr. and Electr. Phys.", 1954, v. 6, p. 83. 59. 18. Yager W. A., Gait J. K., Merritt F. R. "Phys. Rev.", 60. 1955, v. 99, p. 1203. 19. Генделев С. Ш., Лаповок Б. Л., Рубинштейн Б. Е. 61. «Физика твердого тела», 1963, т. 5, с. 3037. 62. 20. Sekizawa H., Sekizawa К "J. Phys. Soc Japan", 63. 1962, v. 17, Suppl. В—1, p. 380. 64. 21. Epstein D. J. Conf. on Magn. and Magn. Mater., Bos- Boston, Amer. Inst. Electr. Eng., 1957, p. 498. 22. Van Uitert L. G."J. Chem. Phys.", 1956, v. 24, p. 306. 65. 23. Hastings J. M., Corliss L. M. "Phys. Rev.", 1956, v. 104, p. 328. 66. 24. Dillon J. F., Geschwind S., Jaccarino V. "Phys. 67. Rev.", 1955, v. 100, p. 750. 25. Гуревич А. Г., Гублер И. Е., Титова А. Г. «Физика 68. твердого тела», 1961, т, 8, с. 19. 69. 26. Teale R. W-"J. Appl. Phys.", 1962, v. 33, Suppl. 3, p. 1295. 70. 27. Завета К., Свирина Е., Маликова О. «Физика твер- 71. дого тела», 1962, т. 4, с. 3593. 28. Braun P. В. "Nature", 1952, v. 170, p. 1123. 72. 29. Folen V J. "J. Appl. Phys.". 1960, Suppl., v. 31, p. 166. 73. 30. Schnitzler A. D., Folen V. J., Rado G. T. "J. Appl. Phys.", 1960, Suppl., v. 31, p. 348. 74. 31. Enz U. Erzeugung von Vetterschaft mit Ferriten, The- 75. sis, Zurich, 1955. 32. Comstock R. L., Remeika J. P. "J. Appl. Phys.", 76. 1964, v. 35, p. 1018. 33. Nielsen J. W- e. a. "J. Appl. Phys.", 1962, v. 33, 77. Suppl., No. 3, p. 1379. 78. 34. Bertaut F. "Compt. rend.11, 1950, v. 230, p. 213. 35. Prince E., Trueting R. G. "Acta crystallogr.", 1956, 79. v. 9, p. 1025. 36. Weil L.. Bertaut F., Bochirol L. "J. phys. rad.", 80. 1950, v. 11, p. 208. 37. Gorter E. W. "Nature", 1950, v. 165, p. 798. 81. 38. Okamura Т., Kojima Y. "Phys. Rev.", 1952, v. 86, p. 1040. 82. 39. Weisz R. S. "Phys. Rev.", 1954, v. 96, p. 800. 40. Snoek J. L. "Philips. Techn. Rev.", 1946, v. 8, p. 353. 83. 41. Okamura Т., Torizuka Y. "Nature", 1951, v. 168, 84. p 872. 42. Okamura Т., Fujimura Т., Date M. "Phys. Rev.", 85. 1952, v. 85, p. 1041. 86. 43. Рабкин Л. И. Высокочастотные ферромагнетики. М.—Л., Физматгиз, 1960. 87. 44. Bochirol L. "Compt. rend.", 1951, v. 233, p. 736. 45. Prince E. "Phys. Rev.", 1956, v. 102, p. 674. 88. 46. Pauthenet R. "Compt. rend." 1950, v. 230, p. 1842. 47. Guillaud С "Rev. Mod. Phys.", 1953, v. 25, p. 64. 89. 48. TannenwaldP. E. "Phys. Rev.", 1955. v. 99, p. 463. 49. Torizuka Y. "Sci., Repts. Res. Inst. Tohoku Univ"., 90. 1951, v. A 3, p. 383. 91. 50. Corliss L. M., Hastings J. M., Brockman F. G. "Phys. Rev.", 1953, v. 90, p. 1013. 92. 51. Bacon G. N.. Roberts F. F. "Acta crystallcgr.", 1953, v. 6, p. 57. 93. 52. Jones G. O., Roberts F. F. "Proc. Phys. Soc. (Lon- (London)", 1952, v. 65 B, p. 390. Belson H. S., Kriessman C. J. "J. Appl. Phys.", 1959, v. 30, p. 17CS. Rado G. Т., Folen V. J., Emerson W. H. "Proc. lnstn Electr. Engrs", 1957, v. 104B, Suppl. 5, p. 198. Yager W. A., Merrit F. R., Guillaud "Phys. Rev", 1951, v. 81, p. 477. Торопов Н. А., Борисенко А. И. «Журн. прикл. химии», 1950, т. 88, с. 1243. Inoue Т., lida S. "J. Phys. Japan", 1958, v. 13, p. 656. Guillaud C, Creveaux H. "Compt. rend.", 1950, v. 230, p. 1458. Guillaud С "J. phys. et radium", 1951, v. 12, p. 239. Okamura Т., Kojima Y., Torizuka Y. "Sci. Repts. Inst. Tohoku Univ.", 1952, v. A4, p. 72. Okamura T. "Phys. Rev.", 1952, v. 85, p. 690. Gorter E. W. "Philips. Res. Repts.", 1954, v- 9, p. 295. McGuire T. R. "Phys. Rev.", 1953, v. 91, p. 206. Pippin J. E., Hogan С L. Sci. Rep. N1 Gordon McKay Lab. of Appl. Science, Haward Univ., N. Y., 1959. Carter A. E., Miles D. A., Welch A. J. A. "Proc. Instn Electr Engrs", 1957, v. 104 B, Suppl. 5, p. 141. Gorter E. W. "Philips. Res. Repts.", 1954, v. 9, p. 403. van der Heide H., Bruijning H. G., Wijn HPJ. "Phil. Tech. Rev.", 1957, v. 18. p. 336. Gorter E. W. "Philips. Res. Rept.", 1954, v. 9, p. 403. Соловьев В. И. «Физика твердого тела», 1964, т. 6. с. 2524. Tannenwald P. E. 'Phys. Rev.", 1955, v. 100, p. 1713. Healy D. M., Johnson R. A. "Phys. Rev.", 1956, v. 104, p. 635. van Wieringen J. S. ''Cahiers phys.", 1955, v. 62, p. 45. Смоленский Г. А. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1952, т. 16, с. 728. Enz U. "Physica", 1958, v. 24, p. 609. Полтинников С. А., Давыдов Л. Д. «Физика твердого тела», 1964, т. 6, с. 2190. Gait J. К- "Bull. Syst. Techn. J.", 1954, v. 33, p. 1023. Koops С G. -Phys. Rev.", 1951, v. 83, p. 121. Funatogawa Z., Miyata H., Usami S. "J. Phys. Soc. Japan", 1959, v. 14, p. 854. Brown F-, Gravel Ch. L. "Phys. Rev.", 1955, v. 97, p. 55. Горбунов Н. Д., Матвеев Г. А. Ферриты и магнито- диэлектрики. М., «Советское радио», 1968. Menzer G. "Z. Kristallogr.", 1928, Bd 69, S. 300. Gibbs G. V., Smith J. V. "Amer. Mineral.", 1965. v. 50, p. 2023. Prandl W. "Z. Kristallogr.", 1966, Bd 123, S. 81. Abrahams S. C, Geller S- "Acta cryst3llogr.", 1958, v. 11, p. 437. Neel L. "Ann. Phys.", 1948, v. 3, p. 137. Shafer M. W." J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 1145. Syono Y., Akimoto S., Kohn K. "J. Phys. Soc. Ja- Japan", 1969, v. 26, p. 993. Longo J. M., Kafalas J. A. "J. Appl. Phys.", 1969, v. 40, p. 1601. Смоленский Г. А. и др. «Физика твердого тела», 1966, т. 8, с. 2965. Callen E. "J. Appl. Phys.", 1968, v. 39, p. 519. Кирюхин В. П., Соколов В. И. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1966, т. 51, с. 428. Shafer M. W. e. a. "Appl. Phys. Lett.", 1967, v. 10, p. 202. Le Craw R. C, Comstock R. L. Physical Acoustics, V HI, p B, Lattice Dynamics. Ed. by W. P. Mason. New York — London, Academic Press, 1965. 598
94. Wickersheim К- A. Magnetism. Ed. G. Rado and H. 134. Suhl. Academic Press, 1963. 135. 95. Kafalas I. A., Longo J. M. "Mater. Res. Bull.", 136. 1968, v. 3, p. 501. 137. 96. Tinkham H. "J. Appl. Phys.", 1962, v. 33, Suppl., 138. p. 1248. 139. 97. Wood D. L., Remeika J. P. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1038. 140. 98. Dillon J. F., Jr. "J. phys. et radium". 1959, v. 20, 141. p 374; "J. Appl. Phys.", 1958, v- 29, p. 539. 99. Клинчик Г. С, Четкий М. В. «Журн. эксперим. и 142. теор. физ.», 1961, т. 40, с. 729; 1961, т. 41, с. 673. 100. Писарев Р. В., Синий И. Г., Смоленский Г. А. 143. «Письма ЖЭТФ», 1969, т. 9, с. 112, 264; 1969, т. 57, с. 737. 144. 101. Dillon J. F. "J. Appl. Phys.", 1969, v. 40, p. 1231. 102. Geller S. "Z. Kristallogr.", 1967, Bd 125, S. 1. 145. 103 Бокий Г. Б. Кристаллохимия. М., Изд. МГУ, 1960. 146. 104. Geller S., Gilleo М. A. "Acta crystallogr.", 1957, v. 10, p. 787. 147. 1C5. Anderson E. E. "J. Appl. Phys.", 1959, v. 303, p. 299. 148. 1C6. Гуревич А. Г., Гублер И. Е., Сафантьевский А- П. 149. «Физика твердого тела», 1959, т. 1, с. 1860. 107. Sirvetz M. H., Zneimer J. E. "J. Appl. Phys.", 150. 1958, v. 29, p. 431. 108. Wolf W. P., RodrigueG. P. "J. Appl. Phys.", 1958, 151. v- 29, p. 105. 109. Eertaut F., Forrat F. "Compt. rend. Acad. Sci.", 152. 1957, v. 96, p. 244. 110. ESDinosaG. P. "J.Chem. Phys." ,1962, v.37, p.2344. 153. 111. Geller S- e. a. "Phys. Rev.", 1965, v. 137 A, p. 1034. 154. 112. Geller S., Williams H J., Sherwood R. С "Phys. Rev.", 1E61, v. 123, p. 1692. 155. 113. Geiler S., Gilleo M. A. 'J. Phys. Chem. Solid.", 1957, v. 3, p. 30. 156. 114. Pauthenet R. Thesis, University of Crenoble, 1958. 115. Geller S. "Phys. Rev.", 1963, v. 131, p. 1080. 157. 116. Белов К. П , Белов В. Ф., Тимофеева В. А. «Крис- «Кристаллография», 1961, т. 5, с. 699. 158. 117. Rodrigue G. P., Meyer H., Jones R. V. "J. Appl. Phys.", 1960, v. 31S, p. 376S. 159. 118. Pearson R. F. "J. Appl. Phys.", 1962, v. 33S,p. 1236. 119. Miyadai T. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, 160. p. 2205. 120. Pearson R. F., Cco:er R. W. "J. Appl. Phys.", 161. 1961, v. 325, p. 2655. A 121. Miyadai T. "J. Phys. Soc. Japan.", 1962, v. 17, 162. p. 1899. 122. Guillot M., Pauthenet R. "J. Appl. Phys.", 1965, 163. v. 36, p. 1013. 164. 123. Jones R. V., Rcdngue G. P., Wolf W. P. "J. Appl. Phvs.", 1958, v. 29, p. 434. 165. 124. Dillon J. F. "Phys. Rev.", 1962, v. 127, p. 1495. 166. 125. Bertaut F., Forrat F. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1956, v. 243, p. 1219. 167. 126. Gilleo M. A., Geller S. "J. Appl. Phys.", 1958, v. 29, p. 380. 168. 127. Gilleo M. A., Geller S. "Phys. Rev.", 1958, v. 110, p. 73. 169. 128. Geller S. e. a. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 88. 129. Cunningham J. В., Jr. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, 170. p. 2491. 130. Bozorth R. M., Geller S. "J. Phys. Chem. Solid.", 171. 1959, v. 11, p. 263. 172. 131. Geller S. e. a. "J. Phys. Chem. Solid.", 195Э, v. 12, p. 111. 173. 132. Geller S. e. a. "J. Phys. Chem. Solid.", 1960, v. 13, p. 28. 174. 133. Geller S. e. a. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 321. Espinosa G. P. "Inorg. Chem.", 1964, v. 3, p. 881. Geller S. e. a. "Appl. Phys. Lett.", 1963, v. 3, p. 21. Geller S. e. a. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 570. Geller S. e. a. "J. Appl. Phys.", 1964, v- 35, p. 542. Iida S. "J. Phys. Soc. Japan", 1967, v. 22, p. 1201. Clark A. E., Strakna R. E. "J. Appl. Phys.", 1961, v. 32, p. 1172. Comstock R. L. "Proc. IEEE", 1965, v. 53, p. 1508. Le Craw R. C, Remeika J. P., Matthews H. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 901. Spencer E. C-, Le Craw R. C, Clogston A. "Phys. Rev- Lett.", 1959, v- 3, p. 32. Le Craw R. С. е. a. "Phys. Rev. Lett.", 1963, v. 11, p. 490. Dillon J. E., Jr., Nielsen J. "Phys. Rev. Lett.", 1959, v- 3, p. 30. Calhoun B. A., Overmeyer J., Smith W. V. "Phys. Rev.", 1957, v. 107, p. 993. Geschwind S., Walker L. R. "J. Appl. Phys.", 1959, v. 30, p. 1635. Kohn K-, Fukuda R., Iida S. "J. Phys. Soc. Ja- Japan", 1967, v. 22, p. 333. Callen E. R. e. a. "Phys. Rev.", 1963, v. 130, p. 1735. Clark A. E., De Savage B. F., Callen E. R. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 35, p. 1028. Me Duffie G. E., Cunningham J. R., Jr. "J. Appl Phys.", 1960, v. 31, p. 475. Смоленский Г. А., Чжан-Цзун, Шер Е. С. «Физика твердого тела», 1961, т. 3, с. 1808. Cunningham J. R., Jr. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 2491. Geller S. e. a. «Bull Syst. Techn. J.», 1964, v. 43, p. 565. Яковлев Ю. M., Лебедь Б. М. «Физика твердого тела», 1962, т. 4, с. 3654. Jonker G. H., Wijn H. P. J., Broun P. В. «Philips Te-hn. Rev.», 1956/1957, v. 18, p. 145. BraunP. B. "Philips Res. Repts.", 1957, v. 12, p. 491. Kohn J. A., Eckart D. W. "Z. Kristallogr.", 1964, Bd 119, S. 454. Kohn J. A., Eckart D. W. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 968. Ситидзе Ю., Само X. Ферриты. Пер. с япон. М., «Мир», 1964. Villers G. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1959 v. 248, p. 1974. Pauthenet R., Rimet G. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1959, v. 249, p. 565. Kojima H. "Sci. Repts. Res. Inst. Tohoku Univ.", 1955, v. A7, p. 502. Tauber A. "J. Appl. Phys.". 1963, v. 34, p. 1265. Savage R. O., Jr., Dixon S., Jr., Tauber A. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 873. Taft D. R. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 776. Levine B. F., Nowlin С. Н., Jones R. V. "Phys. Rev.", 1968, v. 174, p. 57. Dillon J. F., Jr., Kamimura H., Remeika J. P. "J. Phys. Chem. Solid", 1966, v. 27, p. 1531. Sugawara F. e. a. "J. Phys. Soc. Japan", 1968, v. 25, p. 1553. Боков В. А. и др. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 3695. Bertaut E. F., Forrat F. "J. Appl. Phys.", 1958, v. 29, p. 247. Cloud W. H. "Phys. Rev.", 1958, v. Ill, p. 1046. Bozorth R. M-, Walsh D. E. "J. Phys. Chem. Solid", 1958, v. 5, p. 299. Knox K-, Geller S. "Phys. Rev.", 1958, v. 110, p. 771. Shafer M. W., Me Guire T. R. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 984. 599
ГЛАВА 30 АНТИ ФЕРРОМАГНЕТИКИ' 30.1. ВВЕДЕНИЕ Обменное взаимодействие, обусловливающее упо- упорядоченную магнитную структуру вещества, может при- приводить как к параллельной, так и к антипараллельной ориентации магнитных моментов соседних ионов в крис- кристаллах. Вещества, в которых происходит полная (или почти полная) компенсация антипараллельных момен- моментов отдельных ионов, называют антиферромагнетиками. Сведения о магнитной структуре и свойствах анти- ферромагнетнков можно найти в монографиих [1—7]. Экспериментальные данные по магнитным свойствам антиферромагнетиков, как правило, хорошо объясня- объясняются, если представить их магнитную структуру как суперпозицию двух или более вставленных одна в дру- другую подрешеток, в каждой из которых магнитные момен- моменты атомов параллельны друг другу. 30.2. МАГНИТНЫЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТ ВА ЛЕГКООСНЫХ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКОВ (НА ПРИМЕРЕ MnF2) Простейшим двухподрешеточным антиферромагне- антиферромагнетиком, свойства которого в настоящее время изучены наиболее детально, является MnF2 (рис. ЗОЛ). Нейтро- Рис. ЗОЛ. Магнитная структура MnF2 при Т < T/V[6]. нограммы, подтверждающие данную структуру, представлены на рис. 30.2. Температурная зависимость интенсивности разрешенного для магнитного рассея- рассеяния пика A00) позволяет определить температуру маг- магнитного упорядочения — температуру Нееля (TN) (рис. 30.3). Магнитная восприимчивость выше точки Нееля подчиняется закону Кюри —- Вейса \ = с (в< 0); (Т6) (Т—6) ниже точки Нееля поведение магнитной восприимчи- восприимчивости зависит от направления внешнего магнитного по- поля относительно осей кристалла. Одноосные кристаллы, т. е. кристаллы, имеющие одно выделенное направ- направление (для MnF2 это легкая ось, т. е. ось, вдоль кото- которой в положении равновесия ориентируются магнитные моменты подрешеток), обычно характеризуются маг- магнитной восприимчивостью при поле, параллельном оси (Хц) и при поле, перпендикулярном к оси (хх). При Т — TN магнитная восприимчивость у, имеет макси- максимум (рис. 30.4). В точке Нееля имеет также место чет- 600 10 15 20 25 30 35 >9,epad Рис. 30.2. Зависимость числа нейтронов N, рассеянных на угол Ь, (нейтронограммы) для MnF2 в парамагнит- парамагнитном (Т = 295° К) и антиферромагнитном (Т = 23° К) состояниях [14]. Пики A00) и B01), запрещенные при ядерном рассеянии, разрешены при магнитном рассея- рассеянии и появляются при переходе в антиферромагнитное состояние. о \ h 0 К \ Рис. 30.3. Зависимость интенсивности / пика A00) рассеяния нейтро- нейтронов для MnF2 от темпе- температуры [14]. (Кружки — экспериментальные дан- данные; сплошная кривая— функция Бриллюэна для * = 5/2.) 0 20 40 60 Т,°К ч 1х„ 1 1 ?0 70 t TNW0 00 T,'K Рис. 30.4. Зависимость вос- приимчивостей Хц и Xj_ мо- монокристалла MnF2 от тем- температуры [16].
кий максимум на кривой удельной теплоемкости (рис, 30.5). Хотя безусловным критерием существования ан- антиферромагнитного порядка могут служить лишь ре- 100 200 Рис. 30.5. Зависимость удел ьной теплоемкости M11F2 от температуры [53]. зультаты экспериментов по дифракции нейтронов, од- однако наличие аномалий в температурных зависимостях магнитной восприимчивости и теплоемкости позволяет предполагать (с достаточно большой вероятностью) существование в кристалле антнферромагнитного упо- упорядочения. На рис. 30.6 изображена зависимость намагниченнос- намагниченности от напряженности внешнего магнитного поля, па- wu TW 120 ^100 1 «с» 80 г? 60 20 A. 90 X+2X /\ л л 1 и L-7,5" 0" 2,5° f z о 20 40 60 80 100 120 Н,КЗ Рис. 30.6. Зависимость намагннч енностн монокристалла MnF2от напряженности магнитного поля, ориентирован- ориентированного вдоль легкой осн F = 0) и отклоненного от нее на небольшие углы F равно 2,5° и 7,5°); Т = 4,2° К [30]. Данные для монокристалла: ф — в =2,5°; ¦ — 6 = 7,5°; ¦ — данные для порошка; сплошные линии — результат расчета в при- приближении теории молекулярного поля. Легкая ось I I I Mft Легкая ось М, \н>ис а Рис. 30.7. Опрокидывание подрешеток в одноосном антиферромагнетике в магнитном поле, параллель- параллельном легкой оси. На рис. 30.8 представлена магнитная фазовая диа- диаграмма MnF2 при поле, параллельном легкой осн. Спектр магнонов (или, что то же самое, спиновых волн) для двух направлений волнового вектора q изображен на И, кз 180 160 no no 100 80 60 20 (I 41. Спин-ф CO—Q—UX t ПОП \ ! Парама rht 4' Антиферромагнитная тпяп гнитная \ \ X \ 63 65 66 67 Т,°К Рис. 30.8. Магнитная фазовая диаграмма MnF2 в магнитном поле, параллельном лег- легкой оси [25]. Экспериментальные точки по- получены с помощью измерения поглощения ультразвука в образце; «спнн-флоп фаза» — состояние с опрокинутой конфигурацией мо- моментов подрешеток (см. рис. 30.7). раллельного легкой оси. В критическом = 93,3 кэ на кривой наблюдается резкий скачок, соот- соответствующий фазовому переходу первого рода между двумя состояниями магнитной структуры. В этом поле происходит опрокидывание магнитных подрешеток («спнн-флоп»*) (рис. 30.7). * По-английскн spin-flop. рис. 30.9. Щель в спектре спиновых волн to о (в прибли- приближении теории молекулярного поля ч>(,=^(\^НаНе +Щ, где Не и На — эффективные поля обмена н аннзо- тропнн, Н — напряженность внешнего поля, парал- параллельного легкой оси) определяет частоту антиферро- магннтного резонанса (АФМР). Зависимость частоты АФМР в нулевом поле от температуры представлена на 601
'макс Рис. 30.9 Спектр спиновых волн в MnF2 при Т = 4,2°К [31]. Дисперсионные кривые определены из неупругого рассеяния нейтро- нейтронов для двух направлений волнового вектора q: D — [001] н О —[100]. рис. 30.10. Температурная зависимость напряженности поля, в котором наблюдается АФМР при экстраполя- экстраполяции к нулевой частоте, изображена на рис. 30.11. И, КЗ 100 80 60 40 го я -jpa - - - - -OD-Oj Ч \ о X \ X ГО 10 J0 40 50 50 Т,°К Рис. 30.11. Зависимость напряженности маг- магнитного поля, в котором наблюдается АФМР в M11F2 на нулевой частоте, от температуры [33]. (Сплошная криван — нормализованная функция Бриллюэна для s = 5/2. Верти- Вертикальная черточка в малых полях — данные работы [32].) \ \ 250 200 150 100 50 0 10 U 30 40 50 60 Т,°К Рис. 30.10. Зависимость частоты АФМР в MnF2 от температуры [32]. Резуль- Результаты получены на высоких частотах в малых магнитных полях; горизонталь- горизонтальные черточки указывают погрешность при Н = 0; сплошная кривая — нор- нормализованная функция Бриллюэна для s = 5/2. В оптических и инфракрасных спектрах антиферро- антиферромагнетиков имеются особенности, обусловленные маг- магнитным упорядочением и участием магнонов в погло- поглощении (нли рассеннии) электромагнитных волн*. Электрически-дипольное поглощение в длинноволно- длинноволновой инфракрасной области, связанное с одновременным J У 1 л \\ 1 \ * Вопросы спектроскопии антиферромагнетнков ос- освещены в работах [4, 26]. 602 рождением двух спиновых волн (двухмагнонное погло- поглощение), иллюстрирует рис. 30.12. На рис. 30.13 изобра- а}см го 10 90 100 110 \>,См~7 Рис. 30.12. Зависимость коэффициента поглощения а от частоты, характеризу- характеризующая форму двухмагнонного поглоще- поглощения, в MnF2 при Г = 4,2° К [34]. Эле- Электрический вектор электромагнитной волны параллелен легкой оси. Сплош- Сплошная кривая — эксперимент; пунктир — расчет. жено спектральное распределение коэффициента погло- поглощения света в области дополнительной полосы погло- поглощения, обусловленной экситон-магнонным переходом. Такие полосы в оптических спектрах антиферромагне- антиферромагнетиков называют магнонными спутниками; они отделены от чисто электронных переходов интервалом =к kTN. На рис. 30.14 представлены характерные изменения величины эффекта Фарадея в красной и фиолетовой областях спектра при антиферромагнитном упорядочи- упорядочивании. На рис. 30.15 показана «зависимость угла враще- вращения плоскости поляризации от напряженности магнитного поля, параллельного легкой осн. Объяснение поведения кривых рис. 30.14 и 30.15 можно найти в обзоре [36].
а, си 3,0 2,0 1,0 Рис. 30.13. Спектральное распределение иоэффнцнента поглощения света в MnFa в области экситон-магнонной полосы по- поглощения при Т = 2,2° К [35]. м0 = 18 419,6 смт1 —частота магнитной диполь- ной линии, соответствующей экснтонному возбуж- возбуждению; максимум спин-волнового спутника (элек- (электрически дипольиой линии) наблюдается при v = = 18477,1 см~1. ф— расчет; Д — эксперимент. Рис. 30.15. Зависимость величины эф- эффекта Фарадея (угла поворота плоско- плоскости поляризации ф) от магнитного поля, параллельного легкой оси [36]. (Пунк- (Пунктир — магниторезонансное вращение; толщина образца — 2,3 см, Т = 20°К-) - 1. .4500 A B3B0A / УР 1 \^ 1 10 40 60 80 100 120 т/к Рис. 30.14. Зависимость величины эффекта Фара- Фарадея (ф—угол поворота плоскости поляризации, /— толщина образца) в MnF2 при Н < Нс [36, 37] от температуры. Пунктир — магниторезонансное вра- вращение. 30.3. ОСНОВНЫЕ МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЛЕГКО- ЛЕГКОПЛОСКОСТНЫХ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКОВ (НА ПРИМЕРЕ МпСО8) Большой интерес с точки зрения физнческнх свойств, а также возможного технического применения представ- представляют одноосные антнферромагнетикн с анизотропией типа «легкая плоскость» (АФЛП). Выделенное направ- направление в этих кристаллах является трудной осью для магнитных моментов подрешеток. Магнитная анизотро- анизотропия в перпендикулярной к этому направлению плоскос- плоскости (базисной плоскости) обычно много меньше осевой анизотропии, и ею часто пренебрегают. Кривые на- 800 700 BOO 500 400 300 200 100 0 f \w / / / / / / / / i / / / 8 12. Н,кз Рнс.30.16. Зависимость молярного магнитного момента m от напряженности поля Н в типич- типичном АФЛП МпСОз при Т = 4,2° К [8], /Яц — поле направлено вдоль трудной оси; пг± — в базисной плоскости. (Наличие в образце спонтанного момента обусловлено взаимодей- взаимодействием Дзялошинского, а не типом ани- анизотропии.) 603
100 75 50 25 ,кэ / У. Л V// 5 3 г 1 КЗ У / У Z5 50 75 Н,кэ 1 г з н,кэ Рнс. 30.17. Спектр АФМР в MnCOs при Г = 4,2° К [17]. Сплошные кривые — поле приложено в базисной плоскости; пунктир — перпендикулярно к ней; I — квазиантиферромагнитная ветвь колебаний; 2—квазиферромагннтная ветвь. На рисунке справа экспериментальные результаты работы [41] для малых значений поля. рвтя Рот, 95 Рнс. 30.18. Зависимость прошедшей мощ- мощности от мощности на входе резонатора при фиксированных значениях магнитного поля Я о (поле приложено в базисной плоскости) для МпСОз при Т = 1,7° К, ^Свч = 8 мм [13]. В точке в — скачкообразное возбуж- возбуждение спин-волновых пар, в точке г — их гашение (срыв). 110 100 ¦ во во 10 > • \ * 1 2 jy— "^ -о °-~ 80 110 160 Нв,кэ Рис. 30.19. Кривые намагничивания FeBr2 [38]: I — метамагнитное состояние, Г = 4,2°К; 2 — парамагнитное со- состояние, Г = 20,4°К. магничивания и спектр АФМР в кристаллах, обладаю- обладающих такого типа анизотропией, существенно отличаются от соответствующих характеристик легкоосных анти- антиферромагнетиков (рис. 30.16 и 30.17). Две ветви АФМР и АФПЛ различаются прежде всего симметрией участвующих в колебаниях компонент на- магниченностей подрешеток [39]. Квазнферромагнитная ветвь (рис. 30.17) имеет щель шАФМр (Н = 0), опреде- определяемую средним геометрическим большого обменного поля и очень малого поля эффективной анизотропии в базисной плоскости. В последнюю, благодаря малости магннтокристаллографической анизотропии в базисной плоскости, могут давать заметный вклад магнитоупру- гое [40] и (при ннзкнх температурах) сверхтонкое [41] взаимодействия. Аналогичным образом большое обмен- обменное поле усиливает влияние магнитоупругого взаимо- взаимодействия на спектр фононов, приводя к сильной зави- зависимости скорости звука в АФЛП от напряженности магнитного поля (точнее, от его компоненты, параллель- параллельной легкой плоскости. — см. [10]). Особенности спектра спиновых волн в АФЛП приводят к возможности параметрического (порогового) возбуждения спино- спиновых волн в этих кристаллах [12]. В МпСОз при парал- лельиой ориентации высокочастотного и статического магнитных полей параметрическое возбуждение спино- спиновых волн квазиферромагнитной ветви происходит с участием вынужденных колебаний квазиантнферромаг- нитной ветви и может иметь скачкообразный характер— рис. 30.18 [13]. Кроме свойств МпСО3 в настоящее вре- время изучены свойства и других АФЛП: СоСОз, №СОз, FeF8, FeBO8, a-FezOs, (T*M < Т < Tn), CsMnF3 и др. (табл. 30.1). 30.4. МЕТАМАГНЕТИКИ Под мешамагнетиками в настоящее время понима- понимаются антиферромагнетики, у которых эффективное поле магнитной анизотропии больше эффективного поля об- обменного взаимодействия: На > Не . Типичное поведе- поведение кривых намагничивания мета магнетиков на приме- примере FeBr2 демонстрирует рис. 30.19. При Т < Tn и по- поле Н = Но вещество переходит из антиферромагнитной фазы в ферромагнитную, минуя фазу с опрокинутыми подрешетками (спин-флоп фазу). Ниже приводятся температура упорядочения и значение поля перехода (при Т [5]: Tn) некоторых типичных метамагнетнков FeCl2 FeBrf FeCO» ,К 23,5 11 38 Н, кя 10,5 31 150 Более подробные сведения о свойствах можно найти в монографиях [1, 5]. метамагнетиков 30.5. АНТИФЕРРОМАГНЕТИКИ С ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ДЗЯЛОШИНСКОГО Существует целый ряд антиферромагннтных крис- кристаллов, при описании магнитных свойств которых, кро- кроме изотропного обменного взаимодействия, определяю- * Тм (точка Морина) — температура, при которой в легко- легкопереходит из легкоосного состояния плоскостное. 2* Кристалл FeBr2 обладает антиферромагнитной слои- слоистой структурой, характерной для многих метамагнети- метамагнетиков (два соседних слоя металлических ионов имеют ан- антипараллельное направление магнитных моментов). 604
щего собственно магнитное упорядочение, необходимо учитывать специфическое анизотропное взаимодействие обменно-релятивистского происхождения — взаимо- взаимодействие Дзялошинского (ВД)*. ВД, как правило, приводит к небольшому наклону магнитных моментов подрешеток друг относительно друга н образованию слабого ферромагнитного момента. Антиферромагнети- кн, обладающие слабым спонтанным моментом (МпСОз, CoCOs.a-FeaOs (Т > Тм), CuF2> NiF2, RFeO3, где R редкоземельные элементы NaNiF3, YCrCb и др.) часто называют слабыми ферромагнетиками2*. В случае, когда подрешеток больше двух, их скос может не приводить к появлению спонтанного момента8*. В четырехподре- шеточных антиферромагнетиках (например, СггОз [9], CoSO4, СиС12-2НгО [5]) две подрешетки дают слабый суммарный момент -j-m, а две другие -—т, так что пол- полный момент образца равен нулю. Существует много кристаллов (наиболее характерные примеры: а-РегОз при Т < Тм; C0F2), в которых при Н = О ВД не приводит к скосу магнитных моментов подрешеток, однако его необходимо учитывать для адекватного опи- , сания магнитных свойств таких кристаллов в сильных магнитных полях [15,78]. 30.6. ПЬЕЗОМАГНЕТИКИ И МАГНИТОЭЛЕКТРИКИ4* Пьезомагнетики — вещества, у которых при наложе- наложении упругих напряжений возникает спонтанный магнит- магнитный момент, пропорциональный первой степени величи- величины напряжений. Пьезомагнитный эффект сравнительно мал и практически легче всего может быть обнаружен именно в антиферромагнетиках, которые не обладают в нормальных условиях спонтанным моментом. Появле- Появление спонтанного момента в таких кристаллах объясняет- объясняется изменением нх магнитной структуры вследствие де- деформации при наложении упругих напряжений [2]. Пьезо- Пьезомагнитный момент (пц) связан с тензором упругих напряжений (s,-ft) соотношением mi = &ijkQjk- Для MnF2 и CoF2 в соответствии с требованиями симметрии отличны от нуля только три компоненты пьезомагнитного тензора: ^хуг — Л-yxz и Агдгу- Прн Т = 20,4°К эти компоненты для CoF2 имеют значения Ахуг=2-10~3 гс-см2/кГ и Лгдг),= = 0,8 • 10~3 гс-см2/кГ [18]. В случае MnF2 эффект при- примерно в 100 раз меньше. Пьезомагннтный эффект обна- обнаружен также в FeCO3 [19], a -Fe2O3 [20] и др. Магнитоэлектрики — вещества, у которых при помещении их в электрическое поле возникает магнит- магнитный момент, пропорциональный значению поля. Впер- Впервые магнитоэлектрнческнй эффект был обнаружен в антиферромагнитном кристалле СггОз [21]. Значение эффекта характеризуется тензорным коэффициентом пропорциональности (a,ft) между возникающим магнит- магнитным моментом н приложенным электрическим полем. Для Сг2Оз а,, B50°К) = 5,810-* [22]. Магнитоэлект- Магнитоэлектрический эффект обнаружен также в антнферромагне- тиках Fe2TeOG, Nb2C04O9, NbzMruO.), ТааМпаОэ [23] и др.4* * Термин ВД появился в литературе по магнетизму после феноменологического объяснения Дзялошинскнм [9] природы слабого ферромагнетизма в некоторых антнфер- ромагнитных кристаллах. Влияние ВД на основные свой- свойства АФ исследовано в работе [10]. 2* В зарубежной литературе их называют «скошенны- «скошенными» (canting) антнферромагнетикамн. 3* В зарубежной литературе — «скрытое скашива- скашивание» (hidden canting). 4* Подробная классификация материалов по их магнитным, электрическим н упругим свойствам, вы- выполненная на основе кристалломагннтной симметрии, дана в обзоре Н. Shmid. «Int. J. Magnetism», 1974, v. 4, p. 337. 30.7. ОРГАНИЧЕСКИЕ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКИ Как правило, в органических парамагнетиках, об- обладающих значительной величиной обменного взаимо- взаимодействия, магнитного упорядочения, характерного для неорганических веществ, не наблюдается. Объяснение этого явления можно найти, например, в работе [42]. Однако имеются косвенные свидетельства о существо- существовании антнферромагнитного упорядочения в двух орга- органических кристаллах: иодиде дибензолхрома иа-дифе- нил-Р-пикрилгидразиле (ДФПГ). Антиферромагнитное упорядочение в йодиде дибензолхрома обнаружено при Т < 0,75°К по температурной зависимости сигнала ЯМР на протонах [28]. Переход в антиферромагнитное состояние при Т = 0,2 ~ 0,3°К обнаружен в ДФПГ по уменьшению интегральной интенсивности электрон- электронного парамагнитного резонансного поглощения [27]. 30.8. НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА АНТИФЕРРОМАГНЕТИКОВ Справочный материал относится в основном к маг- магнитным свойствам диэлектриков, обладающих антифер- антиферромагнитным упорядочением. Кроме того, приведены данные о магнитных и электрических свойствах некото- некоторых антиферромагнитных полупроводников и металли- металлических сплавов*. Условные обозначения к табл. 30.1 T/V- TN(R)—температура антиферромагнитного упо- упорядочивания, температура упорядоче- упорядочения ионов R Хм — молярная магнитная восприимчивость ед. СГСМ/.мо./!ь = смъ/моль ft ^ с | — постоянные в законе Кюри—Вейса Хм = см/(Т —6); 6<0 р — эффективное число магнетонов Бора в выражении, определяющем ем (ем = ns — число магнетонов Бора на атом в со- состоянии насыщения АФ, П, Ф, СФ — антиферро-, пара-, ферро- н слабо- ферромагннтные состояния вещества. П—> АФ — переход между состояния- состояниями * Сведения о магнитной структуре многих антифер- ромагнетнков, исследованных техникой нейтронной днфракцнн, содержатся в работе [3]. В статье Г. А. Смоленского и Г. М. Недлина (В сб.: Фнзнка магнитных диэлектриков. М.,«Наука»,1974, с. 8) представлены основные классы антиферромагнитных диэлектриков. Значения Tn многих антиферромагнетнков можно найти в книге Solids State Physiqs Literature Guides, 1973, v. 5. Bibliography of magnetic materials and tabulation of magnetic transition temperatures. Сотр. by T. F. Connoly, E. D. Copenhaver. 605
fn — температура переориентации магнит- магнитных моментов относительно кристал- личзских осей о — спонтанный магнитный момент, гс-см* (СГСМ) о (Т)* — значение спонтанного момента при температуре Т°К [л — магнитный момент иона (атома) i*A ОП* — магнитный момент иона (атома) А при температуре Т°К (в магнетонах Бора \>-в) Н^ — эффективное обменное поле //^ — эффективное поле магнитной анизо- анизотропии Яд —эффективное поле, связанное с взаи- взаимодействием Дзялошинского [2, 9] (см. разд. 30. 5) Н^* — значение внешнего магнитного поля, при котором наблюдается та или иная особенность в зависимости маг- магнитного момента вещества от магнит- магнитного поля Яр*3—значение магнитного поля, при кото- котором наблюдается АФМР Д^рез — ширина линии АФМР по полю при "^АФМР ^^ ^-O^St X @) — длина волны, соответствующая час - тоте АФМР в нулевом магнитном по- поле (при Т С TN) с — ось наивысшей симметрии в триго- нальиой, гексагональной и тетраго- тетрагональной сингониях [а], [Ь], [с] •— кристаллические оси в моноклинной и орторомбической сингониях р—удельное сопротивление Е„ — значение энергетической щели в спек- спектре электронных возбуждений для веществ, обладающих полупроводни- полупроводниковыми свойствами Индексы е обозначениях отдельных физических || , _1_ — данная величина относится к направ- направлению, параллельному выделенной в кристалле ч оси, или направлению, перпендикулярному к ней [ikl], [а], [Ь], [с] — данное значение относится к соответ- соответствующему кристаллографическому направлению При числовых значениях магнитной восприимчивос- восприимчивости Г. а — значение восприимчивости в точке Нее ля б — значение восприимчивости при Т—> 0°К в — значение восприимч ивости при Т = 293°К г — значение восприимчивости при Т=4,2°К д — значение восприимчивости при Т = 77°К Классификация соединений в таблице дана по маг- магнитному атому. Расположение соединений в таблице соответствует порядковому номеру магнитного атома в таблице Менделеева. Соединения с одним и тем же маг- магнитным атомом расположены в порядке возрастающей сложности (например, соединения, состоящие из трех элементов вида RiA^Bi с магнитным атомом R, распо- расположены в порядке возрастания числа и = 100i -(- 10л—(— + /; при равных числах п соединения расположены в порядке номеров таблицы Менделеева элементов А и В). * а @°), [л @°) — значения при Т -> 0. 2* Если не указана конкретная температура измере- измерения, значение поля дается для Г « Tw . 3* Те же индексы, стоящие при числовых значениях, означают, что данное измерение проводилось в соответст- соответствующем направлении.
Таблица 30.1 Свойства антнферромагнетиков Вещество ко; ¦fiH2 TiCl3 Ti2O3 a-VS a-VSe vo2 VF2 va, v2o3 a-Cr CrN CrS CrSe CrSb Структура кристаллическая Тетрагональная uAh Кубическая — Тригональная t, Гексагональная Чн Гексагональная Тетрагональная ГI4 Тетрагональная D4h Тригональиая Тригональная Кубическая (fh Орторомбичес- кая4* Моноклинная Гексагональная Dth Гексагональная магни-щдя — — — — — — — — — |1||С" ». || [100] Спиральная [11| [ПО] Удвоение периода по двум направ- направлениям — Удвоение периода |t||c Слоистая TN, °к 7 300 100 248 1040; 9002* 163 343 7 30 150—170 311 2825*; 273 — 270—300 700—723 Хм. Ю-3 ец.СГСМ моль — 0,22а -~ 0,24а 0,066а 0,62а 0,66в — — — 0,16б — — 1,92а —е, °к — — 2000 3000 2570 1360 80 — — — 695 — — Дополнительные сведения — — — — — — 1(TN +0)-Х(Гд,-0) = ~ ед.СГСМ МОЛЬ — V(TN+G)h(TN-G)=i ~ 109 Н G8°) = 0,59,лв НСг G7°) =2.4нв р = 4,22 — цСг = 2,84[лв Литература [207] [186] [1881 [187] [2741 [274] [280] [285] [291 [3, 32, 283) [2,3] [3, 286] [51] [3, 287] [3, 288] * Магнитные свойства КО2 обусловлены наличием неспаренного электрона у 2р молекулярной орбитали n-тнпа нона О . г* Из тепловых измерений. 3* Предполагается магнитная структура с чередованием магнитных моментов -{ 1- вдоль осн с [281]. «• Кубическая (О^ при T>TN). ' ¦ »• Прн Т — Т{] — фазовый переход первого рода [246]. 607
Продолжение табл. 30.1 Вещество CrF2 CrCI2 CrF8 CrCl3 CrBr3 Cr2As Cr2O3 Cr2O6 Cr3S4 Cr3Se4 Cr5S6 KCrF3 YCrO3 LaCrO3 Структура кристаллическая Моноклинная Г5 Орторомбичес- кая Dl? Тригональиая rfi Тригональиая D| или D% Тригоиальная 4" «ли D^ Тетрагональная Din Тригональиая — Моноклинная Г3 Моноклинная Г3 Гексагональная Тетрагональная Орторомбичес- кая Dfh Орторомбичес- кая ?>'? магнитная Магнитные моменты параллель- параллельны длинной связи Сг—F Удвоение периода вдоль Щ и [с]* [1_1_е Слоистая Слоистая — 141 с — — — — Слоистая «ИМ TN, «К 53 20 80 17 38 393 306—308 100 280 80 305 (П-+Ф), 158 (ф_+АФ) 77 141 295; 2825* Хм- 10-3 ед. СГСМ моль — 6000f, — —- 3,4б — — — — — 1,9а —е, °к — 160 — 2067 140 547 60 — — 600 Дополнительные сведения — —¦ с„ = 2,07 а @) = 168 ед.СГСМ/лшль Н.D,2°)=3^ см= 1,83 Нс i| = 5 кэ, Нг ' =2,6 кэ2* "с, |, = 2 кз. Hc:l =8 та2* Р= 1,8 цСг D,2°) = 2,8h.b Нс „ = 59 кэ3* 1 @) = 189 лкл — — — Да A58°) = 1,85 ед. СГСМ/г рG7°) =5-104 ож-сл — |д.о D,2°) = 2,96ixB RCr D,2°)=2,45ixB Литера- Литература [289] [289] [3, 290] [291] [291] [48] [3, 293] [50] [47] [47] [44] [52] [24, 227] [45, 227] * Магнитные моменты ионов параллельны длинной связи Сг—С1. 2* При Г = 1,7°К- s* Значение поля опрокидывания подрешеток при Т = 77 К. 4* Значение поля опрокидывания подрешеток; см. работу [250]. 6* См. первую сноску на с. 610. 608
Вещество CeCrGj PrCrO3 NdCrQs SmCrO3 EuCrO3 GdCrO3 ТЬСгОз DyCrO3 Н0СЮ3 ErCrO3 TmCrO3 YbCrO3 LuCrO3 PbCrO3 CrVO4 Структура кристаллическая Орторомбичес- кая D\l Орторомбичес- кая ВЦ Орторомбичес- кая Dfh Орторомбичес- кая Dfh Орторомбичес- кая D}? Орто ромбичес- ромбическая Dfh Орто ромбичес- ромбическая D}? Орторомбичес- кая D™ Орторомбичес- кая D$ Орторомбичес- кая ВЦ Орторомбичес- кая Dfh Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- кая ВЦ Кубическая Т% Орторомбичес- кая Щ^ магнитная — — — — — — — — — — — — — — — Гд,, "К 257* 239* 224* 10(Nd) 192* 181* 170* 1,5— 4,2(Tb): 158* 2(Dy) 146* 12(НоJ* 140—141* 16,8(Ег) 133* 4(Tm) 124* 3(Yb) 118* 112* 210—250 50 ед. СГСМ моль — — — — — — — — — — — — — — — -е, °к — — — — — — — — — — — — — — — Продолжение та Дополнительные сведения — 1^СгD,2°) = 2,461лв Ко D.2°) = З-55^ [i.NdD,2°) = 1,3цв — — — [,Сг D,2°)= 2,85^ HDy(l,5°) = 9,6кв Ко A,5°)=2,761лв ^D,2°)= 2,94,лв [^ D,2°) =2,90[i.B ^.Ег D,2°)=5>в цСг D,2°) = 2,58h.b |1ТтD.2°)=0,ецв ^CrD,2°) = 2,8CH.B ^ D,2°) = 2,51цв И.Сг@°) = 2,2(хв цСгD.2о)=2,1±0,2н.в б л. ЗОЛ Литера- Литература 1227] [227] [227] [2271 [227] [227] [227] [227] [227] [227] [31 [227] [227] [3, 55] [292] * Температура упорядочивання моментов хрома. Сведения о магнитной структуре ортохромнтов (оии имеют, как правило, сложную некодтшиеарную структуру) можно найти в работе [3]. ** При Т < 12°К магнитная структура снстемы ионов Но имеет ферро-[[). D,2°)= 3,4[1В ] н антнферромагнитиую |>D,2о)=7,0[1? ] ком- компоненты [3]. 609
Продолжение табл. 30.1 Вещество UCrO4 Mj>Cr2O4 ZnCr2O4 ZnCr2Se4 Cr2TeOe Cr2WOG CrK(SO4J12H2O Cr(CH3NH3)-(SO4JX XI2H2O a-Mn MnO MnP P-MnS MnSe MnTe MnNi MnCu Структура кристаллическая Орторомбичес- кая ЮЦ Кубическая Он Кубическая 0^ Кубическая 0]г Тетрагональная Тетрагональная UAh Кубическая 1% — Кубическая 1 \ Кубическая с ромбоэдриче- ромбоэдрическими искаже- искажениями ниже TN Орторомбичес- кая D}? Гексагональная Г4 Чо Кубическая 0^ Гексагональная Тетрагональная Тетрагональная магнитная [1 _L [С] Неколлине- арная 11II [ЮО] и 1» II [ОЮ] Неколлине- грная у. || @01) [1 _L С [1 _1_ С — — — till A11) При Т <47°К геликоидаль- геликоидальная 1» || [001], |»Х@11) 1» II [001] — [1 X С V- II с TN,°K 45 14 15—16 115; (П->-Ф); 22 (Ф->-АФ) >4,2 >4,2 0,004 0,02 100 120 291 (П-Щ>) 50* (Ф->АФ) 165; ПО 247 307 1140 300 хм. ю-3 ед. СГСМ моль — — 340г — — 2-1Сва — — 6б б" 193 4,6а 0,087б — —6, °К — 350 — 115 — — — — — 610 —312 528 740 — — — Дополнительные сведения — K-q. D,2°) =2,63^ — 1лСг D,2°) = Зцв 1лD,2°) = 2,45цв 144,2°) = 2,14^ — — — см = 4,4 X @) = 362 мкм ц = 5цв WC,H = 2,4^* нс [Ь] = 6-2 к» см = 10,4 1лD,2°) = 5^в Полупроводник Е„ = = 0,68 эв Полупроводник ?р=1 эв НМп A63°) = 4.6|*в I^Mn @°) = 4^ I*N1 (°°) < °.6рв Сплав F9—85%Мп) Литера- Литература [236] [31 [3, 46) [3, 54] [257] [257] [29] [49] [21 [3, 56, 68] [57, 245 [3, 29] [29, 212 [3, 29, 213] [62] [59] * Т (Ф -> АФ) = 47° по даииым работы [245]. ''* Т = 4,2°К. 610
Продолжение табл. 30.1 Вещество MnRh MnAu MnHg MnO2 MnS. MnSe, MnTe2 MnF2 MnCl2 MnBr2 Mnl2 MnSn2 MnAu2 MnF3 MnAu3 Mn2As TbMn2 Mn2O3 Структура кристаллическая Тетрагональ- Тетрагональная* Кубическая Кубическая Тетрагональ- Тетрагональная Кубическая п Кубическая п Кубическая п Тетрагональ- Тетрагональная ^4/1 Тригональная Тригональная ГK Тригональная Тетрагональная Г)Ш U4h Тетрагональная п17 U4h Моноклинная — Тетрагональная Кубическая Кубическая ч магнитная — — li || [1001 при Г<193°К A X с 11 II С 11 II С !i_LC 11 II С Слоистая li II @11) Слоистая Геликоидаль- Геликоидальная il || C07) 11 || С3* Спираль- Спиральная Слоистая — — Спиральная — 170 500— 520 460; 198 92 48; 20 75 75—87 72 1,96 2,16 3,4 330 363 47 145 573 40 80 Хм' 10 ед. СГСМ моль 0,8б 4,За 9,4а 2,86 7,1* 6.6Д 6,8* — — — — — 756 77.5б — — —6, °к 260 337 — — 592 483 528 113 3,3 4,66 — — — —8 —200 1947 — — Дополнительные сведения с„ = 1,35 см = 3,72: (хМп = = 4,2 (хв р(Тд, ) = 5-10~5 ом-си — см = 4,91: (хD,2°) = см = 4,36; (хD,2°) = см = 4,78: (аD2°) = см =4,47 НсЛ =93,3 кз2* Х@) =1,11 мм ДЯрез=Зэ при v=23 Ггц — — (лA,3°)=4,6(лв (хG7°) = 2,36(хв — см = 3,1 % = 2,5 р = 2,58 — — Литера- Литература [60] [3, 61] [3, 58] [63] [3, 64] [64] [3, 64] [56, 185] [661 167] [214] [65] [69] [70] [61] [97J [73] [71] * При T>TN — кубическая 2* Значение поля опрокидывания подрешеток при Т = 4,2°К. 3* При Т <Z. 7,3СК сложная модулированная спиновая структура. 611
Продолжение табл. 30.1 Вещество Pd;!Mn2 Mn3Ge2 MnCO3 MnSiO3 СаМпО3 ScMnO3 MnTiO3 MnGeO3 MnYO3 LaMnO3 HoMnO3 ErMnO3 TmMnO3 LuMnO3 NaMnF3 Структура кристалличес- кристаллическая — — Тригональная n6 U3d Триклинная Кубическая (приближенно) °i Гексагональная Г3 Тригональная Г2 Орторомбиче- ская D^ Гексагональная Кубическая (приближенно) Гексагональная Г3 Гексагональная Г3 Гексагональная Г3 Гексагональная Г3 Орторомбичес- кая магнитная — — охс — Удвоенне пе- )иода по трем направлениям — V- II [1П] V- II [Ь] — Слоистая — — — — о II [с] TN, "К 593 283(П^ ^Ф); 164 (Ф^АФ) 32 — 130; 95 120 60—65; 41 16 46 131; 100 76 79 86* 91 67 Хм- 10~3 ед. СГСМ моль 0,02а — 436 12,4В 4,7а — — — — 48,4а — — — — — -6, °К 430 —300 64,5 45 425 — 210 310; 46 — —40 — — — — — Дополнительные сведения — см = 0,775 ДаA64°)=3,5ед. СГСМ/г а@°) = 188 ед. СГСМ/моль А@) = 2,3 мм Яд = 4 4 кэ р = 5,91 о@°) ф 0 (хМпD,2°)==4(хв с„ = 4,15 HCt и = 52 кз (хD',2°)=4,55 (хв р = 6,02 °@°)=?0 а@°)=1210 ед.СГСМ/лоль цМпD,2°) = 3,5 {хв KMnD.2J)=3,5ttB ttMnD,2°)=3f8 (xB (W4.2°) = 3,7 (xB НЕ = 390 кэ Яд =4,3 /сэ Ял = 200 э Литерату- Литература [72] [74] [75] [77] [3, 84] [3, 99] [3, 76] [86, 234] [47] [3, 85] [3. 99] [3, 99] [3, 99] [3, 99] [ЮЗ] * Нет уверенное™, что наблюдается переход П -»• АФ. 612
Продолжение табл. 30.1 Вещество KMnF3 RbMnF3 CsMnF3 TlMnF3 КМПС13 RbMnCl3 CsMnCl3 MnSO4 MnUO4 Mn(OHJ MnGa2O4 K2MnF4 a-Cs2MnCl4 MnNb2O6 Mn2 jfCrjfSb 0,0250 < 0,2 Структура кристаллическая Орторомбичес- кая Dl? Кубическая Гексагональная Кубическая Тетрагональн ая [с]/[а]=1,005 Кубическая (приближенно) Кубическая (приближенно) Орторомбичес- кая D\% Орторомбичес- кая D|8 Тригональная ГK Кубическая — Орторомби чес- ческа я Орторомбичес- кая D2h Тетрагональная D74h магнитная — V- II [П1] ц _1_ с — — — — — слоистая 11 || С3* V- II [111] — — li || [100]»* — TN, °К 88,3 54 64; 53 83; 76 100 92 70 11 12 12 33 45 0,93** 4,40в* 5507* (П^Ф при л:=0) Хм- 10 ед. СГСМ моль 17,7а 40г — — — — — 2ООа — — — — — — —в, °К 238 190 — 125 — — — — 8 28 — — 4 — — Дополнительные сведения с„ = 4,73 °D,2°) = = 19,Зед.СГСМ/л<сш,* с„ = 4,22 Нс Ц = 2,8 кз Н'А =4,5 э НЕ = 890 кэ НА ,. = 7,5 кэ НА\Х = \,1 э НЕ =3,5-105э НЕ = 680 кз Нд = 6,7 кэ (х D,2°) = 4,9 (хв — — ДЯ F°) = 36 а2* — см = 4,38 с„ = 4,26 цМпD,2°)=3,6 рв — — — слг=о=522Оед. СГСМ/ моль Литера- Литература [80] [81] [83] [224, 225] [82] [82] [82] [78] [79] [266] [100] [222] [240] [265] [89] •Спонтанный момент появляется ниже 7"=81,5°К. Изменение магнитной структуры при 7" = 81,5°К является фазовым переходом первого рода. z* Ширина линии АФМР на частоте 9,5 Ггц. 3* В плоскости, перпендикулярной к с, имеет место винтовая структура. *• Из тепловых измерений. '* Моменты почти параллельны оси [100]. ** Из измерений магнитоэлектрического эффекта. '* '' Ф-AOW = 120 -5- З85^ I89!- 613
Продолжение табл. 30.1 Вещество Мп(С5Н6J Mn2SiO4 Mn3GaC Mn3ZnN CsMn3Cl5 Nb-jMnA, Ta2Mn4O9 Dy2Mn4O9 LiMnPO4 NH4MnCl3 MnCl2-4H2O MnBr2-4H2O MnSiFG-6H2O Cs2MnCl4-2H2O Структура кристаллическая — Орторомбичес- кая Щ Кубическая Кубическая i Тетрагональная Тригональная Тригональная Орторомбичес- кая Орторомбиче екая Dl? Кубическая О\ при Г> Гд,. Орторомбичес- кая Dgjj при T<TN Моноклинная Г5 Моноклинная Тригональиая Г2 Триклинная магнитная — v- II М* — — - - — li II [1001 V- II |с| — — °к 134 50 246(П-* ^Ф), 150 (ф^-АФ) 183 (П-Ф); 140 (АФ!-* АФ2) 0.592* 125; ПО3* ЮЗ3* 8 34—42 105 1,62 2,136 0,1 1,802* Хм- '°-3 ед. СГСМ моль — 18,8В — - 326 — ЗЗа — — — —6, °к 492 163 — 0,9 250 — 80 1,79 — — — Дополнительные сведения р = 7,18 см = 4,27 — — см = 17,2 Магнитоэлектрик (W4.2°) = 5(хв Магнитоэлектрик В поле //=100 кз при 7"=4, 2°К максимаиьный момент вдоль оси [а] см = 4.65 Яс, ,, = 2,54-5,0 кэ** HCi ,| = 7,5^-10 кэ** — — Литера- Литература [98] [3, 87] [Ю21 [232] [2401 [3,88, 2931 [264; 293] [101| [3, 901 [2631 [91, 215 [92, 215] |104j [240] * При Т > Тп = 13°К; при Т < Тп — скошенная спиновая структура [3]. г* Ид тепловых измерений. 3* Из измерений магнитоэлектрического эффекта. 4* При Т = 1,2°К. 614
Продолжение табл. 30.1 Вещество Мп(С2Н3О2).4Н2О Мп(НСООJ-2Н2О Mn(NH4J-(SO,J- •6Н2О FeSi FeP FeO FeS FeSe i FeTe FeRh FeF2 FeCl2 FeBr2 Fel2 FeP2 FeGe2 Структура кристалличесь ая Моноклинная Моноклинная Г5 Моноклинная Кубическая Т4 Орторомбичес- кая D\l Кубическая с ромбоэдри чески- ми искажения- искажениями при 7"<Гд, Гексагональная < Гексагональная — Кубическая Тетрагональная D14 Три тональная Тригоиальная пЗ иЪй Тригональная иЫ Орторомбичес- кая Dfh Тетрагональная U4h магнитная 11 || [100]* — — — 111| с при т<тп 11 _1_с при Т>ТП Тпъ4О0°К — — 11 || С V- II с Слоистая 11 || С Слоистая — — — 3,2 3,72* 0.14 443 — 198; 186 593—60С 8473* 70 675 (П^Ф) 350 (Ф->АФ) 78 23 11 10 2504* 77 Хм- '0-s ед. СГСМ моль — — — — 8а 2,2а — 15,9Д 15,9 3206 160б 856 1,18а — 5,2 — 107 50 190 917 — — —680 117 —48 —6 23 17 — Дополнительные сведения см = 3,19 о@°)=2790 ед.СГСМ/жоль см = 4,37 а@°) = =7,82-103 ед.СГСМ/ж(Ш> р=2,55 см =1.46 ^.D,2) = 3,3(хв см = 4,6 — — ДаC50°)= = 117 ед. СГСМ/ моль р@°)=5-10-5 ом-см с„ = 3,88 Х@) = 189 мкм Н-D,2°)=4,2 {,в Яс>ц=10,5 кэ сн = 3,92 нс II =31,5 кэ с„ =4,29 — — Литера- Литература [94] [93] [95] [135] [133] [3, 68] [3,105] [106] [46] [107] [108] [3, 67] [38] [ПО] [113] [137] * Проявляет свойства, характерные для двумерной модели Изинга [216]. !* При этой температуре упорядочивается только часть магнитных моментов. Остальные моменты обусловливают парамагнитные свойства. При Г = 0,23°К наблюдается аномалия Шоттки в поведении теплоемкости [216]. ' • При Т = 423°К наблюдается переход АФ -»• Ф. «• Нет уверенности, что переход есть П -» АФ. 615
Продолжение табл. 30.1 Вещество FeSn2 FeSb2 FeTe2 FeF3 FeCl3 FePt3 <x-FeaO3 FeOCl LiFeO2 p-FeNaO2 CuFeS2 FeBO3 FeCO3 FeTiO3 FeVO3 YFeO3 Структура кристаллическая Тетрагональная U4h Орторомбичес- кая D^f — Тригональная fi6 иЫ Гексагональная Г2 Кубическая Т% Тригональная Орторомбичес- кая D^ Тетрагон ал ьная Орторомбичес- кая Тетрагональная п 12 Тригональная ГN иЫ Тригональная Тригональная 4- Тригоиальиая Щч Орторомбичес- кая Dfh магнитная — — — V- II (П1) Спираль- Спиральная — V- II с 0<Г<Тм* TM<T<TN — Слоистая V- II [001] о II [Ь] V- II [с] V- II с о _1_ с I! || С Слоистая 11 II С — = II [с] 380 773 85 394; 364 16; 10 120—170 950 92 315 — 823 348 35; 20 68; 56 — 643 Хм- ю~* ед. СГСМ моль 1,95а — — — — — — — — 1,1 — 17б 616 — 2,2Г —6, °к 230 — 320 — 115 — — — — — — 14 — 17 — Дополнительные сведения с„ = 1,4 — р = 0,194 (хD,2°)=5н.в р = 5,73 И4,2°) = 4,3 V-b — НЕ = 9000 кэ Яд = 22 кэ,2* Нс „ =68 кэ,2* Н'с х = 160 кэ, аC00°)=70 ед.СГСМ/жоль — — — FFe = 3,85 (хв ?g = 2,5 зв Нд = 62 кэ3* (W77°) = 4,7 цв Нс и =150 кэ с„=3,92 — оD,2°) = =305 ед. СГСМ/жоль Яс = 72,5 кэ4* (Г = 4,2°К) Литера- Литература [in] [112] [136] [3, 85] [3, 134] [3, 141] [114] [252] [119] [47] [118] [3, 254, 255] [2, 3] [3, 116] [117] [121] * При Т = Тм = 262°К переход СФ -* АФ. 2* При Г = 77°К [115]. 3* При Т = 293°К. „ ,, ** В поле Н = Н (Н || [а]) происходит фазовый переход второго реда, заключающийся в изменении магнитной симметрии крис- кристалла [122]. 616
Вещество LaFeO3* CeFeO3 PrFeO3 NdFeO3 SmFeO3 EuFeO3 GdFeO3 TbFeO3 DvFeOs HoFeO3 ErFeO3 TmFeO3 Структура кристаллическая Орторомбичес- кая D}? Орторомбичес- каяС^ Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- каяС^ Орторомбичес- кая Dfh Орторомбичес- кая D}? Орторомбичес- кая D$ Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- каяС^ Орторомбичес- каяС^ магнитная о || [001] Уд- Удвоение пери- периода по трем направле- направлениям о || [001] т>тп Тп = 230°К а || [001] Удвоение пе- периода по трем на- направлениям в || [100] при Т<ТП; а || [001] при Т>ТП Тп = 210°С с || [001] — о II [001] приГ>ГП ГП=8,4°К о || [ООП при Т>ТП; о=0; Т<ТП ТП=30-^35°К oil [ЮО] при Т<ГП; а || [001] при Т>Т„ Т„ = 80°К в II [100] при Т<Т„; о=[001] при Т>Т„ Т„ = 102°К в || [100] при Т<СТП; а || [001] при Т>ТП Тп = 90° К 738 719 — 760 675 666 558(Fe) 2,5(Gd) 651(Fe) 3(Tb) 648(Fe) 3,7(Dy) 647(Fe) 6,5(Ho) 643(Fe) 4,3(Er) 630 Хм- !°-3 ед. СГСМ моль 126 — — — — 1—" —e, °к 480 — — — — — Продолжение та Дополнительные сведения а=243 ед. СГСМ/лоль2* — — а = 202 -=- 4-210 ед.СГСМ/моль а= 198-=- 4- 204 ед. СГМС/моль а=257 ед. СГСМ/моль а = 340 -5- -Z- 356 ед. СГСМ/моль а = 330 ед. СГСМ/ моль а = 236 -т- -^ 250 ед. СГСМ/лоль а = 228 -г- -=- 233 ед. СГСГА/моль а = 320 ~ -^324 ед. СТСЖ/моль ДЯрез =1 кэ при б л. 30.1 Литера- Литература [124] [278] [123] [125] [125] [125] [125] [126] [126] [125] [125] [125, 127] * Обзор магнитных свойств ортоферритов (RFeO3, где R — ион редкоземельного металла) дан в работе [123]. 2* Значения а в ортоферритах даны для Т < Гдг(Ре), но Т > ГШ) 617
Продолжение табл. 30.1 Вещество YbFeO2 LuFeO3 BiFeO3 KFeF3 RbFeF3 FePO4 FeSO4 UFeO4 BaFeF4 FeSb2O4 Fe2SiO4 ZnFe2O4 Fe2TeOe Ca2Fe2O6 Структура кристаллическая Орторомбичес- кая D}? Орторомбичес- кая Dfh Тригональная Тригональная Тетрагональ- Тетрагональная2* Тригональная Оргоромбичес- кая Д^ Орторомбичес- каяС^ Орторомбичес- кая Dfv , Тетрагональная Г,13 U4h Орторомбичес- кая D? Кубическая Тетрагональная ГI4 i Орторомбичес- кая D* магнитная о || [001] при Т>Тп Тп = 9 °К — — — V- II с V- II [6] I! || [b\S* Слоистая5* li II [010] |Х X С 11 II [6]в* — 11 || С V- II [с] (с<а<6) 7-д,, «К 634 625 643 113 102; 75 25 21—23 55 (П-АФ) 42 (АФ^ -* Ф)«* 54 — 65 9-16 210 730 Хм- 10~3 ел. СГСМ моль — — — — — 78,5а 1Г — 20,4В — — — —е, °к — — — — 88 60 30,5 — — 150 — — — Дополнительные сведения а = 340 -Н -f-358 ед. СГСМ/моль а=279 ед. СГСМ/моль — — При Г1=40°К и Г2 = =87°К—изменение струк- структуры (фазовые переходы первого рода); сфО при т < т2 — сн = 3,98 M4,2°)=4,l VB р = 3,2-107 см-см К0°) = 4,2 (хв — с„=4,25 (xFeD,2°) = 4(xB Магнитоэлектрик (хD,2°)=4,19(хв (хG8°) = 4,5 цв Литера- Литература [125] [125] [142] [120] [140, 226] [258] [3,42, 78] [237] [229] [261] [87] [3, 46] [2571 [144] • Предполагаемые структуры. 2* При Т > ТN — кубическая структура: при Т = 40-т87°К — орторомбическая, при Г<40°К — моноклинная 1226]. 3* Для АФ-структуры. «* В состоянии Ф обладает слабым антиферромагнетизмом. 6* Проявляет свойства двумерного антйферромагнетика. •• При Т > ГП = 20—30°К. при Т < Тп — скошенная спиновая структура [3]. 618
• Вещество Sr2Fe2O6 Na3Fe6O9 a- FeOOH LiFePO4 Ca2FeAlO6 FeCl,,-2H.2O FeCl.r4H2O K3Fe(CNN FeC2O4-2H2O Fe3(PO4J-4H2O Fe3(PO4),.8H2O Fe(HCOOJ-2H2O Fe(NH4)(SO4J-12H2O CoO CoS CoF2 Структура кристаллическая Орторомбичес- кая D? Моноклинная С6 Орторомбичес- кая D^ Орторомбичес- Орторомбичес- кая Dipj Моноклинная С3 Моноклинная Моноклинная — Моноклинная Моноклинная Монок/тинная С5 — Кубическая с тетрагональными искажениями ниже 7"д, Гексагональная Тетрагональная магнитная — li || [001] V- II \Ь] — V- II [а] [1 составляет с осью [а] угол 58° V- II [61 — — а II Щ [j. || (ас) — — 1» II 1П71 — р. || [001] '°к 600—700 381 370 53 60 23 1 0,129 20 20 4—11 3,75; 3,68 0,043 328; 291 358 37,7 Хм' и ед. СГСМ моль — — — — 1050а — — 307f6] — — 1000а 5,За — 506 —6, °к — — — — — — — — — — — 280 632 52,7 Продолжение табл. 30.1 Дополнительные сведения fxG7°) = 4,5 fA^j Нэф = 510 кэ* — НЕ = 430 кэ — Метамагнетик НСг | = 39,2 кз Нс< 2 = 45,6 кэ — — — а=4460 ед. СГСМ/моль — — м р=1,7 с„ = 3,29 нсл- = 120 кэ2* Н'с и = 190 кэ Хх@) = 351 мкм3* Х2@) = 278 мкм Литера- Литература [3, 218| [143] [3, 1381 [268] [270] [1391 [130] [128| [129] [131] [132] [93, 216; [29] [3,68, 145] [1351 [146] * Эффективное поле сверхтонкого взаимодействия (усредненное по трем неэквивалентным позициям иоиов Fe). ** Значения HCt ц и Нс _ х из данных по АФМР [147]. В поле HCt±, по-видимому, осуществляется фазовый переход первого рода, связанный с изменением симметрии магнитной структуры [273]. ¦• При И || [001] g-факторы для Xt (H) н Х2(#) соответственно равны gt = 1,18 «6 = 2,80. 619
Продолжение табл. 30.1 Вещество СоС12 СоВг2 а-Со12 CoSe2 CoF3 СО3О4 СоСО3 CoTiO3 CoGeO3 KCoF3 RbCoF3 RbCoBr3 p-CoSO4 CoUO4 K2CoF4 CoRh2O4 CoCs3Cl6 Структура кристаллическая Тригональная Тригональная ГK иЫ Тригональная Кубическая п Тригональная иЫ Кубическая 0^ шпинель Тригональная Тригональная Г2 3/ Моноклинная Г6 Тетрагональная* Тетрагон ал ьна я [с]/Ы=0,997 при Г=4,2°К Гексагональная Орторомбичес- каяС^ Орторомбичес- кая D§^ Тетрагональная То же » магнитная Слоистая A _1_ С Слоистая A _1_ С Слоистая 11 II С — li±(lll) — 0 ± с 11J. [111] — — 11 II С Слоистая — — — °к 24,9 19 3 93 460 40 18 37—42 — 114; 109 98 36 12 12 130 27 0,52 Хм- '°-3 ед. СГСМ моль ш> 147*. < — — — — 52 — 8,5 8,5 — 62а 83а — — — —в, °к —20 — 160 — 53 — 15 14 125 180 — 52 23 — 30 — Дополнительные сведения сн = 3,33 (х D,2°) = 3,1 (хв см = 3,34 — Полупроводник р=2,2 ИсоD.2°) = 4.4 Ив Нсоз+ = ° Исо2+ =3,26 (хв о@°)= 1400 еп.СГСМ/моль см = 3,3 р=5,33 сн = 3,07 (АсоD.2°) = 3.3 рв (хD,2°) =3(хв р = 5,53 1^^D,4°) = 3,4 у.в сч = 3,37 (х@°) = 3,4(хв с„ = 3,11 fxCoD,2°) = 4(xB — с„=2,58 — Литера- Литература [3,148] [148] [148] [269] [3,85] [3, 149] [2] [3, 150] [77] [3, 120, 167] [151] [3, 239] [42, 78] [3, 79] [99] [152] [158] • Тетрагональные искажения кубической решетки прл Т = 78°К 0,2% парамет ра решетки [167] . 620
Вещество CoC&jBrjs C02SiO.i Nb2Co4Oe Ta2Co4Og LiCoPO4 BaCoWOe CoCl2-2H2O CoBr2-2H2O CoCl2-6H2O CoBr2-6H2O Co(NC6H6JCl2 Co(H2O)eSiF6 CoCl2[(NH2JCS]4 CoK2(SO4J Co(HCOOJ-2H2O Co(NH4J(S04J-6H20 Структура кристаллическая Тетрагональная Орторомбичес- кая D™ Тригональная »Ы Тригональная Орторомбическая Л16 Кубическая Моноклинная Моноклинная То же » » Тригональная Тригональная С4Й — Моноклинная Г5 U2ft Моноклинная магнитная — — Магнитные ионы образу- образуют цепи вдоль оси с — р II Щ ji составляет с осью [111] угол 20° Р II \Ь\ V- II [Ь] — — — — — IHI(IOOL* — — — 30; 27* 206* 22 17 8 9,5 2 292* 3,2 3,7 0,15 0 922* 0,193 5,125* 0,084 Хм- 'О ед. СГСМ моль — 17В 133 — — 210а 178а 220г 2800а — — — — — —В, — 15 10 — — 0 20 — —4 — — — — — Продолжение та Дополнительные сведения — см = 2,62 ^CoD,2°) = 3ixB Магнитоэлектрик см= 12,0 — НЕ = 320 кэ Метам агнетик нг„ т = 32кэ "с,, [Ь] = 46 кэ Метамагнетик Яг„ [6]= 13'7 кэ Нс„ [4 = 29,8^ — см = 2,65 — а = 0,035-2Л103* — — а=7070 ед. СГСМ/мот, б л. 30.1 Литера- Литература [159] 187] [3, 88, 293] [264] [3, 268] [160] [153] [154] [155] [156] [153] [157] [260] [158] [216, 217] [95] * Из измерений магнитоэлектрического эффекта. 2* Из тепловых измерений. 3> 2М0 = Nngags, где N — число Авогадро; п — число магнитных ионов в молекуле; g — фактор Ланде; |).g — магнетон Бора; s — спии магнитного иона. ** Проявляет свойства, характерные для двумерной спиновой системы. *• При этой температуре упорядочиваются только моменты в плоскости A00). Система магнитных моментов плоскости B00) обусловли- обусловливает парамагнитные свойства ниже Г=5,12°К.. 621
Продолжение табл. 30.1 Вещество NiO NiS NiAs NiF2 NiCl2 NiBr2 NiCO3 NaTiO3 NaNiF3 KNiF3 RbNiCl3 CsNiCl3 NiSO4 Структура кристаллическая Кубическая с ромбоэдрически- ромбоэдрическими искажениями ниже TN Ге ксагональная < Гексагональная *4 Тетрагональная Г) И U4h Тригональная Тригональная Тригональная Тригональная г2 Орторомбичес- кая Dg5j Моноклинная Г2 Гексагональная Гексагональная Орторомбичес- кая D^ магнитная 11 II (ПО 11 II С 11 II С о |! [010] Слоистая [1 J. С — О JL С Слоистая РХ[П1] О || С — 11 II С [1 11 С** 11II [Ь] °к 647; 523 263* 150 73,2 52 60 25,2 23 156 275 11,5 4,5 37 Ум- 10~3 ед. СГСМ моль — — — 20 по — 23,8Г 23,4б 2,05а — 7,3« 15а —В. °к 2470 — 300 100 —67 20 55; 11 843 — 69 82 Дополнительные сведения Х@) = 274 МКМ M-Ni = 2-1 V-B ао=350 ед. СГСГА/моль ек,= 1.3 Хг = 3000 мкм Х2 = 320 мкм си = 1,33 Р=3,0 оD,2°) = = 2080 ед. СГСМ/лоль2* Яд = 90 кэ НЕ = 240 кэ си-=1,3 Ц0)= 1,6 мм ^,D,2°) = 2,25 р.в о0 = 335 ед. СГСМ/моль Яд = 162 кэ НА = 12 кэ НЕ =2-10вз3* см = 2,41 |х@°)=1,3 [хв (j.Ni B°) =lAvB Р = 3,41 см = 1,83 (х№D,2°)=2,1 Рв Литера- Литература [56, 68, 161] [3, 162] [163] [2] [164] [174] [220] [3, 150, 165, 166] [43] [120] [219] [3, 239] [78, 292] * Переход П -» АФ обладает свойствами, характерными для перехода первого рода; в точке перехода изменяются параметры крис- кристаллической ячейки: Д[о]/[о] = З-Ю; Д[с]/[с] = 1(Г2. 2* Результаты измерения намагниченности монокристаллов NiCO3 в трех взаимноперпендикулярных направлениям представ- представлены в [109]. 3* Значения эффективных полей получены из экспериментов по АФМР [168] в предположении анизотропного эффективного ^-фактора подрешеток: g " " "" " ' " ' gzz = 2.14, gxzZ1.1 zx = — 2,5 ¦ 10~г (к, у, г направлены соответственно вдоль |а]. [6]. 1с}). 4* Магнитная структура состоит из линейных антиферромагннтных цепей. 622
Продолжение табл. 30.1 Вещество BaNiF4 K2NiF4 Rb2NiF4 NiRh2O4 Tl2NiF4 Ni2SiO4 GeNi2O4 Sr2NiMoOe Ba2NiWO6 (NH4JNiF4 NiCl2-6H2O NiBr2-6H2O Ni3B,O17I Ni(NO3J-2H2O Ni(SO3J-2H2O Ni(NO3J.6NH3 Ni(HCOOJ-2H2O Структура кристаллическая Орторомбичес- кая D'2 Тетрагональная Те грагональная uth Тетрагональная Тетрагональная U4h Орторомбичес- кая Кубическая ol — Кубическая ol Тетрагональная — — — Моноклинная — Кубическая Моноклинная с2/г магнитная — Слоистая р. || с* 11 II С — — li H(lll) — 141 [111] Удвоение пе- периода по трем осям — — — — V- II [а] — — !Ч1A00K* ты ¦ °к 150 190; 97 190 18 190 — 15 71,5 17 — 5.342* 6,52* 120 4,2 3,08 1,3№* 15,74* Хм- ю-3 ед. СГСМ моль — — — — 8,2 — — — 67,8б — — 15006 1006 — — —в, — 600 — 20 — —14 — — — 7 — — —2,5 5 3,3 — Дополнительные сведения 1л№D,2°) = 2,*в tfCt||D,2°j= 180 кэ Нс || D,2°)=350 кэ сы = 1,42 при Г =20— 380°К см = 2,06 при Т=380—900°К — с„ =1,14 ^,D,2°) = 2,2р.в — 1^,D,2°)= 1,9 ид — см = 1,18 — — — о@с)=1,45ед.СГМС/ж<ш> — — Литера- Литература [230] [170, 222, 238] [169, 222] [152] [169] [87] [3, 47] [160] [160] [169] [155] [172] [175] [173] [171] [272] [93, 216] * Обладает свойствами, описываемыми двумерной моделью Изинга. 2* Из тепловых измерений. а* Проявляет свойства, характерные для двумерной спиновой системы. 4* При этой температуре упорядочиваются магнитные моменты только в плоскостях A00). Система моментов плоскостей B00) обу- обусловливает парамагнитные свойства ниже Тц. При Т = 3,1°К наблюдается аномалия Шоттки в поведении теплоемкости. 623
Вещество Ni(NH3J-Ni(CNLx X2CeHe CuO CuF2 CuCl2 CuBr2 Cu2S6 KCuF3 CuSO4 CuSeO4 CuF2-2H2O CuCl2-2H2O CuCl2-2D2O2* Cu(C2H3O2J Cu(C12H23OJ CuSiO3H2O LiCuCl3-2H2O CuSO4-5H2O CuSeO4-5H2O Структура кристаллически я Те трагональная Г1 Моноклинная Г6 Кубическая ol Моноклинная Моноклинная Г1 Тетрагональная Тетрагональная П18 П5 * Орторомбичес- кая D2? Орторомбичес- каяО^ Моноклинная Г3 Орторомбичес- кая То же н> — — — Моноклинная Г5 Триклинная магнитная I» II [с] Слоистая = II [010] — — — V- II (аЬ) V- II [Ь] V II [с] V II [с] V II [а] I» II [а] — — — li || {ас) — — TN, °к 2,37 230 70 70 193 373 38~Dlh 34,5 34 26; 11 4,3 — 270 230 213* 5,9; 4,4 0.0293* 0.0463* 1м- 10~* ед. СГСм МОЛЬ — — — — — — — 12 — 6а 25,66 — — — — 30а — — —е, °к — — 190 — — 1694 355 77,5 — 37 —5 — — — — 10 — — Продолжение та Дополнительные сведения Нс ц = 35 кэ Н'А A,46°) = 22 кэ — о < 1 ед. СГСМ/моль — — р=43 см=0,58 ^D,4°) =0,49 1лв см = 0,517 ,,G,2°) = 0,9 (хв см=0,46 Нс> || == 6,5 кэ — — — — Нс, li =9^-10,5 кз4* — — б л. 30.1 Литера- Литература [233] [85] [176] [46] [46] [48] [120, 235] [78] [231] [3, 70] [2] [184] [182] [183] [177] [178, 251] [128] [128] • Обе структуры наблюдались одновременно Г235]. ?* Магнитные свойства аналогичны свойствам СиС12'2Н2О [184]. 8* Из тепловых измерений. 4* Значение поля опрокидывания подрешеток (Н\\{ас)) [251]. 624
Продолжение табл. 30 J Вещество Cu(NO3J.2,5H2O Cu3(CO3J.(OHJ Cu(HCO2J-4H2O2* CuK2(SO4J-6H2O Cu(C2H3O2J-H2O (QHeNHgJgCuCU Cu(NH3LSO4-H2O Cu(C6H5COOJ-3H2O MoF3 CeSb CeBi CeCl3 Ce2Zn3(NO3I2-24H2O PrCl3 PrB6 Структура кристаллическая — Моноклинная Г5 Моноклинная — — — Моноклинная Кубическая Кубическая (тетрагональные искажения при T<TN) Кубическая Гексагональная Тригональная Гексагональная Кубическая магнитная — — — — Ферромаг- Ферромагнитные слои, связанные слабым ан- тиферромаг- тиферромагнитным взаи- модействием — Линейные цепи вдоль — V II [001] — — — TN. °к 3,2*; 0,45 1,86 17 0,05 250—280 10,2 0,373* <1,4 185 ! 16 26 0,345 0,0063 0,7 6.93* Хм- 'О-3 ед. СГСМ моль 65а 41,5б 24,8б — — 401' — — — — "" — — —е, °к — 10 175 — — 1,2 — — —12 — — — Дополнительные сведения — — с@°)=150 ед. СГСМ/лоль см = 0,497 — — HEr j = 800 э (между слоями) Я?> 2 = 500 кэ (внутри слоя) — — — — — — — Металл р C00°)=15 Х10-6 ом-см Литера- Литература [179, 244] [181] [180] [29] [182] [267] [128] [279] [190] [243] [252] [262] [191] [262] [259] * Нет уверенности, что наблюдается переход П-*АФ. 2* Проявляет свойства, характерные для двумерной модели Гейзенберга. 3* Из тепловых измерений. 4* Проявляет свойства, характерные для одномерной модели антиферромагнетика. 21—748 625
Вещество РгА1О3 NdS NdSe NdTe NdSb NdBi NdCl3 Nd(OHK SmCl3 EuSe EuTe* EuF2 Eu3O4 EuTiO3 EuGd2O4 GdP GdS GdCu Структура кристаллическая Орторомбиче- екая u^f, Кубическая Кубическая Кубическая Кубическая Гексагональная Гексагональная г2 Гексагональная Кубическая Кубическая Кубическая Орторомбичес- кая Кубическая Орторомбичес- кая Кубическая » магнитная — — — — V- II 10011 — I» II с — — » II И (а>Ь>с) — —_ — Ml AH) "К — 8 14 13 16 25 1,035 1.7 0,4 4,7 И; 9,7 19,5й*; 2 5,3 5,2 4,5 15 50 41 Хм- '°-3 ед. СГСМ моль 10^ — — — — — — — — 440 — — — 480б — —е, "К 100 24 9 14 3 1 — - — — 7 — —3,7 — •> — Продолжение та Дополнительные сведения — р=3.62 р=3,40 р=3,54 Р=3.75; «* = 2,7 Ис = 105 кэ — — — — Полупроводник Ферромагнетик при Т<2,8°К Нс = 75 кэ п^=7 Нс=2 кэ и5=6,93 Нс = 14 кэ НС = 7Ъ кэ — бл. 30.1 Литера- Литература [209] [276] [276] [276] [203] [252] [262] [271] [262] [3,96, 241] [192, 253] [193, 194] [205] [206] [205] [197] [242] ' [189] * Магнитные свойства образцов EuTe коррелируют с электрическим сопротивлеинем, которое может изменяться в широких пределах A0" — КГ* ом-см при Т = 300°К) B53]. ч 2* Из измерений АФМР на образцах, содержащих примеси [194]. 626 *" i
Продолжение табл. 30.1 Вещество Структура кристаллическая магнитная TN. °к Хм- 10 ед. СГСМ —е, Дополнительные сведения Литера- Литература GdAs Кубическая с тригональными искажениями при T<TN 25; 19 12 Н. = 180 кз р = 8,2; ns = 7,2 [198, 242] GdSe GdAg Кубическая 141A11) 60 Кубическая h 145 40а 82 р=8,8 [242] [204] Gdln Кубическая 01 28 73,5а 66 Р=8,1 [204] GdSb Кубическая 1A11) 28 42 Р=8,1 [203] GdTe То же 80 [242] GdBi 32 [242] GdCiu Гексагональная 41 1/рфО; р=8,4 [196] GdAlO, Орторомбичес- кая D™ 3,87 4.8Г Я @,5°)= 11 кэ2* [221] GdVO, Орторомбичес- кая 7,5 р=80 [284] Gd(OHK Гексагональная Г3 2,0 [271] SrGd2O4 Орторомбичес- кая 2 о .о [205] GdCl.-6H2O 0.1823* [128] ТЬР Кубическая О* {ill [1П] 8—9 = 9,2; п5 = с = 4,3 кз [195, 197] TbAs То же 141 [HI] 10—12 р= 9,7; ns Нс = 28 кэ ц = 7,7 ^в [3, 195, 198] TbSb I! [HI] 14—16 14 р =9,7; ns= 7,5 Я = 60 кэ [195, 203] TbBi 141 [Ш] 18 33 [252] TbCu2 Гексагональная 54 ; р=9,8 * Усредненное значение измерений вдоль осей [а], [6], [г]. 2* Значение поля опрокидывания подрешеток. 3* Из тепловых измерений. [196] J rf ' 627
Продолжение табл. 30.1 Вещество ТЬ2О3 TbOCl TbsAlgOxj, DyP DyAs DySb DyBi DyCu2 DyAg2 DyAu2 DyOCl DyAlO3 DyVO43* Dy3Al6O12 HoP HoAs HoSb HoCu2 Структура кристаллическая — Тетрагональна я Кубическая Кубическая — — Кубическая Гексагональная Тетрагональная V4h Тетрагональная г>17 V4h Тетрагональная Ортор омб ическая Тетрагональная П19 Кубическая Of Кубическая — Кубическая Гексагональ- вая магнитная — — — * — — — — — — — — [1 JL С !* II [1П] — — V II [ЮО] — TN, °к 2,4 4 1,5 — 8,5 9,5 13 24 9 31 9 3,4 3,05 2,5 5,5** 4,8 9; 5,5 9 Хм- ю~3 ед СГСМ моль — — — — — — — — — — ¦ — — — — — — — — —е, °к — — — —6 с —2 4 30 — 25 13 — — — — — — 1 2,4 — Дополнительные сведения — см= 12,05 — р = 9,9; ns=7,8 Нс= 17 кэ р=10,4; ns = 8,l Нс = 32 кз р= 10,7; и5 = 7,7 Нс= 19,5 кэ — 1/рфО, р= 10,75 HCt и = 35 кэ2* Метамагнетик см= 13,95 ЯсD,2°)= 14 кэ — — ixDy(l,35°) = 9(xB р= 10,2; и5=9,2 Нс = 1,8 кз р= 10,5; ns = 9,0 HCtl = 1,8 кэ Нс 2 = 6 кэ р= 10,8; п5 = 8,7 Нс = 15 кэ A@°) = 9,3 цв 1/Р^=0, р= 10,5 Литера- Литература [247J [228J [210J [197] [198] [203] [252] [196] [249] [249] [228] [211] [223] [3,208] [197] [198] [195, 203] [196] • При Т = 1,8°К имеет сложную неколлинеариую магнитную структуру [195]. '* Значение поля опрокидывания подрешеток. •* В работе [223] сообщается, что антиферромагнитным упорядочением обладают также GdVO4, TbVO», ErVOi- ** Ниже »той температуры имеет сложную неколлииеарную магнитную структуру. 628
Продолжение табл. 30.1 Вещество ЕгР ErAs ErSb ErCug Ers03 ЧЪ2О? KaReCle K2IrCl6 (NH4JIrCle UN UP UAs uo2 UP2 UTe2 UBi2 UTe3 NpC NpO2 Структура кристаллическая Кубическая — Кубическая Гексагональная Кубическая 0^ Тригональная Кубическая Кубическая о5, Кубическая Кубическая Кубическая Кубическая о,5 Кубическая Тетрагональная — Тетрагональная Кубическая Кубическая О5н • В ферромагнитном состоянии. магнитная 11 X [Ш] — !* II [ПИ — — 11 II С Слоистая (че- (чередующиеся феррослои) — — — — — V II [HI] 11 II С — 11 II С _ — °к 3—4 3,5 3,5—3,7 11 4 2,65 12 3,08 2,16 50 125 128 28—31 199 78 183 56 310 (П-*-АФ) 200 (АФ-*Ф) 25,3 Ум- ю ед. СГСМ моль — — — — — — — — — — — — — — — _ — —В, °К 0 1,5 3 — — — 32 20 —- —49 — — —80 — 53 _ — Дополнительные сведения р=9,3; и5 = 8,5 Яс = 5,2 кэ „ (х@°) = 5,7|л р = 9,6; и5 = 8,4 Нс= 10,5 кэ р = 9,8: п5= 7,3 Нс = 12 кэ К0°) = 7цв l/p=jfc0; p = 9,35 — ,1A.5°) = 1,6 ,iB ns= 2,6 ^Re D,2°) = 2,7 ^в — — V. D,2°) = 0,75 ^в р = 3,3 |*D.2о)=1,9Р.в (J. = 1,9 {Ав |А= 1,7 (Ад р=2,3 — — — р = 3,37 ^=1,4 ^в* — Литера- Литература [195, 197] [198] [195, 203] [196] [290] [248] [3, 202] [199] [199] [3, 256] [3, 256, 275] [3, 256] [3, 200] [275] [277] [275] [277] [201] [201] 629
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вонсовский С. В. Магнетизм. М., «Наука», 1971. 2. Боровик-Романов А. С. «Итоги иауки. Физ.-мат. науки», вып. 4. «Антиферромагнетизм», Изд-во АН СССР, 1962. 3. Oles А. е. a. Tables of Magnetic Structures determi- determined by Neutron Diffraction, Institute of Nuclear Tech- Techniques, Cracow. Part 1 — cubic systems, report N l/PS, 1970; Part II — tetragonal systems, report N 4/PS, 1970; Part III — rhombohedral and hexago- hexagonal systems, report N 7/PS, 1971; Part IV — ort- horhombic systems, report N ll/PS, 1971. 4. Боровик Е. С., Мильнер А. С, Еременко В. В. Лек- Лекции по магнетизму. Харьков, Изд-во Харьк. ун-та, 1972. 5. Keffer F. Handbuch der Physik. Bd. 18/2, S. 1. Springer, Berlin, 1966. 6. Morrish A. H. The Physical Principles of Magnetism. John Willey and Sons, Inc., N. Y., 1965. 7. Изюмов Ю. А., Озеров Р. П. Магнитная нейтроно- нейтронография. M., «Наука», 1966. 8. Боровик-Романов А. С. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1959, т. 36, с. 75. 9. Дзялошинский И. Е. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1957, т. 32, с. 1547. 10. Туров Е. А. Физические свойства магнитоупорядо- ченных кристаллов М., Изд-во АН СССР, 1963. 11. Ozhogin V. 1., Maximenkow P. P. Digests of Inter- mag, conf. Kyoto, 1972, p. 49.4: Seavey M. H. "Solid. State Comm.", 1972, v. 10, p. 219. 12. Borovik-Romanov A. S., Prozorova L. A. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-837. 13. Ожогин В. И., Якубовский А. Ю. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1972, т. 63, с. 2155- 14. Erickson R. A. "Phys. Rev.", 1953, v. 90, p. 779. 15. Ожогин В- И., Шапиро В. Г. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1968, т. 54, с. 96. 16. Bizette H., Tsai В. "Compt. rend.", 1954, v. 238, p. 1575. 17. Боровик-Романов А. С, Прозорова Л. А. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1968, т. 55, с. 1727. 18. Боровик-Романов А. С. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1960, т. 38, с. 1088. 19. Боровик-Романов А. С. Физический энциклопеди- энциклопедический словарь. М., 1965, т. 4, с. 250. 20. Андрацкий В. П., Боровик-Романов А. С. «Жури. эксперим. и теор. физ.», 1966, т. 51, с. 1030. 21. Астров Д. Н. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1960, т. 38, с. 984. 22. Астров Д. Н. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1961, т. 40, с. 1035. 23. Hornreich R. M. Digests of the lntermag. Conference, Kyoto, 1972, p. 40, 4. 24. Judin V. M., Sherman A. B. "Solid. State Comm.", 1966, v. 4, p. 661. 25. Shapira Y., Foner S. "Phys. Rev. B". 1970, v. 1, p. 3083. 26. Еременко В. В., Беляева А. И. «Успехи физ. наук», 1969, т. 98, с. 27. 27. Прохоров А. М., Федоров В. Б. «Журн. эксперим. и - теор. физ.», 1962, т. 43, с. 2104. 28. Каримов Ю. С, Щеголев И. Ф. «Журн эксперим. и теор. физ.», 1964, т. 47, с. 1721. 29. Labhart H. "Z. angew. Math, und Phys.", 1953, Bd 4, S. 1. 30. Jacobs 1. S. "J. Appl. Phys.", 1961, v. 32, p. 61-S. 31. Low G. G. e. a. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 998. 32. Johnson F. M., Nethercot A. H., Jr. "Phys. Rev.". 1959, v. 114, p. 705. 33. Foner S. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 336. 34. Allen S. J., Jr., Loudon R., Richards P. L. "Phys. Rev. Lett.", 1966, v. 16, p. 463. 35- Green R. L. e. a. "Phys. Rev. Lett.", 1965, v. 15, p. 656. 36. Харченко Н. Ф-, Еременко В. В. Физика конденси- конденсированного состояния. Вып. XIII. ФТИ низких температур АН УССР, Харьков, 1971, с. 3. 37. Харченко Н. Ф., Еременко В. В. «Физика твердого тела», 1968, т. 10, с. 1402. 38. Jacobs I. S., Lawrence P. E. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 996. 39. Ожогин В. И. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1970, т. 58, с. 2079. 40. Боровик-Романов А, С, Рудашевский Е. Г. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1964, т. 47, с. 2095. 41. Боровик-Романов А. С, Крейнес Н. М., Прозоро-4 ва Л. А. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1963, т. 45, с. 64. 42. McConnell Н. М„ Lynden-Bell R. "J. Chem. Phys.", 1962, v. 36, p. 2393. 43. Judin V. M-, Sherman A. B. "Phys. St. Sol.", 1967, v. 20, p. 759. 44. Dwight K- e. a. "J. Appl. Phys.", 1962, v. 33, p. 1341. 45. Koehler W. C, Wollan E. O. "J. Phys. Chem. Sol.", 1957, v. 2, p. 100. 46. American Institute of Physics Handbook A957), section 5, p. 226. 47. Bertaut E. F. e. a. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 952. 48. Yuzuri M. "J. Phys. Soc. Japan". 1960, v. 15, p. 2007. 49. Motizuki K. "J. Phys. Soc. Japan", 1959, v. 14, p. 759. 50. Hirota E., Kubota B. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, p. 1715. 51. Benoit R. "J. Chem. Phys.", 1955, v. 52, p. 119. 52. Scatturin V. e. a. "Acta crystallogr.", 1961, v. 14, p. 19. 53. Stout J. W., Adams H. E. "J. Amer. Chem. Soc", 1942, v. 64, p. 1535. 54. Plumier R. J. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 964. 55. Roth W- L., De Vries R. С "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 951. 56. Richards P. L. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1237. 57. Huber E. E., Ridgley D. H. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1099. 58. Nakagawa Y., Hori T. "J. Phys. Soc. Japan", 1961, v. 16, p. 1470. 59. Street R., Smith J. "J. Phys. Rad.", 1962, v. 20, p. 82. j 60. Kouvel J. S. e. a. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1095. 61. Meyer A. "J. Phys. Rad.", 1959, v- 20, p. 432. 62. Kasper J. S. e. a. "J. Phys. Chem. Sol.", 1959, v. 11, p. 231. 63. Bizette H. "J. Physiq.", 1951, v7 12, p. 161. 64. Hastings J. e. a. "Phys. Rev.", 1959, v. 115, p. 13. 65. Corliss L., Hastings J. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p A92. 66. Douglass p., Strandberg M. "Physika", 1961, v. 27, p. 1. 67. Koehler W. e. a. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 180. 68. Бейкон Дж. "Успехи физ. наук», 1963, т. 81, с. 335. 69. Asch P. G. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 349. 70. Bosort R., Nielsen J. "Phys. Rev.", 1958, v. 110, p. 879. 71. Meisenheimer R. C, Cook D. L. "J. Chem. Phys.", 1959, v. 30, p. 605. 72. Burger J.e. a. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 427. 73. Corliss L. M., Hastings J. M. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 1051. 630
74. Flippen R., Darnel! F. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, 115. p. 1094. 75. Fink H., Shaltiel D. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1963, 116. v. 8, p. 214. 76. Joenk R. J. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1097. 117. 77. Sawaoka A., Miyahara S. "J. Phys. Soc. Japan", v. 19, p. 1254. 118. 78. Крейнес Н. М. Диссертация. ИФП АН СССР, M., 1963; «Журн. эксперим. и теор.физ.» 1961, т. 40, 119. с. 762. 120. 79. Bertaut E. e. a. "J. Phys. Rad.", I960, v. 23, p. 477. 80. Heeger A. J., Beckman O., Portis A. M. "Phys. Rev.'", 121. 1961, v. 123, p. 1652. 81. McGuire T. R. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1963, 122. v. 8, p. 55. 82. Kedzie R. W. e. a. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, 123. p. 1195. 124. 83. Lee K-, Portis A. M., Witt G. L. "Phys. Rev.", 1963, 125. v. 132, p. 144. 126. 84. JonkerG. H. "Physika", 1956, v. 22, p. 707. 85. Hirakawa K- e. a. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, 127. v. 15, p. 2063. 86. Sawaoka A., Miyahara S. "J. Phys. Soc. Japan", 128. 1964, v. 19, p. 1750. 87. Kondo H., MiyaharaS. "J. Phys. Soc. Japan", 1963, 129. v. 18, p. 305. 88. Bertaut E. e. a. "J. Chem. Phys. Sol.", 1961, v. 21, 130. p. 234. 89. Swoboda T. e. a. "Phys. Rev. Lett.", 1960, v. 4, 131. L509. ys J. M. "Phys. Rev.", 1963, v. 131, p. 38. 132. 91. Lasheen M. A., e. a. "Physika", 1958, v. 21, p. 1061. 92. Schelleng J., Friedberg S. "J. Appl. Phys.", 1963, 133. v. 34, p. 1087. 134. 93. Pierce R. D., Friedberg S. A. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1462. 135. 94. Friedberg S., Flippen R. Proc. VIII Intern. Conf. 136. LTP, Toronto, 1960 (Amsterdam, 1961). 95. Uryu N. "J. Phys. Soc. Japan", 1961, v. 16, p. 2140. 137. 96. Busch G. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1386. 138. 97. Yuzuri M., Yatnada M. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, p. 1845. ! 139. 98. Wilkinson G. e. a. "Inorg. Nucl. Chem.", 1956, v. 2, p. 95. 140. 99. Koehler W. С. е. a. "Phys. Lett.", 1964, v. 9, p. 93. 100. Boucher B. e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, 141. p. 960. 4 101. Nowik I. e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 970. 142. 102. Bouchaud J. P. e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 971. . 143. 103. Shane J. R. e. a. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, 144. p. 1280. 104. Ohtsubo A. e. a. "Physika", 1958, v. 24, p. 161. 145. 105. Nagamiya T. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 70. 146. 106. Maxim I. Studii si cercetari fiz Acad. R. P. R, 147. 1959, v. 9, p. 323. 107. Kouvel J. S. Hartelius С. С. "J. Appl. Phys.", 1962, 148. v. 33, p. 1343. 149. 108. Ohlman R., Tinkham M. "Phys. Rev.", 1961, v. 123, p. 425. i 150. 109. Бажан А. Н. «Журн. экспернм. и теор. физ.», 1974, т. 66, с. 1086. • 151. ПО. Bizette H. e. a. "Compt. rend. Acad. Sci.", 1957, v. 245, p. 507. 152. 111. Kanematsu e. a. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, p. 2358. 153. 112. Rosenquist T. "Acta Met.", 1953, v. 1, p. 761. 113. Meyer A., Cadeville M. "J. Phys. Soc. Japan", 154. 1962, v. 17, S. B—1, p. 223. 114. Воскаиян Р. А., Левитин P. 3., Щуров В. А. 155. «Жури, эксперим. и теор. физ.», 1967, т. 53, с. 459. Jacobs I. S. e. a. "Intern. J. Magnetism," 1971, v. 1, p. 193. Ishikawa Y., Akimoto S. "J. Phys. Soc. Japan", 1957, v. 12, p. 1083. Berry C, Combs С "J. Appl. Phys.", 1960, v. 31, p. 1130. Taranishi T. "J. Phys. Soc. Japan", 1962, v. 17, S. B—1, p. 263. Cox D. e. a. "Phys. Rev.", 1963, v. 132, p. 1547. Okazaki A., Suemune Y. "J. Phys. Soc. Japan", 1961, v. 16, p. 671. Jacobs I. S., Burne H. F., Levinson L. M. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1631. Ожогин В. И. и др. «Журн. экспернм. и теор. физ.», 1972, т. 62, с. 2221. Уайт Р. «Успехи физ. наук», 1971, т. iO3, с. 593. Treves D. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 1033. Koehler W. e. a. "Phys. Rev.", 1960, v. 118, p. 58. GorodetskyG., Treves D. "Phys. Rev.", 1964, v. 135A, p. 97. Hagedorn F. B. e. a. "Phys. Rev. Lett.", 1968, v. 21, p. 364. Duffy W. T. e. a. Proc. VIII Intern. Conf. LTP, London, Butterworths, 1963, p. 245. Ono K., HoA. "J. Phys. Soc. Japan," 1964, v. 19, p. 899. Friedberg S. A., Schriempf J. T. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 1000. Van Agt T. W. e. a. Proc. VIII Intern. Conf. LTP, London, Butterworths, 1963, p. 222. Poulis N., W. v. d. Lugt "J. Phys. Soc. Japan", 1962, v. 17, S. B—1, p. 505. Chiba S. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, p. 581. Cable J. e. a. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1960, v. 5, p. 458. Benoit R. "J. Chem. Phys.", 1955, v. 52, p. 119. Finlayson D. e. a. "Proc. Phys. Soc. (London)", 1959, v. 74, p. 75. Kren E., Szabo P. "Phys. Lett.", 1964, v. 11, p. 215. Hrynkiewicz A. Z. e. a. ''Phys. Lett.", 1965, v. 17, p. 93. Narath A., Schirber J. E. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 1124. Wang F. Y., Kestigian M. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 975. Клюшин В. В. и др. «Физика металлов и металло- металловедение», 1966, т. 21, с. 153. Юдин В. М. «Физика твердого тела», 1966, т. 8, с. 267. Schurer P. J. "J. Physiq"., 1971, v. 32, CI—278. Grant R. W. e. a. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1455. Tachiki M. "J. Phys. Soc. Japan", 1964, v. 19, p. 454. Lines M. E. "Phys. Rev.", 1965, v. 137, p. A 982. Шапиро В. Г., Ожогин В. И., Гуртовой К. Г. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1972, т. 36, с. 1559. Bizette H. e. a. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 421. Roth W. Z. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1963, v. 8, p. 213. Ishikawa Y., Akimoto S. "J. Phys. Soc. Japan", 1958, v. 13, p. 1298. л Swoboda T. e. a. "J. Phys. Chem. Sol.", 1958, v. 5, p. 293. Blasse G., Schipper D. "Phys. Lett.", 1963, v. 5, p. 300. Haseda T. e. a. Proc. VIII Intern. Conf. LTP, Lon- London, Butterworths, 1963, p. 232. Narath A. "J. Phys. Soc. Japan", 1964, v. 19, p. 2244. Robinson W. K., Friedberg S. A. "Phys. Rev.", 1960, v. 117, p. 402. 634
156. Forstat H. e. a. "Bull. Amer. Phys. Soc", I960, 196. S. 11, v. 5, p. 59. 157. Ohtsubo A., Kanda E. "J. Phys. Soc. Japan", 197. 1962, v. 17, S. B —1, p. 497. 198. 158. Miedema A. R. e. a. "Phys. Lett.", 1965, v.17, 199. p. 87. 200. 159. Beljers H. G. e. a. "Phys. Lett.", 1964, v. 12, p. 81. 160. Cox D. E., ShiraneG., Frazer B.C. "J. Appl. Phys.", 201. 1967, v. 38, p. 1459. 161. Trombe M. "J. Physiq.", 1951, v. 12, p. 170. 202. 162. Sparks T. J., Komoto T. "J. Appl. Phys.", 1963, v.34, p. 1033. 203. 163. Adachi K- "J. Phys. Soc. Japan", 1961, v. 16, 204. p. 2187. 205. 164. Bizette H. -'Compt. rend. Acad. Sci.", 1956, v. 243, p. 1295. 206. 165. Shirane G. e. a. "J. Phys Soc. Japan", 1959, v. 14, p. 1352. 207. 166. Heller G. e. a. "J. Appl. Phys.", 1963, v. 34, p. 1033. 167. Holden T. M. e. a. "J. Phys. C", 1971, v. 4, p. 2127. 208. 168. Санина В. А. Диссертация. Институт полупро- 209. водников АН СССР. Л., 1970. 169. Rudorff W. e. a. "Z. anorgan. und. allgem- Chem.". 210. 1962, Bd 317, S. 261. 170. Plumier R., Legrand E. "J. Phys. Rad.", 1962, v. 23, 211. p. 474. 171. Burgiel J. S. e. a. "Phys. Rev.", 1961, v. 122, 212. p. 429. 172. Spence R. D. e. a. "J. Chem. Phys.", 1959, v. 31, 213. p. 555. 173. Berger L., Friedberg S. "Phys. Rev.", 1964, v. 136A, 214. p. 158. 174. Tzubokawa 1. "J. Phys. Soc. Japan", 1960, v. 15, 215. p. 2109. 175. Ascher E- e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 1404. 216. 176. Joenk R. J., Bozorth R. M. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 1167. 217. 177. Eisenberg W. R., Forstat H. "J. Phys. Soc. Japan", 218. 1964, v. 19, p. 406. 178. Vossoc P. H. "J. Chem. Phys.", 1960, v. 32, p. 1590. 219. 179. Berger L. e. a. "Phys. Rev.", 1963, v. 132, p. 1057. 180. Kobayashi H., Haseda T. "J. Phys. Soc. Japan", 220. 1963, v. 18, p. 541. 181. Frikee E., Van den Handel J. "Physika", 1962, v. 221. 28, p. 269. 182. Figgis В., Martin R. "J. Chem. Soc. (London)", 222. 1956, v. 10, p. 3837. 223. 183. Gilmour A., Pink R- "J. Chem. Soc. (London)", 1953, v. 8, p. 2198. 224. 184. Date M. "J. Phys. Soc. Japan", 1957, v. 12, p. 1168, 185. Kotthaus J. P., Jaccarino V. В кн.: Труды между- 225. народной конференции по магнетизму. М., «Нау- «Наука», 1974, т. III, с. 255. 226. 186. Wohlfarth E. P. "Acta Mett.", 1956, v. 4, p. 225. 187. Альшин Б. И., Астров Д. Н. «Журн. эксперим. и 227. теор. физ.», 1963, т. 44, с. 1195. 188. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. 228. Пер. с англ. М., Гостехиздат, 1963, с. 490. 189. Alfieri G. Т. е. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, 229. p. 1254. 190. Wilkinson M. K- e. a. "Phys. Rev.", 1961, v. 121, 230. p. 74. 231. 191. Levi M. W., Sapp R. C, Culvahouse J. W. Proc. VI1 Intern. Conf. LTP. Toronto, 1960 (Amsterdam, 232 1961), p. 168. 192. Busch G. e. a. "Phys. Lett.", 1964, v. 9, p. 7. 233. 193. Me Guire T. R., Shaffer M. W- "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p- 984. 234. 194. Lee K., Muir H. "J. Appl. Phys.", 1965, v. 36, p. 1043. 235. 195. Child H. R.e. a. "Phys. Rev.", 1963, v. 131, p. 922. Sherwood R. C, Williams H. J., Wernick J. H. "J. Appl. Phys.", 1964, v. 35, p. 1049. Busch G. e. a. "Phys. Lett. *, 1964, v. 11, p. 100. Busch G. e. a. "Phys. Lett.", 1965, v. 15, p. 301. Owen J. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 138. Henshaw D. G., Brockhouse B. N. "Bull. Amer. Phys. Soc", 1957, v. 2, p. 9. Ross J. S., Lam D. J. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1451. Smith H. G., Bacon G. E. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 979. Busch G. e. a. "Phys. Lett.", 1965, v. 14, p. 262. Sekizawa K. "Phys. Lett.", 1964, v. 11, p. 216. Holmes L., Schieber M. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 968. Me Guire T. R.e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 981. Smith H. G. e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 1047. Keen B. e. a.."J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 1120. Юдин В. М., Гаврилишина А. И. «Физика твер- твердого тела», 1965, т. 7, с. 3435. Wolf W. P. e. a. "J. Phys. Soc. Japan", 1962, v. 17, S. B-l, p. 443. Herpin A. e. a. "Compt. rend. Acad. Sci," 1964, v. 259, p. 2416. Маковецкий Г. И., Сирота И. Н. «Докл. АН БССР», 1965, т. 9, с. 15. Wassher J. D. Intern. Confer. Semicond. Phy- Physics, Paris, 1964, p. 1269. Cable J. W. e. a. "Phys. Rev.", 1962, v. 125, p. 1860. Tsujikawa I., Kanda E. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 22. Takeda K-, Kawasaki K. "J. Phys. Soc. Japan", 1971, v. 31. p. 1026. Matsuura M. e. a. "J. Physiq.", 1971, Cl-157. Callagher P. K., McChesney J. В., Buchanan D. N. "J. Chem. Phys.", 1964, v. 41, p. 2429. «Yelon W. В., Cox D. E. "Phys. Rev. ", 1972, v. B6, p. 204. К рей нес Н. М., Шальникова Т. А. «Журн. экспе- эксперим. и теор. физ.», 1970, т. 58, с. 522. Cash ion J. D. "Proc. Roy. Soc. (London)", 1970, v. A 318, p. 473. Miedema A. R., "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-305. Cooke A. H., Martin D. M., Wells M. R. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-488. Madhav Rao L., Satya Murthy N. S. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-617. Петров М. П., Смоленский Г. А. «Физика твердого тела», 1965, т. 7, с. 2156. Goodenough J. В., е. a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-622. Bertaut E. F. e. a. "J. Appl. Phys.", 1966, v. 37, p. 1038. Elmalen D., Fruchart D., Joubert J.C. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-741. Eibschiitz M. e. a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-759. Cox D. E. e. a. "J. Appl. Phys.", 1970, v. 41, p. 943. Scharenberg W., Will G. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-855. Fruchart D. e. a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-876. Takayanagi S., WatanabeT. "J. Phys. Soc. Japan", 1970, v. 28, p. 296. Boucher В., Sougi M., Mile Whuler. A. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-853. f Hutchings M. T. e. a. "Phys. Rev.", 1969, v. 188, p. 919. 632
236. Wolfers P., Bacmann M., Bertaut E. F. "J. Physiq." 1971, v. 32, p. Cl-859. 237. Bacmann M. e. a. "J. Appl. Phys.", 1969, v. 40, p. 1131. 238. Skalyo J., Shirane Jr. G., Birgeneau R. J. "J. Phy- Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-882. 239. Minkiewicz V. J., Cox D. E., ShiraneG." J. Physiq." 1971, v. 32, p. Cl-892. 240. Blote H. W. J., Huiskamp W. J. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-1005. 241. Penney Т., Kasuya T. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1403. 242. Me Guire T. e. a. "J. Appl. Phys.", 1969, v. 40, p. 1009. 243. Busch G., Stutius W., Vogt O. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1493. 244. Van Toll M. W., Matsuura M., Poulis N. J. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-943. 245. Nagamiya Т., Hiyamizu S. 'J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-972. 246. Brown J. D.e.a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p.Cl-974. 247. Ayant, Y., Belorizky E., Tcheou F. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-1022. 248. Rossat-Mignod J. e. a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-1031. 249. Miura S. e. a. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-1124. 250. Sanina V. A. e. a. "J. Physiq.", 1971. v. 32, p. Cl-1149. 251. Forstat H., Bailey P. Т., Ricks J. R. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1559. 252. Nereson N., Arnold G. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1625. 253. Olivera N. F. e. a. "J. Appl. Phys;", 1971, v.42, p. 1783. 254. Pernet M., Elmaleh D., Joubert J. "Solid. State Comm.", 1970, v. 8, p. 1583. 255. Беликов Л. В., Рудашевский Е. Г., Селезнев В. Н. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1972, т. 36, с. 1531. 256. Kuznietz M. "J. Appl. Phys.", 1971, v. 42, p. 1470. 257. Kunnman W. e. a. "J. Phys. Chem. Sol.", 1968, v. 29, p. 1359. 258. Beckmann V. e. a. "Phys. St. Sol.", 1968, v. 29, p. 781. 259. Lee K. N. e. a. "Phys. Rev. B", 1970, v. 2, p. 4580. 260. Forstat H. e. a. "Phys. Rev.", 1966, v. 145, p. 406. 261. Gonzalo J. A., Cox D. E., Shirane G. "Phys. Rev.". 1966, v. 147, p. 415. 262. Eisenstein J. C, Hudson R. P., Mangum B. W. "Phys. Rev.", 1965, v. 137, p. A—1886. 263. Shachar G., Makovsky J., Shaked H. "Solid State Comm.", 1971, v. 9, p. 493. 264. Fischer E., Gorodetsky G., Horneich R. M. "Solid State Comm.", 1972, v. 10, p. 1127. 265. Holmes L. M., Ballman A. A., Hecker R. R. "Solid State Comm.", 1972, v.ll, p. 409. 266. N0rlund Christensen A., Oliver G. "Solid State Comm." 1972, v. 10, p. 609. 267. Bloembergen P., Franse J. J. M. "Solid State Comm." 1972, v. 10, p. 325. 268. Yee J. H., Chau H. H. M. "Phys. Lett.", 1970, v. 32A, p. 441. 269. Adachi K-, Sato K-, Takeda M. "J. Appl. Phys.'% 1968, v. 39, p. 900. 270. Grant R. W. e. a. "J. Appl. Phys.", 1968, v. 39, p. 1122. 271. Wolf W. P., Meissner H., Catanese С A. "J. Appl, Phys.", 1968, v. 39, p. 1134. 272. Becerra С. С. е. a. "Phys. Lett.", 1972 v. 40 A, p. 203. 273. Ожог ин В. И. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1963, т. 45, с. 1687. 274. Tsubokawa 1. "J Phys. Soc. Japan", 1959, v. 14, p. 196. 275. Чечерников В. И. и др. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1968, т. 55, с. 151. 276. Адамяи В. Е., Логинов Г. М. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1966, т. 51, с. 1044. 277. Чечерников В. И. и др. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1967, т. 52, с. 854. 278. Robbins M. e. a. "J. Phys. Chem. Solids", 1969, v. 30, p. 1823. 279. Date M. "J. Physiq.", 1971, v. 32, p. Cl-837. 280. Ария С М., Гроссман Г. «Физика твердого тела» 1960, т. 2, с. 1283. 281. Kendrick, Arrot A., Werner S. A. 'J. Appl. Phys.", 1968, v. 39, p. 585. 282. Goodman G. "Phys. Rev. Lett.", 1962, v. 9, p. 305. 283. Paoletti A., Pickart S. J., "J. Chem. Phys.", 1960, v. 32, p. 308. 284. Bosorth R. M. e. a. "Phys. Rev.", 1956, v. 103, p. 572. 285. Stout J. W., Lau H. Y. "J. Appl. Phys.", 1967, v. 38, p. 1472.- 286. Corliss L. M. e. a. "Phys. Rev.", 1960, v. 117, p. 929. 287. Matsumoto K-, Hihara Т., Kamigaichi T. "J. Phys. Soc. Japan", 1962, v. 17, p. 1209. 288. Show A. 1. "Phys. Rev.", 1952 v. 85, p. 365. 289. Cable J. W. e. a. "Phys. Rev.", 1960, v. 118, p. 950. 290. Bosorth R., Kramer V. "J. Phys. Rad.", 1959, v. 20, p. 393. 291. Bizette H., Terrier С "J. Phys. Rad.", 1962, v. 23, p. 486. 292. Frazer B. C, Brown P. J. "Phys. Rev.", 1962, v. 125, p. 1283. 293. Foner S. "Phys. Rev.", 1963, v. 130, p. 183.
V. ОПТИКА И РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ГЛАВА 31 ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ 31.1. ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ Показатель преломления: абсолютный пабС — отно- отношение скорости света в вакууме к фазовой скорости света в данной среде; относительный потн — отношение скорости света в среде II к скорости света в среде I. Показатель преломления зависит от длины волны света. Принято измерять показатель преломления для опре- определенных спектральных линий. Показателю преломле- преломления в этом случае приписывается соответствующий индекс. • Та бл иц а 31.1 Индексы показателей преломления Показатель преломления пА пь пс nD «d пе nF пе пс "h Длина волны. нм 766,5 706,5 656,3 589,3 587,6 546,1 486,1 435,8 434,0 404,7 Обозначение линии по Фраунгоферу А Ь » с р D d е F g С h Элемент, излу- излучающий линию К Не Н Na Не Hg Н Hg н ¦ Hg В табл. 31.2—31.20 приведены значения показателя преломления веществ по отношению к воздуху. Пока- Показатель преломления среды относительно воздуха п, показатель преломления воздуха пвозд и абсолютный показатель преломления па(,с связаны формулой «абс = "возд"- Оптические свойства анизотропных сред характери- характеризуются двумя (для одноосных кристаллов) или тремя (для двуосных) показателями преломления. В одноосных кристаллах по и пе ¦— показатели преломления обыкновенного (по) и необыкновенного (пе) лучей. В таблицах приведены главные значеиия пе> соответствующие направлению в кристалле, перпенди- перпендикулярному к оптической оси. В двуосных кристаллах оба луча, возникающих вследствие двойного лучепреломления, необыкновенные. Оптическая индикатриса двуосных кристаллов (век- (векторная диаграмма, изображающая угловые зависимости оптических свойств тела) представляют собой трехос- трехосный зллипсоид, полуоси которого равны главным пока- показателям преломления кристалла. В табл. 31.2—31.20 использосаны обозначен: я: (tip — пс) — средняя дисперсия; (nD — 1) / (nF — пс ) — nF — nD nF — пе коэффициент дисперсии; ¦ ; ; Пр — Пс Пр — Пс — относительные (частные) дисперсии; V' — Пр Пс ь термооптическая постоянная (средняя для области t = — 60° ~ 20°С), Vc = рс/(пс — 1) — а, где р= dnjdT - приращение показателя преломления при повышении температуры на 1°С; а — коэффициент линейного расши- расширения; ДХ — границы поглощения, ограничивающие спек- спектральную область, для которой пропускание образца толщиной 10 мм составляет не менее 50%. Газы Показатель преломления сухого воздуха пвозд зави- зависит от длины волны света и при давлении Р = ==760 мм рт. ст. и температуре /= 15°С [1] ;=!+¦ 1 106 64,328 + - 29498,1 146—106/ 255,40 1 41 — 10"/Ag I где Хо — длина волны в вакууме, нм. Для других температур и давлений [1] 1 + A,049 — 0,0157f).lQ-ep] 720,883A +0,003661<) 634
г Таблица 31.2 Показатель преломления газов @°С и 760 мм рт. ст.) Газ (пар) Азот Азота закись » окись Аммиак Аргон Ацетилен Бензол Бром Вода Водород » бромистый » йодистый » хлористый Воздух Гелий Дейтерий Кислород Криптон Ксенон Метан Метанол (метиловый спирт; Метил фтористый » хлористый Мышьяк Неон л-Пентан Ртуть Селей Сера » шестифтористая Сернистый газ Серный ангидрид Сероводород Сероуглерод Теллур] » четыреххлористый Углекислота Углерод четыреххлористый Углерода окись Фосфор » треххлористый Фтор Хлор Хлороформ Цинк Этилеи Формула N2 N2O NO NH3 Ar сл СбНб Br2 H2O н2 HBr HI на — He D2 o2 Kr Xe CH4 CHgOH CH3F сн3а As Ne n-C5H12 Hg Se S SFe so2 SO3 H2S cs, Те TeQ4 CO2 CC14 CO P PC13 F2 сна2 Zn CH2=CH2 1,000297 1,000515 1,000297 1,000375 1,000284 1,000606 1,000788 1,001125 ,000252 ,000139 ,000570 ,000906 ,000444 ,000292 ,000035 ,000137 ,000272 ,000427 ,000702 ,000441 ,000586 ,000449 ,000865 .001552 ,000067 ,001701 ,000933 ,000895 ,001111 ,000783 ,000660 ,000737 1,000619 [,001476 1,000991 ,002600 1,000450 ,001768 ,000334 ,001212 1,001730 1,000195 ,000768 1,001455 1,002050 1,000696 Жидкости Таблица 31.4 Показатель преломления жидкостей при 20' С [5| Таблица 31.3 Показатель преломления воды при 20°С |5| Для D-линии Р = — 8 1<Г5 град~г Длина волны. нм 1256,0 678,0 656,3 643,8 589,3 546,1 1,3210 1,3308 1,3311 1,3314 1,3330 1,3345 Длина волиы. нм 508,6 486,1 480,0 404,7 303,4 214,4 1,3360 1,3371 1,3374 1,3428 1.3581 1,4032 Жидкость Анилин Бензнлбензоат Бензол Вода Глицерин Масла гвоздичное кедровое коричное парафиновое прованское Метилацетат Метилен йоди- йодистый Метилсалицилат "D 1,586 1,568 1,501 1,333 1,470 1,532 1,516 1,601 1,440 1,460 1.450 1,737 1,538 Жидкость а-Монобромнафта- лин ПаральдегиД Парафин жидкий Серонодород Скипидар Толуол Углерод четырех- хлорнстый Фосфор (раствор в сероуглероде) Хинолин Хлорбензол Этил коричный Этилсалицилат 1,660 1,405 1,480 1,885 1,470 1,497 1,460 1,950 1,627 1,525 1,559 1,523 Оптические стекла Таблица 31.5 Показатель преломления оптических стекол [2| Для обозначения марок стекол приняты сокращения: К—крон; Ф — флинт; БК — баритовый крон; ЛК — легкий крон; ТК — тяжелый крон; БФ — баритовый флинт; ЛФ — легкий флинт; ТФ — тяжелый флинт; ОФ — особый флинт; КФ — крон-флинт , Марка стекла БК4 БК6 БК8 БК9 БКЮ БКП БК12 БК13 БФ1 БФ4 БФ6 БФ7 БФ8 БФ11 БФ12 БФ13 БФ16 БФ18 БФ19 БФ21 БФ23 БФ24 БФ25 БФ26 БФ27 БФ28 Q 1,5302 1,5399 1,5467 1,5646 1,5688 1,5524 1,5606 1,5594 1,5247 1,5480 1,5696 1,5795 1,5826 1,6222 1,6259 1,6395 1,6709 1,5604 1,5895 1,6140 1,5493 1,6344 1,6076 1,6504 1,6067 1,6641 ? ft. Ь 877 905 871 1012 1015 872 961 915 955 1016 1152 1076 1254 1171 1601 1325 1419 1100 1153 1534 1048 1726 1318 1691 1380 1874 7 Q с 1 60,5 59,7 62,8 56,8 56,0 63,3 58,3 61,1 54,9 53,9 49,4 53,9 46,5 53,1 39.1 48,3 47,3 50,9 51,1 40,0 52,4 .36,8 46,1 38,5 44.0 35.4 О —3,8 -4.4 0,6 -1.3 0,0 —1.1 —3,0 —1,7 —0,1 —2,1 —3,2 0,0 —3,3 0,5 -4,0 0,7 —4,5 -1.3 —1,1 0,3 —2,4 0,5 0,7 3,5 —1,2 6,3 Q с 1 ft. 1 ft. 0,704 0,704 0,702 0,705 0,706 0,702 0,705 0,703 0,706 0,707 0,709 0,708 0,710 0,708 0,714 0,710 0,710 0,708 0,708 0,713 0,707 0,715 0,711 0,714 0,712 0,716 с 1 ft. с 1 0,457 0,457 0,454 0,459 0,459 0,454 0,457 0,456 0,459 0,460 0,463 0,461 0,464 0,461 0,468 0,463 0,464 0,462 0,462 0,467 0,461 0,469 0,464 0,468 0,466 0,470 1 ? с° 1 0,564 0,567 0,560 0,572 0,571 0,559 0,568 0,563 0,573 0,576 0,584 0,576 0,591 0,577 0,603 0,586 0,587 0,580 0,580 0,601 0.579 0.607 0,589 0,604 0,594 0,611 635
Марка стекла К1 К2 КЗ К5 К8 К14 К15 К18 К19 К20 КФ1 КФЗ КФ4 КФ5 КФ6 КФ8 лкз ЛК4 ЛК5 ЛК6 ЛФ1 ЛФ5 ЛФ7 ЛФЮ ЛФП ОФ1 ОФ2 ОФЗ ТК1 ТК2 ткз ТК4 ТК7 ТК8 ТК9 ТК12 ТК13 ТК14 ТЮ6 ТК20 ТК21 ТФ1 ТФ2 ТФ4 ТФ5 ТФ7 ТФ8 ТФ10 Ф1 Ф2 Ф4 Ф6 Ф7 Ф8 Ф13 Q с 1,4982 1,5004 1,5100 1,5110 1,5163 1,5147 1,5335 1,5191 1,5187 1,5263 1,5153 1,5262 1,5181 1,4996 1,5005 1,5332 1 ,4874 1,4903 1,4781 1,4704 1,5406 1,5749 1,5783 1,5480 1,5608 1,5294 1,5538 1,6123 1,5638 1,5724 1,5891 1,6111 1,6137 1,6140 1,6171 1,5688 1,6038 1,6130 1,6126 1,6220 1,6568 1,6475 1,6725 1,7398 1,7550 1,7280 1,6893 1,8060 1,6128 1 ,6164 1,6242 1,6031 1,6232 1,6248 1,6199 о 765 758 805 795 806 849 962 860 841 875 946 1032 879 805 875 1026 696 753 729 704 1145 1392 1407 1195 1199 1022 1140 1389 928 996 962 1095 1090 1114 1142 904 996 1012 1050 1097 1285 1912 2087 2628 2743 2570 1285 3178 1659 1684 1738 1590 1689 1757 1706 Пр о д о л ж 7 Q С и с 1 ft. 65,1 66,0 63,4 64,3 64,1 60,6 55,5 60,4 61,7 60,1 54,5 51,0 58,9 62,1 57,2 52,0 70,0 65,1 65,6 66,8 47,2 41,3 41,1 45,9 46,8 51,8 48,6 44,1 60,8 57,5 61,2 55,8 56,3 55,1 54,0 62,9 60,9 60,6 58,3 56,7 51,1 33,9 32,2 28,2 27,5 28,3 31,1 25,4 36,9 36,6 35,9 37,9 36,9 35,6 36,3 ш о -2,0 0,6 —3,3 —1,4 —2,2 1,5 —2,6 0,4 —2,8 0,2 0,1 —2,2 0,6 0,5 1,9 — 1,7 —10,7 2,8 Q 7 —8,6 —5,4 0,6 —0,4 —3,0 — 1,2 0,4 —3,0 —0,3 —0,7 —1,0 0,2 1,7 —2,3 0,2 —1,4 —0,9 —2,3 -3,0 —3,5 —3,4 —2,7 —3,8 0,7 1,6 1,6 —3,5 0,6 2,8 0,9 . 0,0 0,7 —1,1 0,3 —8,4 1,0 е н Q ft. с и е о с 1 0,700 0,700 0,702 0,701 0,701 0,703 0,706 0,703 0,703 0,704 0,705 0,708 0,703 0,702 0,704 0,707 0,699 0,707 0,698 0,700 0,709 0,712 0,712 0,710 0,710 0,706 0,708 0,708 0,703 0,705 0,702 0,707 0,705 0,707 0,707 0,702 0,703 0,704 0,704 0,705 0,708 0,716 0,717 0,719 0,720 0,719 0,717 0,721 0,714 0,714 0,715 0,714 0,714 0,715 0,714 та с 1 ь. с б/ о с 1 ь. с 0,453 0,452 0,454 0,454 0,454 0,455 0,459 0,455 0,455 0,456 0,459 0,461 0,456 0,455 0,458 0,460 0,452 0,452 0,451 0,452 0,462 0,466 0,466 0,464 0,463 0,459 0,461 0,461 0,456 0,458 0,455 0,459 0,458 0,460 0,460 0,454 0,456 0,456 0,457 0,459 0,462 0,471 0,472 0,475 0,475 0,474 0,472 0,477 0,468 0,468 0,469 0,468 0,468 0,470 0,469 . 31.5 & 1 о с с 1 ь. с 0,553 0,555 0,560 0,557 0,557 0,562 0,572 0,564 0,563 0,565 0,574 0,580 0,565 0,562 0,568 0,579 0,553 0,553 0,553 0,553 0,588 0,598 0,599 0,592 0,588 0,574 0,582 0,583 0,563 0,569 0,562 0,572 0,570 0,572 0,575 0,559 0,565 0,564 0,569 0,571 0,580 0,613 0,617 0,628 0 630 0,627 0,619 0,636 0,607 0,608 0,608 0,604 0,607 0,610 0,608 Кварц Таблица 31.6 Показатели преломления кристаллического и плавленого кварца прн 18°С [3] Длина волны, ни 185,467 193,583 200,06 202,55 204,448 211,07 214,439 219,462 226,503 231,288 242,796 250,329 257,304 263,155 274,867 291,358 303,412 312,279 325,253 340,365 358,68 396,848 404,656 410,174 434,047 435,834 467,815 479,991 486,133 508,582 518,362 533,85 546,072 579,066 587,563 589,29 627,82 643,847 656,278 667,815 670,786 706,520 728,135 766,494 794,763 844,67 1000,00 1014,06 1083,03 1200,00 1300,00 1400,00 1529,61 1600,0 1800,0 2058,20 2500,0 3000,0 Элемент, излучающий лннию А1 А1 Аи Zn Аи Аи Cd Cd Cd Cd Аи Аи Cd Al Cd Аи Sn Аи Cd Cd Al Ca Hg H H Hg Cd Cd H Cd Mg Cd Hg Hg He Na Аи Cd " H He Li He He К Rb О Hg h! . Hg He Кварц Кристаллический о-луч 1,67578 1,65999 1,64927 1,64557 1,64288 1,63432 1,63039 1,62497 1,61818 1,61401 1,60525 1,60032 1,59622 1,59309 1,58752 1,58098 1,576955 1,57433 1,570915 1,56747 1,563915 1,55813 1,557156 1,556502 1,553963 1,553790 1,551027 1,550118 1,549683 1,548229 1,547651 1,546799 1,546174 1,544667 1,544316 1,544246 1,542819 1,542288 1,541899 1,541553 1,541466 1,540488 1,539948 1,539071 1,538478 1,537525 1,53503 1,53483 1,53387 1,53232 1,53102 1,52972 1,52800 1,52703 1,52413 1,51998 1,51156 1,49962 е-луч 1,68997 ,67343 1,66227 1,65842 1,65562 1,64671 1,64262 1,63698 1,62992 1,62559 1,61650 1,61139 1,60714 1,60389 1,59813 1,59136 1,58720 1,584485 1,58095 1,577385 1,573705 1,56772 1,56671 1,566031 1,563405 1,563225 1,560368 1,559428 1,558979 1,557475 1,556887 1 555996 1,555350 1,553791 1,553428 1,553355 1,551880 1,551332 1,550929 1,550573 1,550483 1,549472 1,548913 1,548005 1,547392 1,54640 1,54381 1,54360 1,54260 1,54098 1,53962 1,53826 1,53646 1,53545 1,53242 1,52814 1,51950 1,50700 Плавленый 1,57436 1,55999 1,54727 . 1,53386 1,52907 1,52308 1,51941 1,50745 1,50379 1,49617 1,48594 1,47867 1,47061 1,46968 1,46690 1,46675 1,46435 1,46355 1,46318 1,46191 1,46067 1,46013 1,45845 1,45674 1,45640 1,45517 1,45340 . > 636
Кристаллы Таблица 31.7 Показатель преломления одноосных кристаллов для D-mtmiK [2] Таблица 31.10 Показатель преломления NaF (внллиолеит) при 20°С [2] nD — 1 nD = 1,3255, -—=г-^- = 85,2 Вещество Берилл (изумруд) Корунд (сапфир, рубин) Турмалин о-луч 1,581 1,769 1,669 е-луч 1,575 1,760 1,638 Длина волны, нм 240,0 248,3 253,6 265,4 280,4 302,2 313,2 366,3 404,7 - п ,3579 1,3550 1,3533 1,3500 1,3465 1,3423 1,3406 1,3348 1,3319 Длина волны. нм 486,1 546,1 587,6 589,3 656,3 728,1 768,2 1083,0 ,3282 ,3264 ,3255 ,3255 ,3244 ,3235 1,3232 1,3213 Таблица 31.8 Три главных значения показателя преломления двуосных кристаллов для /)-линии [2] Вещество Арагонит Барит Гипс Калий азотно- азотнокислый Слюда 1,590 1,637 1,5205 1,335 1,561 1,681 1,631 1,5226 1,506 1,590 1,686 1,649 1,5296 1,500 1,594 Таблица 31.11 Показатель преломления CaF2 (флюорит) при 18 С [4, 5] Йд —1 по = 1,4338; рй = — 1,04-10~6 град'!; п _п = =95,3; ДХ= 170 — 9000нм; а~2-Ю~ъ град'1; р = 3,2 г/см3, влагоустойчив Таблица 31.9 Показатель преломления LiF при 20С [2, 4] nD = 1,3920 B0°С); Ро = — 12,7-10-е градП; (nD — \)l(nF — пс ) = 99,3; ДХ = 160 -~ 6300 нм; а = 4,1 ¦ 10 град*1; р = 2,6 г/см3; влагоустойчив Длина волиы. нм 185,2 214,4 303,4 404,7 480,0 486,1 508,6 546,1 589,3 643,8 656,3 П. 1,5099 1,4846 1,4534 1,4415 1,4369 1,4371 1,4362 1,4350 1,4339 1,4327 1,4325 Длина волны. нм 670,8 1256,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0 4000,0 5000,0 6000,0 8000,0 п ,4323 ,4275 ,4263 ,4239 ,4211 ,4179 1,4097 1,3990 .3856 1,3499 Таблица 31.12 Длина волиы. нм 240,0 248,3 253,6 265,4 280,4 302,2 313,2 366,3 404,7 486,1 546,1 587,6 589,3 п 1,4220 1,4194 1,4179 1,4150 1,4119 1,4082 1,4067 1,4012 1,3985 1,3948 1,3930 1,3921 1,3920 Длина волиы, нм 656,3 728,1 768,2 1083,0 1200,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0 4000,0 5000,0 6000,0 п 1,3909 1,3898 1,3893 1,3866 1,3856 1,3832 1,3788 1,3733 1,3666 1,3495 1,3267 1,2975 Показатель преломления BaF2 при 20°С [4] nD = 1,4775; ро = — 1,52 • 10 град'1; 81,4; ДХ = 230 — 12 000 нм; nD nD —1 nF— пс nF— пс = 1,8-10~5 град'1; р = 4,8 г/см3, влагоустойчив Длина волиы, нм 1000 1200 1500 2000 2500 3000 1,4686 1,4675 1,4663 1,4647 1,4630 1,4612 Длина волиы. нм 4000 5 000 6000 8 000 10 000 1,4570 1,4511 1,4441 1,4259 1,4014 637
Таблица 31.13 -1 Показатель преломления NaCl при 18°С [4, 5] .,) nD = 1,5442; pD = — 3,6-10 град-1; nD — 1 = 42,7; ДХ = 200 — 17 000 нм; а = 4,2-10-5 град'1; р = Длина волны, нм 185,2 214,4 303,4 404,7 480,0 486,1 508,6 546,1 589,3 643,8 656,3 670,8 1000 п ,8933 ,7322 ,6085 ,5665 ,5541 ,5534 ,5509 ,5475 1,5443 1,5412 1,5407 1,5400 1,5322 •з ^ 2,2 г/см3, влагонеустоичив Длина волны. нм 1200 1500 2000 2 500 1 3000 4 000 5000 6000 8 000 10 000 12 000 15 000 п 1,5302 1,5284 1,5268 1,5255 1,5244 1,5220 1,5190 1,5155 1,5066 1,4949 1,4801 1,4515 f ->¦ Таблица 31.14 Показатель преломления КС1 (сильвин) при 18°С [4, 5] nD = 1,4902; pD = —3,3 • 10~5 град-1; nD — 1 = 43,9; ДХ = 200 — 21 000 нм; пр — пс t— 3,7-10"~5 град'1; р = 2,0 г /см3, влагонеустоичив Длина вдлны, нм 185,2 214,4 303,4 404,7 480,0 486,1 508,6 546,1 589,3 643,8 656,3 670,8 1000 п 1,8270 1,6618 1,5440 1,5097 1,4990 1,4983 1,4961 1,4931 1,4904 1,4877 1,4872 1,4866 1,4799 Длина волны, нм 1200 1500 2000 2 500 3 000 4000 5 000 6000 8000 10000 12 000 15 000 20 000 п 1,4779 1,4769 1,4754 1,4745 1,4736 1,4721 1,4704 1,4684 1,4633 1,4570 1,4480 1,4320 1,3938 Таблица 31.1 Показатель преломления КВг при 20°С [4] nD = 1,5600; pD = —4,0- Ю-5 град'1; nD — 1 =33,5; ДХ = 210 — 28000 нм; i nF—nc a=3,8-10~E Длина волны. нм 240,0 248,3 253,6 265,4 280,4 302,2 313,2 366,3 404,7 486,1 546,1 587,6 589,3 656,3 728,1 768,2 град 1; р = п 1,7576 ,7330 ,7198 ,6950 ,6713 ,6460 ,6361 ,6039 ,5899 ,5719 ,5641 ,5601 1,5600 ,5552 1,5516 1,5501 2,8 г/см3, влагонеустоичив Длниа волны. нм 1000 1200 1500 2 000 2 500 3000 4 000 5000 6 000 8 000 10 000 12000 15 000 20000 25 000 п 1,5445 1,5421 1,5399 1,5383 1,5374 1,5368 1,5357 1,5345 1,5332 1,5302 1,5264 1,5217 1,5129 1,4926 1,4642 Таблица 31.16 Показатель преломления КРС-5 (состав: 42% TIBr, 58% ТН) при 20°С [4] nD = 2,6150; рл = — 2,5 • Ю-4 град'1; ДХ = 500 — 36000 ни; а =7,0-10-» град-1; р = 7,4 г/см3; влагоустойчив Длина волны. нм 1000 1200 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000 п 2,4474 2,4258 2,4089 2,3962 2,3903 2,3869 2,3841 2,3810 2,3791 Длина волны, нм 8000 10 000 12 000 15 000 20 000 25 000 30 000 40 000 п 2,3757 2,3719 2,3673 2,3592 2,3417 2,3186 2,2896 2,2113 Таблица 31.17 Показатель преломления Csl при 20°С [4] nD = 1,7874; Рд = — 9,9- 10~s град'1, f nD — 1 • = 24,0; ДХ = 290 Ч- 52 000 нм; —П, а = 4,9-10~5 град1; р — 4,5 г/см3; влагонеустоичив Длина волны. нм 1000 1200 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000 п 1,7576 1,7530 1,7494 1,7465 1,7451 1,7444 1,7434 1,7427 1,7421 Длииа волиы, нм 8000 10000 12000 15 000 20000 25 000 30000 40 000 50 000 п 1,7409 1,7395 1,7378 1,7347 1,7280 1,7192 1,7077 1,6785 1,6369 638
Таблица 31.18 Показатель преломления полевого (исландского) шпата [5] Длниа волны, нм 214,4 303,4 404,7 480,0 486,1 508,6 546,1 о-Луч 1,8459 ,7196 1,6813 ,6686 ,6678 1,6653 ,6616 е-Луч ,5600 ,5136 ,4969 ,4911 ,4907 ,4895 [,4879 Длина волны, нм 589,3 643,8 656,3 670,8 1256 2172 о-Луч 1,6584 1,6550 1,6544 1,6537 1.6388 1,6210 е-Луч 1,4864 1,4847 1,4846 1,4843 1,4782 1,4746 Различные материалы Таблица 31.20 Оптические постоянные металлов и полупроводников [б] п — показатель преломления; k— показатель поглощения? n* = n(l+ift). Прохождение света через проводящие вещества определяется соотношением / = /0 ехр (—4-imdk/X), где й — толщина поглощающего слоя; п и k — оптические постоянные для длины волны \ Таблица Показатель преломления М при 20'С [2| nD — 1 nD = 1,67; = 23,2 31.19 Длина волиы, нм 248,3 253,6 265,4 280,4 302,2 313,2 366,3 404,7 п 2,0548 2,0116 1,9424 1,8837 1,8277 1,8071 1,7442 1,7184 Длина волиы, нм 486,1 546,1 587,6 589,3 656,3 728,1 768,2 1083 п ,6866 ,6731 ,6665 ,6664 1,6581 1,6520 1,6494 1,6381 Вещество Й Аи Со Си Fe In Mo Na* Nb Ni Pb Pt Si* Sn Ti V W Zn Ь=500 нм n 0,11 0.50 0.50 • 1.56 1,06 1,46 3,15 0,05 2,13 1,54 1,70 1,76 4,24 0,78 2,10 2,65 3,31 — k 26,73 9.18 4.08 2,20 2,55 2,17 1,18 52,2 1.44 2.01 1,94 2,04 0,114 4,90 1,34 2,56 0,89 — X=5000 нм n 2.4 6,7 3,3 4,3 3,1 4,20 9,8 4,25 8,0 4,95 9.0 7,6 8,5 3.4 6.6 3,48 3,8 k 14,17 5,61 10,67 3,40 10,58 2,98 3,29 5,62 3,46 3,74 2,75 2,66 3,35 2,76 2,65 6,09 6,89 * Оптические характеристик-! относятся к >.=589,3 нм. 31.2. КОЭФФИЦИЕНТЫ ОТРАЖЕНИЯ. ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Коэффициентом отражения называют отношение потока излучения, отраженного данным телом, к падающему потоку. "- Таблица 31.21 Коэффициент отражения света (при нормальном падении) от полированных металлических поверхностей [5], % Длина волиы нм { 188 200 251 288 305 316 326 357 385 420 ( 450 500 550 600 650 700 800 1000 2000 3000 4000 5000 7000 -. 9 000 • 11000 12000 14 000 Магналий (А 1—69%, Mg—3!%) 53 56 67 69 77 81 83 83 83 84 89 . 92 Медь — 25 9 24,3 25,3 24,9 27,3 28,6 32,7 37,0 43,7 47,7 71,8 80,0 82,4 88,6 90,1 95,5 97,1 97,3 97,9 98,3 98,4 98,4 — 97,9 Олово — — — — — 54,0 60,0 68,6 71,7 ¦ 76.7 86,3 87.0 86,9 —¦ Платина 35 38 33,8 38,8 39,8 41,4 43,4 45,4 51,8 54,7 58,4 61,1 64,2 66,5 69,0 70,3 72,9 80,6 88,8 91,5 95,4 95,6 — 96,4 Родни — — — — — 76,0 — — — 81,0 84,0 91,0 92,0 . 92,5 93.0 93,5 94,5 — — Сталь (Fe-99%, С-1%) 22,0 27,0 38,0 — 44,0 — 50,0 — 55,0 56.0 56,0 ¦57,3 58,0 58,0 63 77 83 88 93 — 95 Хром 33 36 32 — 37 — — 41 — — — 55 — — — 56 — 57 63 70 76 ' 92 93 — — Циик — — — — — — — — 54 55 56 57,5 — 61 61,5 69,0 94,0 95,5 j 97,2 97.2 98.1 98,3 — 639
100 *X 90 | 80 \ 70 I 60 I 5D \ ^° |? 20 10 0 100 so 80 70 60» 50 40 SO 20 10 0 РЪ J [иг ca 1 J] j t t f \$ l< I r Sn zn ¦ f M cr - да с 9 rf Tel f / Bi \ 4 _..Л юлличеекий) К i ь " 1 о & -86 г/ У - / о' Л?. / 1 N t- ri * та//*'] w •j fpaqiurn ¦y у X Xo-i э щ 5 67891Q-1 5 6789f о- о -< / J ; / X /р f/ 1" ¦/ *\ fie sOf( ¦a f -pOO-n W 100 90 ^ ВО i - % 50 1 ™ §¦ 30 %. 20 I 10 4 5 6 789t(f2 2 3 4 5 6789{0-t 2 3 4 5 6789j 4 5 6 789f0-? 2 3 4 5 4 5 678910-2 2 3 4 5 Длина волны, им Рис. 31.1. Коэффициент отражения света для металлов и графита [7]. 1 \caFt uf I/Yil ft/ / — - --- ее — . —— Si - — 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Длина волшА^НМ 1.2. Коэффициент отражения для LiF; CaFa; Ge н Si [8]. 640
Таблица 31.22 Коэффициент отражения света от тонких стеклянных полированных пластинок [5], % Учтены обе поверхности н ннутренние отражения. Рас- Рассчитано для желтых лучей с показателем преломления nD | Угол паде- падения, град 0 10 20 30 40 50 60 70 nD 1.50 7,8 7,8 8,0 8,0 8,6 10,4 15,2 27,3 1,55 8,8 8,8 8,9 9,1 9,8 11,6 16,3 28,1 1,60 10,2 10,2 10,3 10,4 11,1 12,7 17,4 28,9 1.65 11,3 11,3 11,4 11,4 12,2 13,9 18,4 29,6 1,70 12,6 12,6 12,7 12,8 13,4 15,1 19,4 30,2 пользуют для расщепления луча, так как поглощение света в пленке очень мало по сравнению с поглощением полупрозрачными слоями металла. Таблица 31.23 Показатель преломления материалов, используемых для отражающих покрытий Отражение света значительно уменьшается, если отражающую поверхность покрыть «неотражающей» пленкой; в этом случае поверхность становится «про- «просветленной». При нормальном падении света оптическая толщина пленки должна ранняться четверти его длины волны, а показатель преломления вещества пленки — корню квадратному из показателя преломления стекла, на которое она наносится. Эффективность пленки зависит от того, насколько ныполняются данные усло- условия; на практике для одной пленки отражение света обычно уменьшается приблизительно на 1%. Наиболее часто для просветления употребляют фтористый магний (Лр = 1,390). Можно также увеличить отражение, нанося на поверхность стекла пленку толщиной, рав- равной одной четверти длины волны, из материала с боль- большим коэффициентом отражения, например из сернистого цинка или днуокиси титана. Такой прием обычно ис- Материал А12О3 Ge GeO2 MgF2 NaAlF2 Si SiO SiO2 Si2O3 TiO2 ZnS ZrO2 Показатель преломле- преломления 1,69 4,0 2,30 1,38 1,35 3,40 1,85 1,45 1,55 2,30 2,30 2,1 Области длин волн, в которых используется материал, нм 200—7000 1300—35 000 400—5000 200—5000 200—10 000 900—8000 800—7000 200—8000 300—8000 400—12 000 140—15 000 250—7000 31.3. ОБЛАСТИ ПРОЗРАЧНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОГЛОЩЕНИЯ Коэффициент пропускания есть отношение потока излучения, прошедшего через данное тело, к падающему потоку излучения. Коэффициент поглощения есть отношение потока излучения, поглощенного телом, к падающему на него потоку. j В области прозрачности проходит не менее 50% светового потока, а область непрозрачности характе- характеризуется поглощением светового потока до 90% и бо- более. Таблица 31.24 Пропускание газовых фильтров в вакуумном ультрафиолете [9] Области относительной прозрачности и относительной непрозрачности газов даны для температуры газа 0°С и давления 760 мм рт. ст. Газ СС14 CClaF2 СН4 с2н4 с3н8 СН3—СН СН3Вг СН3С1 со2 С12 csa NH3 N2O SO2~ Толщина фильтра, см 0,0025 0,0025 0,025 0,025 0,1 0,1 0,05 0,1 0,5 0,1 0,5 0,1 0,1 0,025 0,1 Область относительной прозрачности, нм 116—120; >155 120,0—123,0; >137,5 140 185 160 166 152,5—157,5; >180 142,5—146; >185 117,5—125; >165 Около 12 полос прозрачности между 117 и 131. Одна полоса прозрачна для лаймановской линии водорода; )>145 Около Ю полос прозрачности между 153 и 178; > 220. 160—170; > 230 Около 10 полос прозрачности между 145 и 170; > 215 120—122; >153 162,5—175; > 225 Область относительной непрозрачности, нм 122—133; <115 123,5—132,5; < 119,5 <137,5 <175 <157,5 <164 161—177,5; <152 147,5—161; <142 • 130—155; <115 180—210; < 152 180—220; <157,5 170—205; <142,5 122—135; <119 180—215; <159 641
2000 1000 2000 1000 60 I- 100 75 50 25 J 98°K / -У/ /'Я У 293°I К 250 200 150 100 50 Рис. 31.3. Пропускание кристаллического кварца тол- толщиной Ъ мм в инфракрасной области [101 Vsi 1/1 Ail "^ -ЛЛ 1 1 A II ill II iwl/ II 1А "л, I 1 It \ Л.<| л Да.. k Al 1/ l/ 1 f i/A/' Й4- 1 80 iooo 100 10 85 90 95 ПО 150 1G0 170 100 105 L 1 t 0,01 100 110 115 120 ' 125 130 135 Длина 6om?i, им 175 180 185 190 Рис.31.4. Коэффициент поглощения вакуумного ультрафиолета молекулярным кислородом в области 60—190 нм [11, 12J. 642
Таблица 31.25 Области прозрачности некоторых веществ Числа в скобках означают коэффициент пропускания в процентах для соответствуют их значений длив волн и толщины слоя материала Вещество Бромистый калий КВг » цезий CsBr Вода дистиллированная » » » » Викор Германий ГиПГ L Mllt~ Двуокись титана (рутил) Йодистый калий К1 » цезий Csl Исландский шпат Канадский бальзам Кварц кристаллический » » » плавленый Корунд А12О3 Кремний кристаллический КРС-5 КРС-6 Окись магния-алюминия синтетическая MgO-3Al2O3 Оконное стекло » » Полиметилметакрилат » » Стекло оптическое БКЮ » » К 8 » » ТК 16 » » ТФ 1 » » ТФ 5 » » Ф 1 Слюда Тефлон Тефлон (CF2—CF2)n Титанат стронция SrTiO3 Топаз Флюорит CaF2 _ Фтористый барий BaF2 » кадмий CdF2 » литий LiF » натрий NaF (виллиолент) Хлористый калий КС1 » натрий NaCl » серебро AgCl Толщина, мм 10 5 20 40 80 2 2 1 1 6 0,83 10 —. 0,1 5 10 10 1 0,5 10 — — 1 3 2,5 5 10 10 10 10 10 10 10 0,01 0,006 1,81 1 1 5 10 10 5 5 10 1 10 10 5 Граница, нм коротковолновая 210 E0) — 188 E0) 192 E0) 202 E0) 223 E0) 1800 B0) 161 420 D0) 250 290 E0) 200 330 185 E0) 193—200E0) 194 E0) 145 C0) 1500 A0) 500 — 200 316 E0) 330 E0) 322 E0) 338 E0) 350 E0) 330 E0) 320 E0) 350 E0) 360 E0) 380 E0) 34С E0) 280 168 100 000 F5) — 153,7 135 E0) 157—170E0) 230 E0) 180 B0) 107 E0) 142—160E0) 200 200 E0) 200 E0) длин новолновая 28 000 E0) 40 800 E0) — — — 15 000D0) 6 000A0) 42 000 E0) 52 000 E0) 2000 — — 3 600 E0) — 6 000 E0) 20 000 D5) 36 000 E0) 30 000 D5) 6 000 — — — — — 2 600 E0) 2 600 E0) 2 600 E0) 2 700 E0) 2 700 E0) 2 700 E0) — — > 600 000(90) 7 000A2) — — 9 000 E0) 12 000E0) 10 000F0) — 6300E0) 16 000A0) 21 000 E0) 17 000E0) 25 000 C5) Литература [4] [81 [131 [13] ИЗ] Пзд [8] [9] [14] [5, 8] [81 [5] [5] [13] [4 13] [13] [8, 13] [8] - [4] [8] [5] [IS [15 [is [IS [is [4 [4 [4 4 4 4 5 9 8 [8 [9 ! ! [13] [4, 13} [4] [8] [13] [4, 13] [8] [4] [4] [8] 31.4. ИЗЛУЧЕНИЕ Излучение абсолютно черного тела Постоянная Стефана — Больцмана = E,6698 + 0,0011) X 15c2ft3 154 X Ю~5 эрг ¦ см~2 • сек'1 ¦ град'*. Энергетическая светимость абсолютно черного тела F равна полному потоку излучения (в сторопу внешней нормали) с единицы поверхности при абсолют- абсолютной температуре Т за единицу времени: f = aT4. Интенсивность излучения абсолютно черного тела В = (о/я) Г4 = 1,8048 • 10-5Г4 эрг ¦ смТ* • сек-1 ¦ cmep~i X д'1 X град'1. 643
Плотность излучения внутри полос- т и при температуре Т и = Dа/с) Г4 = 7,565 ¦ 10~1бГ4 эрг-см~3 • град'1. В среде с показателем преломления п Такие же поправочные множители вводятся в фор- формулу Планка; п есть функция частоты или длины волны- /ь ,/tt . Постоянная фотонного потока равна р= 15,10611с/с|= 1,5210- Юн фотон-см~2-сек'1-град-3. Фотонный поток с единицы абсолютно черной поверхности ¦ Поляризация. Излучение абсолютно черного те- тела неполяризовано, однако интенсивность линейно поля- поляризованного излучения в ныбранном направлении сос- составляет половину значения, вычисленного по приве- приведенным выше формулам. Функция Планка (отнесенная к единичному интер- интервалу длин волн) (с/4) ых = 7tfix = Fx = 2яЛс2Х-5/( e-fcf/*xr — 1) = = с,Х-5/( ес*/хг - 1); d = 2rthc2 = C,7403 ± 0,0002) • 10~5 эргсм2/сек; с2 = hc/k = A,43868 ± 0,00001) см-град; (L = с2 lg e = 0,62481 см-град, где вх , Вх и Fx -соответственно плотность излуче- ния, интенсивность и энергетическая светимость в еди- единичном интервале длин волн. Функция Планка (отнесенная к единичному интервалу частот) ГХ„акс = 0,2014052с2 = @,28975 ± 0,00003) см-град; ^¦ыакс — длина волны, соответствующая максимуму фотонного излучения ГХ„акс = 0,2550571с2 = @,36694 ± 0,00003) см град; vMaKc — частота, соответствующая максимумам функций /% или fiv : Тс/чм&кс = 0,3544290с2 = 0,50990 ± 0,00004 см-град. Таблица функции Планка дает: х Fq—I — \ Fx dX в долях Fo_m (обозначенного ранее F)i Хмакс» N0_x — | Nx dk » » /V0_co (обозначенного ранее /V); » » /V » » F Приближенные выражения для больших и малых Длин волн даются как функции * = с2/ХГ = fa/kT. Абсолютные значения можно получить, используя следующие данные: F0-co = 6,493939с, G7с2)" = = 5,6698 • 10~5 Г4 эрг/(см2 ¦ секУ ¦ град*); (с/4) ы, == tiBv = Fv = e-ftv/*r - l) . Закон распределения фотонов Nr = 2ticX-4/( ес*/Х7 — 1); N, = / */*- = 1,287 • 10r5 эрг/(см3 ¦ сек1 - Ддя х в мик и г = 1ООООсК Р , оо„ 1Г11„ , FXM3KC = ».287 ¦ 10» эрг/(сЛ2 . сек ¦ мкм) %-со = 15,10611с (Г/с2K = = 1,5210 • 10ЧГ3 фотон/ (см2 ¦ сек ¦ град3); N-. = 30,03263с (Г/с,L = лмакс = 2'1018 - lorLT* Фотон/(см3 ¦ сек ¦ град*); I /Vx и Wv ¦—количество фотонов, испущенных во всех направлениях площадкой 1 см2 за 1 сек, в единичном интервале длин волн (частот)]. Закон Вина. Длина волны Хмакс соответствует мак- максимумам функций Fx илиВх: 644 = 5,956 - 10-1вГ3 эрг/(см* - град3). В единицах волнового числа при Т= 10 000°К Fv макс =1,7856-10' эрг/(см-сек).
Таблица 31.26 W, см-град 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,0 3,0 4,0 5,0 10 20 50 100 x = r,/W Большие х t 143,85 71,925 47,950 35,962 28,770 23,975 20,550 17,981 15,983 14,385 11,988 10,275 8,9906 7,9917. 7,1925 5,7540 4,7950 4,1100 3,5962 3,1967 2,8770 2,3975 2,0550 1,7981 1,5983 1,4385 1,1988 1,0275 0,8991 0,7992 0,7192 0,4795 0,3596 0,2877 0,1438 0,0719 0,0288 0,0144 \ Малые х Таблица значений функций f0-oo хЧ'х 6,4939 f О.О^б 0,02е35 0,01е27 СО1119 0,0430 0,0?932 0,0486 0,0465 0,04872 0,03321 0,00214 0,00780 0,01974 0,03938 0,06679 0,16145 0,27336 0,38306 0,48102 0,56444 0,63386 0,73789 0,80812 0,85631 0,89004 0,91418 0,94506 0,96286 0,97377 0,98081 0,98556 0,99524 0,99790 0,99890 0,93848 0,9*801 0,9=878 0,9е848 1—0,05134 х3 макс Х&ё~х 21,201 t 0,05398 0,02352 0,01318 0,09683 0,06297 0,0445 0,03206 0,00138 " 0,00563 0,01644 0,07264 0,18627 0,34518 0.5202& 0,68344 0,94612 0,99712 0,92271 0,80010 0,67136 0,55467 0,37378 0,25394 0,17598 0,12471 0,09037 0,05040 0,03010 0,01902 0,01257 0,00862 0,00194 0,03655 0,03279 0,0*188 0,05122 0,07318 0,08200 1 0,04717 х* Планка [1] ЛЪ_Х Л'о-оо х2е~х 2,404 t 0,05829 0,02712 0,0144 0,01213 0,09118 0,0400 0,06230 0,05223 0,0438 0,0*559 0,03439 0,00184 0,00522 0,01151 0,02132 0,06155 0,11937 0,18624 0,25511 0,32158 0,38337 0,49020 0,57552 0,64306 0,69669 0,73968 0,80285 0,84605 0,87656 0,89895 0,91585 0,95945 0,97625 0,98452 0,99592 0,99893 0,09*828 0,9*570 1 1—0,2080 х2 лмакс хЧ~х 4,780 t • 0,05430 0,02433 0,01*17 0,0i°84 0,07458 0,0*267 0,0*444 0,03339 0,00156 0,00507 0,02687 0,08041 0,17031 0,28877 0,42144 0,72936 0,92241 0,99574 0,98674 0,93161 0,85519 0,69155 0,54815 0,43408 0,34613 0,27870 0,18652 0,12997 0,09379 0,06974 0,05318 0,01798 0,00808 0,00430 0,03579 0,04751 0,05491 0,06618 0,2092 х3 vMaKC xse~x 1,4214 t 0,05670 0,0245 0,0142 0,01179 0,08536 0,0е375 0,05726 0,04635 0,03329 0,00118 0,00754 0,02631 0,06369 0,12158 0,19659 0,42622 0,64687 0,81474 0,92272 0,97996 0,99952 0,96993 0,89689 0,81177 0,72820 0,65150 0,52330 0,42536 0,35087 0,29353 0,24859 0,12606 0,07560 0,05025 0,01354 0,00351 0,03574 0,0445 0,7035л:- Тепловое излучение тел Излучение поверхности тел характеризуют спектраль- спектральной степенью черноты ev> T и интегральной степенью черноты ет . Величина ev_ т равна отношению интенсив- ностей излучения реального тела и абсолютно черного тела при фиксированных значениях X и Г. Интегральная степень черноты определяется как отношение полной интенсивности излучения реального тела к полной ин- интенсивности излучения абсолютно черного тела, взятых при одной и той же температуре Т. Для металлов зна- значения ет невелики @,1—0,3) и сильно зависят от качест- качества поверхности металла. У грязных и неполированных поверхностей ет значительно выше, чем у очищенных и полированных. Для угля и окислов металлов значения 645
Dfi 0,2 Mo/ ' R12 / 1 у 7 / m Ti2 / / / / / Mof / V "ill ) Pt w ^-—— ¦ 500 WOO 1500 2000 2500 3OOQ T,°K Рис. 31.5. Интегральная степень черноты егдля некоторых металлов [15, 16]: 1 — нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т [16] титаи [16]: Tii — полированный очищенный, Т\2 — неполированный неочищенный; молиб- молибден: Мо1 — полированный спеченный, Мо2 — неполированный литой;алюминий: АН — полированный очищенный, А12 — слегка окислен- окисленный, А1<? — сильно окисленный. 0,5 Ofi5 ? 0,35 О/ 0,25 0,2 0,15 0,05 - - - - - I \^ 1200°K N ¦~-»—- k 1 N 3000 , ^~-—. —' ¦ -—- 928 ¦—¦ 853 — - 0,5 ? ? 5,0 5—17]: ег доходят до 0,9, у черненой платины ет — до 0,93— 0,97. Некоторые экспериментальные зависимости е^ т и ет от длины волны и температуры приведены на рис 31.3 и 31.4 и в табл. 31.27. Если отсутствуют специаль- специальные указания в подписях к рисункам, данные получены для излучения в вакууме чистых, механически полиро- полированных поверхностей металлов. Рис. 31.6. Спектральная степень черноты exi J — вольфрам; 2 — нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т. ~~**« Температура поверхности указана на кривых. Радиационной температурой Тр&я тела называется такая температура черного тела, при которой совпада- совпадают величины их полного излучения. Истинная темпе-' ратура излучающего тела Т связана с Tfaa [18\: 646
Таблица 31.27 Интегральная степень черноты некоторых тел [18] ч Вещество Железо Медь расплавленная Никель Окись железа » меди Т, °К 1500 1400 1500 1500 1400 6Г 0,11 0,15 0,06 0,89 0,54 Вещество Окись никеля Платииа Серебро Тантал Уголь Г, °к 1500 1500 1300 2300 1500 V 0,85 0,15 0,04 0,25 0,52 Цветовая температура. Если распределение энергии иа некотором участке спектра реального тела может быть отождествлено с распределением энергии абсолютно черного тела, имеющего температуру Тцв, то излучаю- излучающее тело имеет такой же «цвет», как и черное тело тем- температуры Гцв, а Тав называют цветовой температурой тела [13]. Для тел, характер излучения которых силь- сильно отличается от излучения черного тела, понятие цве- цветовой температуры теряет смысл. Яркость некоторых источников света Таблица 31.28 Яркость и цветовая температура Тив некоторых источников света Источник Ночное безлунное небо Полная луна, видимая сквозь атмосферу Ясное дневное небо Пламя стеариновой свечи Люминесцентные лампы Ацетиленовое пламя Штифт Нернста B,3 em/ce) Солнце у горизонта Электрическая лампочка с воль- вольфрамовым волоском газона- газонаполненная 12,9 лм/вт 15,2 лм/вт 18.1 лм/вт 21.2 лм/вт Кратер угольной дуги Капиллярная ртутная дуга сверхвысокого давления Кратер угольной дуги (на- (наибольшая яркость, ток 150 а) Шаровая ртутная лампа СВДШ Солнце в зените Искра разряда в ксеноне в аргоне в воздухе в гелин Яркость, сб ю-6 0,25 0,15—0,4 0,5 0,53— —0,66 10,8 260 600 597 772 1000 1325 17,2-103 4-Ю4 8-Ю4 12-Ю4 16,5-10* 1,1-Ю7 1.5-107 2,1-Ю7 1,5-Ю8 гив- A2-ь24)-103 1930 2360 2740 2810 2920 3000 3780 E,04-5,5) X Х1О3 5400 31.5. СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Светочувствительностью называют обратную осве- освещенности Н величину S, которая создает на фотографи- фотографическом слое определенную плотность почернения D [19]. В системе ГОСТ 2817—15 светочувствительность оценивается по критерию, представляющему собой диф- диффузную оптическую плотность 0,2 сверх плотности вуа- вуали Do: So,2 где [Я] = [люкс-сек]. В системе ДИН 4512 Таблица 31.29 Светочувствительность в различных гост02 X и?>10 ДИН 10 сенситометрических 11 250 12 10 16 350 13 10 22 500 15 10 32 700 17 10 45 900 18 10 системах 65 1400 20 10 90 2000 21 10 130 3000 23 10 180 4000 24 10 250 6000 26 10 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аллен К. У- Астрофизические величины. Пер. с с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 2. Кругер М. Я- и др. Справочник конструктора опти- оптико-механических приборов. Л., «Машиностроение», 1968. 3. Sostnan R. В. The Properties of Silica. N. Y., Chemical Catalog Co., USA, 1927. 4. Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. Л., «Машиностроение», 1970. 5. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химичес- химических постоянных. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1962. 6. Мотулевич Г. П. Металлооптика.—БСЭ., т. 16,с. 119. 7. Taschenbuch fur Chemiker und Physiker. Berlin. Springer Verlag, 1943. 8. Воронкова Е. М. и др. Оптические материалы для инфракрасной техники. М., «Наука», 1965. 647
9. Chubb T. A., Friedman H. «Rev. Sci. Instrum.», 1955, v. 26, p. 493. 10. Смит Р., Джонс Ф., Чесмер Р. Обнаружение и измерение инфракрасного излучения. Пер. с англ. М., Изд-во ииостр. лит., 1959. 11. Huffman R. E. e. a. «J. Chem. Phys.», 1964, т. 40, р. 356. 12. Inn Е. С. V., Zelikoff M. «J. Chem. Phys.», 1973, v. 21, p. 1026. 13. Калверт Дж., Питтс Дж. Фотохимия. Пер. с англ. М., «Мир», 1968. 14. Тарасов К- И. Спектральные приборы. Л., «Маши- «Машиностроение», 1968. 15. Gubareff С. G. e. a. Review of the Termal Radiation Property Values for Metals and Other Materials, 1957. 16. Садыков Б. С. Каид. диссертация. Московский энер- гет. ин-т им. Кржижановского, 1963. 17. Larrabbee R. D. «J. Opt. Soc. Amer.», 1959, v. 49, p. 619. 18. Ландсберг Г. С. Оптика. М., Гостехиздат, 1952. 19. Краткий фотографический справочник. М., Гос- киноиздат, 1952. ГЛАВА 32 СПЕКТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ И НЕКОТОРЫЕ ПАРАМЕТРЫ МОЛЕКУЛ 32.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СПЕКТРОВ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ Современное состояние теории спектров атомов ве- вещества допускает достаточно строгое рассмотрение толь- только в случае одноэлектрониых атомов, т. е. в случае водо- водорода и водородоподобных ионов Не+, Li2+, Be3+ и т. п. Теория спектров многоэлектронных атомов основыва- основывается на приближении центрального самосогласованного поля, при котором состояние атома как целого опреде- определяется совокупностью состояний всех его электронов с учетом их взаимодействия. В общем случае для атома с Z электронами уровни энергии характеризуются набором квантовых чисел от- отдельных электронов: главных квантовых чисел /!;, орбитальных (или азимутальных) квантовых чисел Ц орбитальных магнитных квантовых чисел Шц и спино- спиновых магнитных квантовых чисел ms. (i = 1, 2, ..., Z). Набор главных квантовых чисел л, принимает толь- только целочисленные значения 1, 2, 3 и т. д.; квантовое чис- число Ц может принимать целочисленные значения от 0 до щ—1; Шц при заданном lt принимает 2/, -(- 1значение: h> (h — ')> •••> (—h) у и определяет проекцию орбиталь- орбитального момента электрона на заданное направление; msi дает значение проекции на то же направление спинового момента электрона и может равняться только -\-\12 и —1/2. Для последовательных значений /j обычно ис- используют буквенные обозначения: 1 = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 s, р, d, /, g, h, i, k, I, m, n, o, q, r, t Распределение электронов в атоме при задании всех tii и /j определяет электронную конфигурацию. Миниму- Минимуму энергии атома соответствует заполнение электронных оболочек с минимальными значениями Л; и соответствую- соответствующими им минимальными /;. Наибольшее число электро- электронов, которые в соответствии с принципом Паули могут иметь одинаковые значения л, и /,, т. е. принадлежать одной оболочке, дает число заполнения оболочки k = = 2B/г + 1). Для обозначения различных оболочек используют запись nlk. Таким образом, по мере роста заряда ядра атома при переходе от Z = 1 для водорода ко все большим значениям Z последовательно изменяет- изменяется электронная конфигурация (табл. 32.1). Полностью заполненные внутренние оболочки обычно не указыва- указываются. Следует также отметить, что для больших значе- значений Z последовательность заполнения, определенная выше, может нарушаться. При нормальной связи между электронами в атоме, т. е. когда их электростатическое взаимодействие много больше магнитного, орбитальные моменты отдельных электронов складываются в полный орбитальный мо- момент атома L = 2 lj, а спиновые моменты Sj — в пол- полный спиновой момент S = 2 Sj. Затем сложение L и S / дает полный момент атома J = L + S. Уровни энер- энергии атомов в этом случае обозначают символами25+1?.у и называют спектральными термами, или просто тер- термами. Для обозначения термов используются заглавные буквы латинского алфавита: L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 S, P, D, F, G, H, I, K,L,M,N, О, Q, R, Т Величина 2S -(- 1 носит название мультиплетности тер- терма и указывает число компонент в тонкой структуре уровня энергии, если S <: L. В случае S ^ L число компонент равно 2/. + 1, однако и в этом случае на- название мультиплетности сохраняется за числом 2S -(- 1- Если мультнплетность терма равна 1, терм называется сииглетным, 2 — дублетным, 3 — триплетным, 4 — квартетным и т. д. Термы основных состояний атомог. приведены в табл. 32.1. Электронной конфигурации может соответствовать несколько термов. Терм с мини- минимальной энергией (осиовиой) может быть найден по правилу Гунда [1]. Сомнительные случаи и табл. 32.1. помечены знаком вопроса «?». В тех случаях, когда не- необходимо указывать четность состояний, относящихся к данному терму, нечетные термы отмечаются индексом о (odd — нечетный), который ставится справа вверху от L. Отсутствие индекса о указывает на четность терма. Все термы дайной электронной конфигурации имеют одинаковую четность, так как четность определяется знаком выражения (—i)'i+'«+---'z (_|_ для четного и — для нечетного термов). В ряде случаев, особенно для атомов тяжелых эле- элементов и многозарядиых иоиов, магнитное спии-орби- тальиое взаимодействие электронов значительно силь- сильнее электростатического взаимодействия. Этот тип свя- связи иосит название //-связи. Соответственно меняется и систематика уровней энергии атома [1]. Характерной особенностью спектров молекул, даже простейших — двухатомных, является то, что в них наряду с движением электронов существуют еще коле- колебательные движения ядер относительно положения рав- равновесия и вращательные движения молекулы в прост- пространстве как целого. Это приводит к тому, что спектры молекул оказываются значительно сложнее спектров атомов. 648
Полная энергия молекулы складывается из трех частей (без учета взаимодействия различных движений) где Еэл, E(v) и EV(J) — соответственно энергии элект- электронного, колебательного и вращательного состояний. В случае простейшей двухатомной молекулы имеем для колебательной энергии (в см*1): Е (v) = <ое (v + 1/2) — «A (v + V2J -\ , где <ое и хе — колебательные константы и v —¦ коле- колебательное квантовое число; v используется также для обозначения колебательных состояний. Вращательная энергия молекулы (в см'1): Ev (J) = BVJ (J + 1) — DVJ2 (J + 1J + • • •, где / — вращательное квантовое число: Bv и Dv — вращательные константы для колебательного состояния молекулы с квантоным числом v; J — также использу- используется для обозначения соответствующего вращательного состояния. Частота перехода в молекуле определяется разностью энергий верхнего (со штрихом) и нижнего (без штриха) уровней (в см'1): у = Е'эл + Е (v') + Ео. (Г) -Еэл-Е (v) - Ev (J). Чисто вращательные переходы сопровождаются только изменением / в заданном электронном или коле- колебательном состоянии. Переход из верхнего состояния J -\- 1 в нижнее / обозначается R{J). Колебательно- вращательные переходы сопровождаются изменением J и v в заданном электронном состоянии. В соответствии с правилами отбора переходы из вращательного сос- состояния J верхнего колебательного уровня во вращатель- вращательное состояние / нижнего колебательного уровня назы- называют Q-ветвью. Такие переходы с Д / = О обозначают Q(/). Я-ветвь соответствует переходам из вращательно- вращательного состояния J — 1 верхнего колебательного уровня во вращательное состояние J нижнего колебательного уровня и обозначается P(J) (Д/ = —1). Аналогично для /?-ветвн — R(J) и AJ = -И — имеем переход из состояния J -(- 1 в J. P-, Q- и /?-ветви, связанные с верхним колебательным уровнем v' и нижним колеба- колебательным уровнем v, называются вращательно-колеба- тельной полосой и обозначаются v' — v. Колебательно-вращательные полосы, связанные с переходами между двумя электронными уровнями, называются электронными системами и обозначаются символами соответствующих электронных состояний. Классификация электронных состояний двухатом- двухатомных молекул определяется, прежде всего, наличием аксиальной симметрии, а не центральной, как в атоме. В результате оказывается более важной проекция пол- полного орбитального момента L на ось молекулы Lz. Для модуля Lz вводится квантовое число Л, которое по аналогии с обозначениями S, P, D, ... принято обозна- обозначать буквами греческого алфавита: Л = 0, 1, 2, 3, 4, ... 2 II Д Ф Г... Молекула, как и атом, характеризуется мультиплет- ностью электронных состояний. Мультнплетность уровня определяется и обозначается по указанным выше правилам. По отношению к отражению в плоскости симметрии, проходящей через ось молекулы, электрон- электронные состояния разделяются на положительные (-(-) и отрицательные (—), что указывается вверху справа у квантового числа А. Для линейных молекул, обладаю- обладающих центром симметрии, электронные состояния де- делятся на четные (g) и нечетные (и), что указывается справа внизу у А. В ряде случаев перед символом терма А дается дополнительный символ (А, В, С, X, ..., а, Ь, с, ...), приписываемый каждому конкретному терму и не связанный однозначно со спектроскопическими ха- характеристиками молекулы. Электронные состояния многоатомных молекул в целом могут быть классифицированы по их свойствам симметрии. Для линейных многоатомных молекул при- применима та же классификация, что и для двухатомных. Для нелинейных многоатомных молекул ие имеет опре- определенного значения не только полный орбитальный мо- момент L, но и его проекция Lz . В связи с этим классифика- классификация уровней энергии значительно усложняется [2]. Электронные конфигурации и основные термы атомов [1] Таблица 32.1 Z 1 2 3 4 5 6 7 8 Атом н Не Li Be В ^ С N О Электронная конфигурация Is Is2 2s 2s2 2s22p 2s22p2 2s22p3 2s22p* Основной терм «0 2SV2 2S0 2/4 v, *4 z 9 10 11 12 13 14 15 16 Atom F /¦ Ne Na Mg Al Si P S Электронная конфигурация 2s22p5 2s22p6 с 3s 3s2 3s23p 3s23p2 3s23p3 3s*3p* Основной терм 2*Ч 'So зч *P'h 3Ptt 3P* 649
Продолж ение табл. 32.1 Z 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Атом а Аг К Са Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Электронная конфигурация 3sS>3p5 3s23p6 4s 4s2 3d4s2 ЫЧФ ЫЧ& 3d54s ЫЧФ 3d64s2 3d74s* 3d84s2 3d«4s МЩ<? 4s24p 4s24p2 4s24p3 4sMp4 4s24p5 4s24p6 5s 5s2 4d5s2 4d25s2 4d45s 4d55s 4d65s 4d75s 4d85s 4die 4di°5s 4dlo5s2 5s25p 5s25p2 5s25p3 Основной терм 2Я„ •—л xSo 2Ч 2S0 2А>, 3F2 'Ч вч *ч 3F, *ч *ч 3Р* 2Ч, •So 2Ч •So 2Оз/ /2 3F2 °ч 7s3 6S'/2 6F5 4f-/2 •So 2S72 •Sfl 24, 3p0 l4 Te I 5s25p* | 3Я2 53 | I 54 Xe 5s25p5 5s25p6 *4 •s0 z 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 Atom | Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tu Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Электронная конфигурация 6s 6S2 5d6s2 4/26s* 4/36s2 4/46s2 4/56s3 4f6s2 4/76s2 4/7M6s2 4/e6s2 4/106s2 4/:il6s2 4/126S2 4f136s2 4/i46s2 4/l45d6s2 5d*6s2 5d36s2 M46s2 M56s2 5d66s2 5d'6s2 5d96s 5di°6s Ml06s2 6s26p 6s26p2 6s26p3 6s2&r'1 6s26p5 6s26pe 7s 7s2 <№2 6d27s2 5/26di7s2 5/36c(i7s2 Основной терм 1 2Ч •So 2Ч W4? 4/»/2? 5/4 7F0~ *4 BD2 1 W>7,? 2f'/2 -•s0 24 зр f2 '4 °4 *4 3D, 24 •So 2рч, " 3p0 _ *4 2Ч •So 2Ч •Se 2% 2F2 650
z 93 94 95 96 Атом Np Pu Am Cm Электронная конфигурация Чья* 5W Основной терм °ч, z 97 98 99 Продолжение Атом Bk Cf Es Электронная конфигурация 5/s»7s^ 5fl0y^2 табл. 32.1 Основной терм •ft./. 32.2. ПЕРЕХОД ОТ ДЛИН ВОЛН, ИЗМЕРЕННЫХ В В ВОЗДУХЕ, К ДЛИНАМ ВОЛН В ВАКУУМЕ Для перехода к значениям длин волн в вакууме Хвак от значений длин волн в воздухе Хвозд используется формула: где п — показатель преломления сухого воздуха температуре t = 15°С и давлении 760 мм рпг. ст. при Таблица 32.2 Поправка АХ, А, для перехода к длинам воли в вакууме АХ = Хвак — Хвозд для Хвозд = 200-=-5000 нм. Прн h < 200 нм обычно применяют длины волн в вакууме. Таблица перехода составлена для сухого воздуха. Для воздуха с влажностью до 100% поправки в видимой области изменяются приблизительно на 0,01 нм [3]. 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 ' 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 3000 4000 5000 0,651 0,872 1,127 1,391 1,658 1,927 2,197 2,468 2,739 3,011 3,282 3,554 3,826 4,098 4,370 4,642 4,915 5,187 000 5,459 8,183 10,909 13,635 10 0,670 0,897 1,153 1,417 1,685 1,954 2,224 2,495 2,766 3,038 3,309 3,581 3,853 4.125 4,397 4,669 4,942 15,214 100 5,731 8,456 11,181 20 0,689 0,922 1,179 1,444 1,712 1,981 2,251 2,522 2,793 3,065 3,336 3,608 3,880 4,152 4,425 4,697 4,969 5,241 200 6,004 8,728 11,454 30 0,710 0,947 1,205 1,471 1.7,39 2,008 2,278 2,549 2,821 3,092 3,364 3,636 3,908 4,180 4,452 4,723 4,996 5,268 300 6,276 9,001 11,727 40 0,731 0,972 1,232 1,497 1,766 2,035 2,305 2,576 2,848 3,119 3,391 3,663 3,935 4,207 4,479 4,751 5,023 5,296 400 6,549 9,274 11,999 50 0,754 0,998 1,258 1,524 1,792 2,062 2,333 2,604 2,875 3,146 3,418 3,690 3,962 4,234 4,506 4,778 5,051 5,323 500 6,821 9,546 12,272 1 60 0,776 ! 1,023 1,285 1,551 1,819 2,089 2,360 2,631 2,902 3,174 3,445 3,717 3,989 4,261 4,533 4,806 5,078 5,350 600 7,093 9,818 12,544 70 0,800 1,049 1,311 1,578 1,846 2,116 2,387 2,658 2,929 3,201 3,472 3,744 4,016 4,288 4,560 4,832 5,105 5,377 700 7,366 10,091 12,817 80 0,824 1,075 1,338 1,604 1,873 2,143 2,414 2,685 2,956 3,228 3,500 3,772 4,044 4,316 4,588 4,860 5,132 5,405 800 7,638 10,363 13,089 90 0,848 1,101 1,364 1,631 1,900 2,170 2,441 2,712 2,983 3,255 3,527 3,799 4,071 4,343 4,615 4,887 5,159 5,432 эоо 7,911 10,636 13,362 651
32.3. ВЕРОЯТНОСТИ РАДИАЦИОННЫХ ПЕРЕХОДОВ В АТОМЕ ВОДОРОДА Вероятность спонтанного радиационного перехода Aki (в единицу времени) с уровня k на уровень i в атоме водорода определяется выражением j _ где е, т — заряд и масса электрона; с—скорость света в вакууме; п, Е—главное квантовое число и энергия уровня, fik — сила осщмспятораТ Таблица 32.3 Переходы щ-+ п^ в атоме водорода [4] "г - "к »-2 (К ) 1-3 <?р ) 1-4 (L. ) 1-5 (t5 ) 1-6 (I, ) 1—7 1—8 —9 -10 — 11 —12 — 13 -14 — 15 — 16 —17 -18 —19 —20 —21 —22 —23 —24 —25 —26 —27 —28 —29 —30 —31 —32 —33 -34 1—35 1-36 1-37 1—38 1—39 1—40 2-3 (Як ) 2-4 (Яр) 2-5 (Я ) 2-6 (Я, ) 2-7 (Я,) 2—8 2-9 2—10 2-11 2-12 2-13 X, нм 121,567 102,572 97,2537 94,9743 93,7803 93,0748 92,6226 92,3150 92,0963 91,9352 91,8129 91,7181 91,6429 91,5824 91,5329 91,4919 91,4576 91,4286 . 91,4039 91,3826 91,3641 91,3480 91,3339 91,3215 91,3104 91,3006 91,2918 91,2832 91,2768 91,2703 91,2645 91,2592 91,2543 91,2499 91,2958 91,2420 91,2385 91,2353 91,2324 656,280 486,132 434,046 410,173 397,007 388,905 383,538 379,790 377,063 375,015 373,437 ?;, см'1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 °0 82 259 82259 82259 82259 82259 82259 82259 82259 82259 82 259 82259 82 259 97 492 102 894 105292 106 632 107 440 107 965 108 325 108 582 108 772 108917 109 030 109119 109191 109 250 109299 109 340 109 375 ,„ 109405 109 430 109 452 109471 109 488 109 503 109517 109 528 109 539 109 548 109 577 109 565 109 572 109 578 109 584 109 589 109 594 109599 109603 109607 , 109 610 / 1 97 492 102 824 105292 106632 107440 107 965 108 325 108582 108772 108917 109030 Ам, сек-' 4,699-10е 5,575-1С 1,278-10» 4,125-10» 1,644-10» 7,568-1№ 3,869-105 2.143-105 1,263-105 7,834-10* 5,066-104 3,393-104 2,341-104 1,657-10* 1,200-10* 8858 6654 5077 . 3928 3077 2438 1952 1578 1286 1057 875,3 729,7 612,2 516,7 438,6 374,2 320,8 276,3 239,0 207,6 181,0 , 158,4 1 139,1 122,6 4,410-10' 8,419-106 2,530-106 9,732-105 4,389-105 2,215-Ю5 1,216-1№ 7,122-10* 4,397-10* 2,874-10* 1,893-10* hk 0,4162 7,910-10-2 2,899-10-2 1,394-10-2 7,799-10 4,814-10-3 3,183-lO-3 2,216-10-3 1,605-Ю-3 1,201 -10-з 9,214-10-4 7,227- КГ4 5,774-10 4,686-10 3,856-10-4 3,211-Ю-4 2,702-10-4 2,296-10-4 1,967-10-* 1,698-10-* 1,476-10-* 1,291-10-4 1,1136-10 1,005-10-* 8,928-10-5 7,970-10-5 7,144-Ю-» 6,429-10-5 5,806-10-5 5,261-10-5 4,782-10~6 4,360-10-5 3,986-10-5 3,653-10-5 3,357-10-5 3,092-10-5 2,854-10-5 2,640-10-5 2,446-10-5 0,6407 0,1193 4,467-10-2 2,209-10-2 1,270-10-2 8,036-Ю-3 5,429-10 3,851-10-з 2,835-Ю-з 2,151-10-s 1,672-Ю-з 652
CO 4) X X 4) ь ьььььььььььььь СЧ t~ CD СО О t-~ 0№to t*~ СЭ Ф — СЧ О — ¦Ф 5-=c oo CO • . о ¦* oo со< Si з—-э^сосооосо —-оо 5 — «СЧ1-~т1-00-нСО —• 1 t4» 00 СЧ t4» "*f *¦¦* O^ CO *-н о о о. с о ЦЗСЧ CO*— CQ X О go 010IS oo* cS t-." SSSSSSSiisSSSSSSSSSSSSSSSSSSfS ggggssssssss JOlOlOlOKSOlOlOlOlffiOlOlM 2J 2J CM CM » —> —- —- —- —» —- —- —- — » —» — J ^^ ^< ^}ч ^}ч ^, ^J4 CTiOioo-Hio CO CO I №U3 CO- з со со со с 3 CO COCO < — ю — О — — 3 CD CO CD CO CD CO CO CD Is* 00 СЛ' О lO JCOCOCOCOCOCOCOCOOO СЧ О О № SCO CO — С ¦*f ¦* ^ с э oo go во оос ¦* ю со f- oo a> о —¦ h- oo CO CO CO COCO CO CO COCO .III! CO CO CO CO CO
32.4. СПЕКТРЫ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ На рис. 32.1—32.7 — приведены диаграммы энер- энергетических уровней нейтральных атомов Li, H, Na, Не, К, Cs и Hg. На диаграммах указаны наиболее ин- интенсивные переходы и соответствующие им длины волн X, нм. В табл. 32.4—32.7 представлены наиболее яркие линии излучения благородных газов Ne, Ar, Кг и Хе и дана их классификация. При составлении диаграмм и таблиц использовались работы [5—7]. Звездочками от- отмечены линии, рекомендуемые в работе [3] в качестве стандартов длин волн. Символами Ек и Ев обозначены соответственно значения энергии нижнего и верхнего уровней, между которыми происходит переход. эв Я $2 3/2 4 1- 3 - 2 „ 1 - о -• 'п -е— -4 - - -? - - - - Ш п h— ( — ~т~ JL 77 г- U '*>]& 1 /§/ In/ V 1 6 —* А С (ил) п 5 —4. - — - _ 1,1,1 с см' О - 5000 - 10000 - 15000 - 20000 25000 ~ 30000 - 35000 - 40000 - 43Щ19 э8 13,597 13 12 11 10 Рис. 32.1. Спектр лития [5]. Рис. 32.3. Спектр натрия [5]. -П = -6- -5- -4- -2- iiiill I I * s-!iiiii!i ,4111111 © -r- см'1 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 100000 105000 109678,758 Рис. 32.2. Спектр, атомарного водорода [5]. - 20000 - 25000 30000 35000 40000 41Щ65 654
5* A 1000ft А 15000 А 20000 А 25000 А зоооо А 35000 о И А 195000 А 198310,8" Рис. 32.4. Спектр гелия [5].
4,3*0 5000 10000 A 15000 -I 20000 A 25000 А зоооо -\35№}7S Рнс. 32.5. Спектр калия [5].
Z.t89f А 5000 -\ 100D0 А 15000 Ч 20000 -Л.25000 300GO Рис. 32.6. Спектр цезия [5]. 22—748
2 ~ 1 ~ 75О0О 80000 Рис. 32.7. Спектр ртути [5, 6].
X, им Таблица 32.4 Спектральные линии Ne I [5] Переход Продолжение табл. 32.4 2395,13 2363,63 2252,97 1859,730 1842,243 1839,010 1838,517 1830,400 1828,258 1827,659 1808,271 1152,282 1140,924 1139,053 1117,759 1114,309 1084,454 1079,812 1056,243 966,5424 932,652 920,176 914,868 885,38669 878,37539 878,06223 865,43837 863,46472 ?37,76062 «33,03248 808,24576 743,88981 724,51665 717,39380 703,24128* 702,40500 692,94672 667,82764* 665,20925 659,89529* 640,22460 638,29914* 633,44279* 626,64950* 621,72813* 616,35939* 614,30623* 609,61630* 607,43377* 602,99971* 597,55340* 588,18950* 585,24878* 576,44188 540,05616 534,32834 534.1С938 533,07775 495,70335 488,49170 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 18, 16, 18 18, 18, 18, ,18, 18, ,78 ,66 ,66 ,05 ,14 14 ,14 ,04 ,03 ,03 ,02 ,70 ,69 ,57 ,55 ,57 ,63 ,61 ,96 ,38 ,71 ,69 ,С9 ,63 ,72 ,63 ,70 ,61 ,55 ,55 85 71 67 85 62 85 85 85 85 85 62 67 62 71 62 71 62 67 67 67 62 62 85 55 67 38 38 38 61 70 57 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 20 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 18 18 18 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 20, 18, 20, 20, 20, 21, 21, 21, ,30 ,19 ,21 ,71 ,81 ,81 ,81 ,71 ,71 ,71 ,71 ,78 ,78 ,66 ,66 ,69 ,78 ,76 ,14 ,66 ,04 ,04 ,05 ,04 ,14 ,05 ,14 05 03 05 38 38 38 57 38 61 63 70 71 72 55 61 57 69 61 72 63 70 71 72 69 72 96 70 96 70 70 71 11 24 11 [/2]14/[/2k 4S[li/2]2-4/>[2V2]3 4s[iy2]2-4/>[ li/2j2 3d[2V2b- 4/[31/2|3,4 3d'[li/2]2-4/'[2i/2]2,3 3d'[2i/2b-4n3V2]3>4 3d'[2V2b-4/'[3V2]3 3rf[l1/]4/[2Vl [V2]3/[V2b 3d[3i/2|4-4/[4V2l4.5 p[Vdi[V,l, 3p[2V2]3-4s[li/2|2 3/>[2V,]2-4s[li/2|i 3[l1/4'[V| —4sflV2b pfV.lifVd, 3p[ll/2]2-3d[2'/2]3 [V2]i 3s[lV2]2— 3'[V]3 4VdipP/do 3s'[V2|i —3p'[V2h 3s[P/,l,-3/>[2Vd3 3nVd3[iVd fdopidi 3sfli/2]2-3p[li/2]2 asfiVdi-^p'UVdi 3s[lV,h-3pp/do 3s[lVdi-3p'[V2h 3s[l1/2],-3//[V2lo 3[VJ4d[V] X, нм 482,73444 478,89270 471,53466 471,2066 471,00669 470,88619 470,43949 453,77545 442,48196 442,25205 359,3640 359,35263 352,04714 351,51900 350,12154 347,25706 346,65781 344,77022 341,79031 336.99С69 336,98076 335,1744 297,4714 264,742 74,3721 73,5892 62,9729 62,6819 61,9092 61,8668 61,5623 60,2712 КН' " 18,38 18,55 18,55 18,55 18,38 18,38 18,38 18,38 18,38 18,38 16.85 16,85 16.85 16,67 16,67 16,62 16,71 16.62 16,67 16,62 16,62 16,67 16,62 16,62 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 ?в> эв 21,95 21,14 21,18 21,18 21,01 21,01 21,02 21,11 21,18 21,18 20,30 20,30 20,37 20,20 20,21 20,19 20,29 20,21 20,30 20,30 20,30 20,37 20,78 21,30 16,67 16,85 19,69 19,78 20,02 20,04 20,14 20,56 Переход 3/?[1/2Ji — 3/>[2V2]3 3p[2V2J3 3/>[2V2|3 3/>[V2h - 3/>[V2]i - 3jt?f1/2ji —¦ ору j 2I1 — /^l /211 — oS 1 ¦ /0I1 *" 3s'[V2|i- 3s'[Vail- 3sflVdi 3s[lV2|i" 3s[li/2]2- 3s'[! /2]o" 3s[lV2]2- 3s[lV2]2- 3s|l»/2]2' 3sIM/di- 3s[lV2]2- 3s[lV2|2- 2ps iS() _ 2/>6 1S0 — 2/>61S0 — 2p6 iSn ¦ 2p6 i«j . 2p6iS0 — 2p«is0 — 2P»SO- -6s[lV2h -7s[li/2]2 - 6d[3V2J4 — 6d[2x/2]3 - 5d[1/2lo - 5d[»/2h -5d[lVdi -5d'[2V2b - f>d[42]i - 6cf[ I1 /2J2 — 4//[1/<>li — 4p'f 1172J2 -4p'fVdo — 4/»[21/2l2 — 4/)[l1/2U — 4/>[21/2]3 — 4/)'[l1/2Ji -4p[l»/2b -4^'[l1/2]2 — 4p'[1/2|i -4p'[lV2l2 — 4/)'[l1/2lo — Spii1/^» -8p[ll/2]2.i 3s[li/2], 3s'[i/2|i 4s[lVili Sd[l /2]i ЭДП/di tell11 г}!* Таблица 32.5 Спектральные линии Ar I [5] ^[dild 3p'[lVdi-7»'[Vdi 3[2V5d'[21/] Л, НМ 2098,610 2061,621 1744,493 1530,226 1409,361 1391,083 1371,877 1367,853 1362,238 1350,399 1340,657 1336,738 1331,339 1327,305 1322,849 1300,847 1295,659 1280,268 1248,763 1245,605 1243,919 ?и, эв 13,27 13,30 со со ело 14,10 13,27 14,01 13,08 13,33 13,15 13,С9 13,98 13,17 13,28 13,30 13,08 13,30 12,91 13,09 13,08 13,09 12,91 ?в. эв 13,86 13,90 14,01 13,86 14,91 14,15 14,90 13,98 14,23 14,06 14,01 14,90 14,10 14,21 14,24 14,01 14,25 13,86 14,06 14,07 14,09 13,90 4/>Р/2]о Переход 4/>'[1?/2]1-ЗЖ172]2 4p'[lV. 3d[2V,l 4р[1/2]0 3d[31/2] 4/)[2' /2 4/)'[1/2] 4р[11/2] 4/)[21/2 3d[31/2] 4р[11/2 4р'[11/; 4p'[l1/s 4/>[21/2 4р' Г11/, 4p[i/ I, 4p[2i2/2] 4р[21/21 4p[1/2Ji з — 4/[ЗУ21з 4 -3d[lV2]i з - 3d[3V2f4 i-3d'[l»/d2 3^[ З1 / 1з 4 4/[41/2]'i 3d[21/2J3 h —3d'[2»/2I2 \2 — 3d'[2V2b 3 —3d[3V2b зйрУ i g 3d[2V2|2 5s[li/. 1, t — 5s[li/2]i 659
¦^ Tf т^- т^- -4J1 ^ Гя^&З I I I I l-l I I I I I I I LI I I | I | | I и I I I I | | I I I 1 I 1 I I U | I LCLCLC lClC LCLCLOLCLCLC ^ I*— — ЮЮ^СССОСО — — lOt^. — *— сч"сч сч сч сч'сч сч"сч ofc^ofofwГ со cocoes' — -^'—2« ?__„_ __ __ 15 3 5 2 2ДЙ S 5 S S § S S S 5 S 5 S8 S 5 5 S 5 5^,3 S 5 S8 5 5 __ _ _ _ H0—COOCNl^^Cl^^ — C^UD — UDCOOCNOIOCN " "" ' COCO — C0C0C0C0CSC4— CO -H-H — -H-H — -h-h^- — ^-^-^- — .-Г— ^- — ^- ^н — —Г —Г со" СО Сч"со"сЧ СО Сч" OlOO СООСЧ з in ¦* со сч—¦ i535o-*Ounf~OOf~OT COMU50«SOOC0001 — «MOOl — СОЮ — — CNCO — COcOOOO— t inu:mowa3aOM4< о о
Продолжение табл. 32.6 А. нм 450,23546* 446,36901* 445,59177* 442,31908 439,99670* 437,61219* 436,26424* 435,13602* 431,95798* 431,85523* 428,29686 427,39700 377,34241 343,17217 123,5839 116,4868 103,0020 100,3542 100,1048 96.334 95,342 94,652 V м 10,03 10,03 10,03 10,64 10,64 10,03 9,91 10,64 9,91 9,91 9,51 9,91 10,03 9,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12,78 12,81 12,82 13,44 13,46 12,86 12,76 13,49 12,78 12,78 12,81 12,82 13,32 13,53 10,03 10,64 12,04 12,35 12,38 12,87 13,00 13,10 Переход 5s[lVs]i-6p[2v,]s 5s [Wab. — 6p[lV2]i 5s[li/2]i - 6p[lV2]2 ЗвТ/Л-бр'П^Ь 5s'[1/2]1-6p'[l42]2 5s[lV2]i — 6pp/2]0 5s[lV2]2-6p[V2h 5s'[i/2],~6p'[i/2lo 5s[U/s]s-6/>[2V2], 5s[li/2]2 —6p[2i/2]2 5s[lV2]2 — 6p[H/2], Ssll1/^ —6p[P/2]2 SsllVali — 7pP/2]0 5S[lV2l2-8p[2i/2lg 4p6iS0~5s[li/2b 4peiS0-5s'[i/2]1 4p6iSn-4d[i/2b 4p6iS0-4d[lV2]i 4pBiS0-6s[li/2]i 4p6iS0-5dP/2li 4p6iSo-4d'[l1/2li 4p6iS0-5d[li/8b Таблица Спектральные .пинии Хе I [5] 32.7 А, нм 1262,332 1108,525 1083,834 992,3192 979,9699 916,2654 904,5446 895,2254 886,232 881,9412 873,939 864,854 840,9190 834,6823 828,01163 826.6519 823,16348 820,6341 796,7341 788,7395 764,2025 711,9598 688,2155 646,9705 631,8062 618,2420 582,3890 492,31522 491,6508 484,3294 482,9709 480,7019 473,41524 469,7020 467,1226 tH. зв 9,58 10,16 8,44 8,44 8 31 8,44 8,31 8 44 9 58 8,31 9,58 9 57 8,31 9,57 8,44 9,57 8 31 9^45 9,45 9,57 9,45 9,72 9,69 9,58 9 72 9,69 9,45 8,44 8,44 8,44 8,44 8,44 8,44 8,31 8,31 10,56 11,27 9,58 9,69 9,58 9,79 9,69 9.82 10.98 9,72 11,00 11,00 9,79 11,05 9,93 П.07 9,82 10,96 11,00 11,14 11,07 11,46 11,49 11,50 11,68 11,69 11,57 10,95 10,96 10,99 11,00 11,01 11,05 10,95 10,97 Переход 6рР/2ь 5d[21/2]2 6s[lV2]i 6s[l1/2]t feflVdi 6sllV2h 6s[li/2b 6p[V2]i 6S[U/2J2 6s'[V2]i 6s'p/2]j 6s[li/2]2 6s'[V2Jo 6s;[v2]0 6s'[V2]o 6p[2J/2b 6р[21/2]г 6pP/2]i 6p[242h 6s'P/2]o 6s[lV2]i 6s[lV2], 6«(lV»h 6s[lV2], 6s[l1/2]i 6s[l1/2]2 бв^'/гЗг -7s|li/2|2 — 4f[3]/.,|3 — 6p[] /2]\ — 6p[21/2]2 — бр!1/,,]! бр^/гЬ -6p[2V.,]2 -6p[lV2]2 _6d[V2], -6p[2V2]3 f)/t f 11/ 1 -6p|lV2]i 6p[1/2]o — 6p'p/2l, — ep'f^/gij — 7p[l1/2]1 - 6p;iv2]0 - 7d[3i/2f4 -7d[li/2]2 ,-8d[3i/2]4 — 5flli/2]i 7p[21/2l2 — Gp'[l4z]i — 7р[11/г]1 — 7р[11/г]1 -7pP/2]0 -7p[2i/2|" - 7p[2V2]3 ^> HM 462,42757 458,27474 452,46805 450,09772 438,39092 419,35296 407,88207 146,9610 129,5587 125,0203 119,2040 ?н. эо «,31 8 44 8,31 8,31 8,44 8,31 8,44 0,00 0,00 0,00 0.00 П| tB, эо 10.99 11,14 11,05 11,07 11,26 11,27 11,47 8,44 9,57 9,92 10,40 олжение табл. 32.7 Переход 6s[li/2j2 — 7p[lV2]s ««[П/гк-бр'Р/.Ь 6s[lV2]2 —бр'Н1/,], 6s[li/2]2— бр'р/ah 6411/.2Ь-4Д11/2]8 6s[li 2]s-4A2i/2]3 6s[li/2}j-8p[i/2]0 5p6iSt)__6s[11/2]i 5peiSo_5dp/2l1 5p6iS0 —5dllV2b Таблица 32.8 Резонансные линии ионов изоэлектронного ряда водорода [8, 9] и гелия (9. 10] Атом н Не Li Be В С N О F Ne Na Mg Al Si S , ион I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XVI 121,567 30,378 13,500 7,593 4,859 3,374 2.478 1,897 1,498 1,213 1,002 0,8421 0,7173 0,6182 0,4729 Atom He Li Be В С N О F Ne Mg Al S Ca Fe , ион 1 11 III IV V VI VII VIII IX XI XII XV XIX XXV A, HM 58,433 19,928 10,025 6,031 4,028 2,879 2,160 1,681 1,344 0,9168 0,7757 0,5038 0,3177 0,1850 32.5 Стандарты длин волн Решением XI Генеральной конференции по мерам и весам 1960 г. в качестве первичного эталона длины при- принята длина волиы (в вакууме) оранжевой линии чисто- чистого изотопа криптона 86Кг, соответствующей переходу 2р10—5d5, ARr = 605,6 нм В соответствии с этим международная единица длины метр определяется как величина, точно равная I 650 763, 73 лКг. Первичный эталон длин волн идентичен первичному эталону длины и 1 ангстрем точно равен 10~10 м. Первичный эталон длин волн в вакууме и воздухе равен соответственно ^вак = 605,780211 нм, X тз„ = = 605, 612525 нм. Установлены стандартные условия возбуждения криптона: а) чистота изотопа 86Кг должна быть не ниже 99%; б) температура самой холодной точки лампы долж- должна быть не выше тройной точки азота,т. е.63°К,и в соот- соответствии с этим давление криптона должно быть 0,03 мм рт. ст. или ниже; в) плотность тока в лампе должна быть не выше 4 ма/мм2. При этих условиях смещение линии криптона меньше, чем +0,001 нм, по отношению к величине принятого первичного стандарта. Дальнейшая классификация стандартов длин волн: выделяется сравнительно небольшая группа линий класса А, длины волн крторых воспроизводятся с вы- высокой точностью. Они могут заменить первичный стан- стандарт и тем облегчить интерферометрические измерения 661
о* to СОСОСОСОСОк CO СОФ» CO 00 bO Vj СЛ 3©MCOtOtOOOCT3|' *• ел Ю — '—• >— О N000O5CD COM CotOOOO I I ел оо I to •— I I tootoooenNs — ф»*—остзою1—елсо! I |—* о ел со to о о слетел ооооелооооелоооооелооо о о о о " ел стэ стэ оо о стэ ел ел stotototototototot со(>ос^е^с^с^оос^со^1^^41 1—ьзсосоФ»елелоо^оооо — t 5 С75 С75 С75 СТЗ СТЗ СТЗ СТЗ СТЗ ч10^МСОСО'!С04^Е0<}С75С75СОелК5С0СТЗ^СЛОСТ^ *»юсос?Lъ.ст5>— соооюел1*»юстзстзот1*»ьзсо*— ^^о »—сою*.»—сосоелстзооо^о^о — со"МО*— ооосо—* о Ст5 со ел оо оо С5 ^** оо *^1 •—¦ ¦мооСТз—'tooocoto -I I I I I bol I I bol ! -ЬО I I II I -I I I I I 00 О СЛСЛОСТ) СЛОО *. 00 I >f» ~ ~ roOOQCO—to ¦-=. coorocoooO"—o— i ело! en — *• ОЮООСЛОО OOOOOOOOO OO OOO » •— I СЛ •— •— *-* СЛ •— •— k-- I I мКЗ о о о м о I I I сл о > СТ! О— ¦—СТ! 00 ( I ¦**! с " — - - III»— 1A I III»— ND N3 "-• N3 СЛ »— COCft •— 00 I I I S3 I I I СЛ I -si I I I СЛОЮЮОЮЮЮООЫО* ослоо! I -sioooi I ост5сл[ оо I
X, им 469,14144 468,35640 468,02983 466,81422 466,19726 465,45020 464,74370 463,29149 463,01248 462,50527 461,87604 460,29446 460,20040 459,53627 459,26547 457,47225 454,78505 454,70206 453.П520 452,86175 451,75289 451,41876 449,45669 449,00872 448,97416 448,22563 448,21720 448,01397 447,60206 446.65Е42 446,47691 446,16544 445,91213 445,63294 ¦545,43835 444,77212 444,31963 444,23428 443,98849 443,69246 443,515С0 443,25729 443,06175 442,73118 442,25703 441,51250 440,84176 440,77130 440,47525 440,14456 439,09542 438,92467 438,78959 438,35473 437,59318 436,97745 436,79059 436,75811 435,85037 435,27371 435,15465 434,89398 434,65571 433,70484 6 6 6 3 9 — 5 4 8 18 — 12 3 6 4 10 12 8 10 — 5 9 7 12 6 10 6 20 6 5 30 4 4 45 9 7 5 9 10 X, км 432,67555 432,57647 431,50872 430,93771 430,79048 430,54545 430,45436 430,21882 429,92409 429.80403 429,41271 428,81484 428,54453 428,24057 427,17634 427,11589 426,69675 426,04794 425,83174 425,07896 425,01248 424,82275 424,52594 423,59433 423,36089 422,97561 422,64263 422,22181 421,93641 421,61854 421,03497 420,71298 420,66985 420,39867 420,20320 419,90981 419,83098 419,56205 419,14358 418,78015 418,70436 418,48941 418,23846 418,17571 417,75949 417,56386 417,49137 417,39230 417,33178 417,27454 417,09044 415,68021 415,45021 415,21704 414,76719 414,38703 414,34174 413,99288 413,46798 413,29024 413,20603 412,76113 412,58831 35 10 4 35 — — 18 3 15 — 3 12 35 20 35 — 25 25 4 6 25 18 — — 12 12 8 15 — 3 10 30 20 20 — 15 20 20 10 15 4 10 5 — 12 12 10 30 15 12 8 25 7 — X, ни 412,18050 412,02087 411,85484 411,44485 410,98053 410,74917 410,07389 409,59731 409,1556". 407,98411 407,83563 407,47889 407,17399 406,72738 406,35963 406,24440 405,87562 405,73456 405,50376 404,58147 404,46125 403,26294 403,01855 402,18696 401,71524 400,97154 400,72735 400,52440 400,16627 400,04598 399,80554 399,73952 399,59861 399,41166 399,03766 398,39593 398,17743 397,77437 397,13250 396,92595 396,74234 396,60645 396,45173 395,66796 395,64574 395,31548 395,26045 394,99558 394,87778 394,48924 394,33414 394,24418 394,08797 393,73310 393,58143 393,02981 392,79216 392,56460 392,29134 392,02601 391,90681 391,83174 391,71834 П р од ол же ни е 5 — 15 — 9 12 — . — .— — 40 — 45 10 — — _ 60 6 — — 12 6 10 6 25 — —. 10 15 — •— — 10 7 12 9 30 8 10 — 12 9 — 8 10 10 — — 6 5 — 8 25 30 25 20 . — 8 X, нм 391,36339 391,08461 390,79371 390,64814 390,39011 390,29484 389,97086 389,80111 389,74515 389,56579 389,39141 389,33935 388,85165 388,70504 388,62839 388,55121 388,43609 387,85745 387,80206 387,60414 387,37624 387,25032 387,17513 386,9?615 386,72184 386,55256 385,99132 385,92143 385,63731 385,25752 385,08193 384,99694 384,68023 384,51706 384,32596 384,10499 384,04397 383,92584 383,71370 383,42244 ¦83, 33103 283,08638 383,07607 382,97637 382,78256 382,75746 382,58834 382,44455 382,40763 382,18357 382,11807 382,04274 381,63421 381,58430 381,45247 381,29658 380,87306 380,75392 380,66992 380,53450 380,16817 379,95498 379,85134 табл. 32.9 / 4 4 8 5 20 30 10 . 25 7 20 . 40 5 , 100 60 8 60 4 4 7 30 300 10 50 6 12 40 8 5 8 80 80 7 100 5 75 — 200 50 — 10 250 — 100 40 4 7 10 12 50 40 663
X, НМ 379,79502 379,50045 379,00943 378,91783 378,78825 378,66781 377,86986 377,74521 377,64553 377,48266 376,71939 376,55414 376,37910 376,14103 376,05335 375,82350 375,36134 374,94875 374,82639 374,59013 374,55623 374,33640 373,83078 373,71333 373,48659 373,33191 373,13761 373,03884 372,86696 372,76211 372,43796 372,25642 372,20263 371,99367 371,84092 371,59136 371,12243 370,92484 370,79216 370,78231 370,55674 370,44635 368,74589 368,70982 368,41102 368,30562 367,99152 367,88620 367,76309 367,63135 366,95229 365,95188 365.54671 365,14699 365,02811 364,9Г;0РО 364.93045 364,78439 364,03918 363,82998 363,29799 363Л4646 362,31878 362,14640 361,87694 12 60 12 — 50 8 — 6 5 80 20 100 — 6 150 8 200 60 40 100 20 10 150 300 40 — 50 8 50 250 75 8 20 100 10 40 15 10 40 3 12 6 10 8 20 \2 100 15 12 125 8 15 125 к, нм 360,88609 360,66821 360,32068 358,91063 358,69861 358,57068 358,53206 358,46627 358,16499 357,12265 357,00996 356,89778 356,53807 355,85170 355.41196 354,07111 352,64695 352,61676 352,60415 352,42417 352,12630 351,38196 350,65004 350,48636 350,05675 349,78420 349,52879 349,05749 348,53418 348,30090 347,67036 347,54511 347,13460 347,12672 346,88474 346,65001 346,58621 346,33044 346,23539 345,22760 345,19166 345,03304 344,72797 344,51508 344,38775 344,26709 344,09899 344,06069 342,81948 342,71213 342,42861 342,26583 341,78428 341,55318 341,31339 340,74611 340,68021 340,43557 340,15200 339,93356 339,76403 339,69774 339,45854 339,26540 339,23058 / X, нм 100 20 10 8 30 20 30 8 — 100 60 30 — — 15 — 25 30 — — — 40 8 100 7 .— 40 70 6 — — — 60 — — 10 10 10 8 20 50 — 75 150 8 20 10 7 12 15 20 6 6 6 15 — 4 5 15 8 338,39808 338,24042 338,01117 337,90206 337,20744 337,07852 335,94876 335,64030 335,52287 335,17457 335,15239 334,79271 334,22163 334,05666 333,76664 333,57699 333,42201 333,16133 332,88667 332,74970 332,45385 332,37375 331,47420 330,59719 329,81331 329,25910 329,09899 328,67541 328,45888 328,02613 327,64713 327,16842 327,10014 326,56182 326,50473 326,33697 325,75940 '325,43628 325,29160 325,06250 324,64816 324,60054 323,62231 323,46138 322,91221 322,67137 321,43964 320,07854 319,32268 319,16599 318,48955 318,29798 318,07562 316,13728 314,84078 314,32434 314,28908 313,41115 312,93349 312,04364 311,94956 311,66337 310,06667 310,03054 309,99695 Продолжение 8 8 6 10 — 6 — — 6 —. 6 6 4 4 4 5 — 4 7 7 20 6 8 5 20 5 8 4 — 15 15 8 — 8 10 — — __ 8 8 7 — 8 — 10 7 7 4 5 — — — 10 5 6 6 12 20 20 15 Л. НМ 309,98968 309,38063 309 15786 308,37430 307,57214 306,81749 306,72457 306,71196 306,09849 305,90871 305,74471 305,52638 304,76060 304,26667 304,20215 304,17401 304,16386 304,04281 303,77809 303,73901 303,01494 302,92351 302,64637 302,58442 302,40337 302,10743 302,06405 302,04918 301,89848 301,76288 301,41747 300,95707 300,90945 300,81399 300,72832 300,71469 300,30323 300,09489 300,04527 299,95125 299,63864 299,45033 299,44281 299,03933 298,84730 298,72923 298,64569 298,35714 298,14459 297,32368 297,31336 296,94759 296,93606 296,68997 296,52561 295,99929 295,73660 295,46543 295,39411 294,78773 294,13438 293,69049 292,96195 292,90085 292,59012 табл. 32.9 ' 20 20 20 25 8 30 8 . 100 40 12 100 15 15 15 10 15 80 15 . 15 50 15 150 200 100 15 15 . 25 60 8 10 100 8 30 . 100 6 10 3 125 20 60 60 10 5 125 20 10 30 5 50 60 15 60 25 — 664
X, нм 292,06915 291,43055 291,22582 291,21589 290,13820 289,50362 289,45055 289,38822 288,63174 288,05806 287,73021 287,53034 287,41733 287,23346 286,93083 286,75632 286,66264 286,38644 286,34311 286,24952 285,88970 285,36855 285,17979 284,87153 284,68312 284,55959 284,39775 284,36314 284,09382 284,04229 283,81205 283,59511 283,54574 283,24364 282,88094 282,78931 282,56888 282,55569 282,32767 282,08039 281,75047 281,32877 280,83281 280,72461 280,69852 280,45212 280,31675 279,77765 279,68721 279,55409 279,50065 279,47033 279,17867 278,79331 278,18368 277.82214 277,21107 277,20748 276,96717 276,92985 276,75232 276,69104 276,27732 276,20275 276,17810 / 5 — 20 5 8 10 — . — 8 5 10 7 10 7 8 8 — 5 15 8 20 10 . 6 10 6 25 7 5 6 20 20 . 6 30 20 15 5 20 20 20 15 18 X. нм 275,73170 275,63295 275,62677 275,44273 275,40332 275,01415 274,75564 274,45287 274,40691 274,24064 274,22554 274,20164 274,15781 273,82143 273,73108 273,54762 273,46165 273,42691 273,40060 273,35816 273,09822 272,89703 272,80212 272,56021 272,49542 272,35786 272,09035 271,84365 271,77874 271,48697 271,16560 270,65829 269 91075 269,70224 269,50357 269,22496 269,00694 268,98305 268,92130 268,04540 267,90626 267,32142 266,79138 266,69665 266,68133 266,63998 266,20574 265,67933 265,17075 264,75588 264,54230 264,39992' 264,16468 263,64794 263,58100 263,25951 263,22382 262,33669 261,87111 261,8019! 261,44952 261,27734 260,68280 260,56578 258,45370 10 20 20 — 25 — 8 10 30 20 — — — 20 8 — — [5 — 5 10 15 40 6 — — 4 — 6 — — — — — 8 — 10 — — 8 — — 5 — 4 8 —. 4 5 — 6 6 8 X, нм 258,04542 258,00662 257,66916 256,45609 256,18562 256,05576 255,63043 255,28318 254,96142 254,59795 254,09734 253,93576 253,74598 253,56086 253,28764 252,98370 252,91361 252,74358 252,42939 252,28505 252,19197 251,96305 251,81029 251,65716 251,08362 250,16946 250,11332 249,65343 249,42525 249,11562 249,06454 248,81437 248,73705 248,32718 247,97774 247,94813 247,48151 247,28962 246,88803 246,77330 246,51500 246,26483 246,21822 245,75980 245,34767 244,77108 244,52134 244,38728 243,81831 238,99732 238,18356 237,45192 237,36250 237,14313 236,94567 232,96413 232,03585 231,31048 230,89999 230,35815 230,16849 229,92209 229,81699 229,77877 229,69279 Продолжение / Х = нм _ — — 10 10 10 7 8 10 15 8 40 7 10 12 15 20 6 20 30 40 60 20 6 8 5 6 10 6 6 20 25 [0 20 15 8 — 40 40 30 20 20 25 10 35 15 229,38482 229,25249 229,16274 228,72505 228,40864 228,36557 228,33045 227,60263 227,20703 227,08628 226,90990 226,70853 226,50546 225,95109 225,18749 225,07911 224,56536 224,25725 223,12138 222,90735 222,81722 221,12364 221,06894 220,70692 219,60427 219,12052 218,71950 218,68933 218,08692 217,68414 217,32146 217,25858 217,12976 216,45495 216,38633 216,15802 215,96583 215,89207 215,77951 215,50203 215,30075 215,01850 214,51901 214,17188 214,10872 213,96987 213,85932 213,20177 212,62108 211,51697 211,46003 211,29696 210,89598 210,83027 210,81371 210,63953 210,30534 210,23542 210,07984 210,01464 209,36853 209,03837 208,75115 208,41218 табл. 32.9 I 25 30 15 30 40 12 9 12 15 18 18 9 20 15 12 10 15 15 15 55 10 7 9 6 50 10 40 6 8 6 40 7 6 5 5 . 5 _ 20 25 30 12 12 25 25 30 30 10 40 30 25 50 665
в различных областях спектра. К классу А отнесен ряд линий благородных газов [3, 11] (см. разд. 32.3). Резкие линии 188Hg с успехом могут быть использованы в качестве стандартов длин волн. Рекомендуются [1] следующие яркие линии 198HgI: 365,01569; 404,65715; 407,78379; 435,83376; 546,07532; 576,95984; 579,06627 нм. Стандарты второго типа, или линии класса В, полу- получают интерполяцией в спектрах, даваемых призменны- ми или дифракционными спектрографами. Для них до- достаточна погрешность ±0,01 нм, но налагается дополни- дополнительное требование, чтобы близлежащие линии не слиш- Параметры двухатомных молекул [12] ком различались по интенсивности. К линиям класса В отнесены линии железа, возбуждаемые в дуге в возду- воздухе (табл. 32.9). В тех областях спектра, где иитерферометрические измерения невозможны, пользуются комбинационным принципом Ритца; по линиям, длины волн которых из- измерены интерферометрически с хорошей точностью, определяют относительные энергии уровней, и комбина- комбинации между этими уровнями дают так называемые стандарты Ритца в вакуумной, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Таблица 32.10 Молекула Br79Br8i С12 СО СО+ н2 НВг на HF HI 1 к2 Li 2 м 39,958 17,489 6,858 6,858 0,5041 0,9956 0,9799 0,9574 1,0002 63,466 19,488 3,5091 7,0038 За единицу массы молекул М принята масса i Электронное состояние Х1Ч В2< Х1Ч А3< Х2+ ЛИ Х2?+^ АЧ1 522+ Х1Ч С1ТО сзп„ а3Ч „3Y+ к "и х^+ Xi?+ Х1Ч Х1Ч Х1Ч Х1Ч A3*i &ng amg Еэл- "«-1 0 15891 0 18310 0 65075 0 20734 45877 0 91690 100043 100062 95744 95938 107777 112702 0 0 0 0 0 1Б642 0 0 0 50206 59626 69290 Ь<"е, см-1 323,2 169,7 564,9 239,4 2170 1516 2214 1562 1734 4395 1357 2443 2589 2465 2665 2196 2372 2650 2990 4138 2310 214,6 128,0 92,64 351,4 2360 1460 1734 1692 h<»e xe. см-1 1,07 1,91 4,0 5,42 13,46 17,25 15,16 13,53 27,93 118 19,9 67,0 130 61,4 71,6 65,8 66,3 45,2 52,05 90,1 39,7 0,613 0,834 0,354 2,59 14,46 13,9 14,5 12,8 1 ротона. Ве, с^ 0,0809 0,0595 0,244 0,158 1,931 1,612 1,977 1,589 1,800 60,81 20,02 31,34 32,68 31,07 34,22 27,30 30,36 8,473 10,59 20,94 6,551 0,03736 0,0292 0,0562 0,6727 2,010 1,440 1,638 1,637 V см-1 2,75-10-4 6,25-10-" 1.7-10 3-ю-3 0,0175 0,0223 0,0190 0,0194 0,0302 2 99 1,19 1,63 1,82 1,42 1,67 1,52 1,54 0,226 0,302 0,770 0,183 1,17-10-" 1,7-10-* 2,19-10"* 7,04-Ю-з 0,0187 0,013 0,0184 0,022 'е' нм 0,2284 0,266 0,1988 0,247 0,1128 0,1235 0,1115 0,1244 0,1169 0,07417 0,1293 0,1033 0,1012 0,1038 0,0989 0,1107 0,1050 0,1414 0,1275 0,09171 0,1604 0,2667 0,3016 0,3923 0,2672 0,1094 0,1293 0,1212 0,1213 666
Продолжение табл. 32.10 Молекула N+ Na.2 NO О+ о2 он so м 7,0036 11,498 7,4688 8,000 8,000 0,94838 10,664 Электрон ное состсянис сзпи X2S+ »*+ хт1/г *2ГЧ ВЧК Х3?7 Ь1Ч B3S-- Xmg аЧ1и А2Пи ХЧ1 А*2+ Х3? Еэл- см" 89147 0 25461 0 0 121,1 43 966 45 918 45 947 0 7918 13195 49 802 0 — 38 795 0 32 682 0 Ь«>е. см-1 2035 2207 2420 1592 1904 2371 1037 1038 1580 1509 1432 700,4 1876 1036 900 3735 3180 1124 17,1 16,1 23,2 0,726 13,97 14,5 7,6 7,6 12,1 12,9 14,0 8,0 16,5 10,4 13,4 82,8 94,9 6,12 ве, от' 1,826 1,932 2,083 0,1547 1,705 1,995 1,076 1,177 1,446 1,426 1,400 0,819 1,672 1,105 1,062 18,87 17,36 0,7089 ае, см-1 0,0197 0,020 0,0!95 7,9-КГ" 0,0178 0,0164 0,0116 0,0189 0,0158 0,0171 0,0182 0,11 0,0198 0,0157 0,0191 0,714 0,807 5,62-10-3 V нм 0,1148 0,1116 0,1075 0,3078 0,1151 0,1064 0,1448 0,1385 0,1207 0,1215 0,1227 0,1604 0,1123 0,1381 0,1409 0,(9706 0,1012 0,1439 32.6. ПАРАМЕТРЫ МОЛЕКУЛ Для учета колебательно-вращательного взаимодейст- взаимодействия Bv (см. разд. 32.1) представлено в виде где Ве = li2/B/) = h2/BMrfj — чисто вращательная кон- константа; ае — константа колебательно-вращательного взаи- взаимодействия; М = М1М2/(М1 + М2) — приведенная масса двухатомной молекулы; Мт и М2 — массы атомов, со- составляющих молекулу; ге — равновесное расстояние меж- между ядрами атомов; при котором потенциальная энергия молекулы минимальна; Еэл — энергия электронного со- состояния; ме и хе—колебательные константы молекулы. Таблица 32.11 Дипольные моменты молекул [13] Дипольным моментом и нейтральной молекулы назы- называют произведение числа отрицательных (или положи- положительных) зарядов Nz , разделенных пространственно на среднее расстояние между их центрами масегд, :jjl = Nz X X rN . Величина ja измеряется в дебаях. 1 дебай — = 10-18 ед. СГСЭ. Молекула Азот Азота » двуокись » закись » окись Альдегид уксусный Аммиак Ангидрид сернистый Анизол Ацетил хлористый Ацетон Ацетонитрил Бензонитрил Бромбензол Бромоформ Формула N2 NO2 N2O NO C2H4O NH3 so2 C7H8N C2H.jOCl (CH3JCO C2H3N C7H6N C6H6Br CHBr, |j., дебай 0 0,3 0,2 0,16 2,7 1,4 1,6 1,2 2,5 3,0 3,4 3,9 1,5 1,0 667
Электронные термы двухатомных молекул Продолжение табл. 32.11 1 Г Рис. О 0,1 0,2 0,3 0,4 Расстояние между ядрами , им 32.8 Электронные термы молекулы Н, I14]. -16 - Расстояние между ядрами , им Рис. 32.9. Электронные термы молекулы Н^ 115]. 668 Молекула Винил » бромистый » йодистый » хлористый Вода Водород » бромистый » цианистый > фтористый Водород хлористый Диметиланилин Дифторметан Дихлорметаи Йодоформ Калий » бромистый » хлористый Кислород Кислота уксусная Литий бромистый » йодистый » фтористый Лития гидрид Метил » бромистый » йодистый 1> ХЛОрИСТЫЙ Нитробензол Нитрометан Нитроэтилен Пиридин Сероводород Спирт метиловый Трифторметан Угарный гаэ Углекислый газ Формальдегид Хлорбензол Хлороформ Цезий » йодистый » фтористый » хлористый Циан » бромистый » йодистый » хлористый Эфир » метиловый » этиловый Формула С2Н3Вг С2Н31 с2н,а Н2О н2 НВг CHN HF НС1 C8H4N CH2F2 сн2а2 СН13 КВг КС1 о2 С2Н4О2 •. LiBr Lil LiF LiH CH3Br CH3I CH3C1 C6H6NO2 CH3NO2 C2H3NO2 C6H6N H.S CH4O CHF3 CO co2 CH2O C6H6C1 CHC13 Csi CsF CsCI CNBr CN1 CNC1 C2H6O (C2HftJO p., дебай 1,41 1,26 1,44 1,84 0 0,8 2,9 ,9 ,1 ,6 1,96 ,6 ,0 9,0 9,0 0 1,7 6,2 6,6 6,2 6,0 1,8 1,6 1,86 3,8 3,1 3,4 2,2 1,1 1,65 ,6 0,1 0 2,2 1,6 1,2 il.O 7,6 10,4 2,9 3,7 2,8 1,3 1,1
0,08 0,12 0,16 0/0 0,24 0,28 0,32 0,56 Расстояние между ядрами,нм Рис. 32.10. Электронные термы молекул N2 и N^" [16]. 669
I 3 3 I У// Z -j- j^i 0,04 0,06 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 0,32 0,36 Расстояние между ядрами, им Рис. 32.11. Электронные термы молекул NO NO+ и NO" [16]. 670
< со I 5f I 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 9,32 0,56 Расстояние между ядрами, нм Рис. 32.12. Электронные термы молекул Ог, Of и ОГ 116]. 671
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Собелыиан И. И. Введение в теорию атомных спек- спектров. М., Физматгиз, 1963. 2. Ельяшевич М. А. Атомная и молекулярная спек- спектроскопия М., Физматгиз, 1962. 3. Аллен К. У. Астрофизические величины. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 4. Wiese W. L. e. a. Atomic Transition Probabilities, NSRDS-NBS4, Washington, 1966. 5. Стриганов А. Р., Свентицкий Н. С. Таблицы спек- спектральных линий нейтральных и ионизованных ато- атомов. М., Атомиздат, 1966. 6. Taxhenbuch fur Chemiker und Physiker. Berlin, Springer Verlag, 1943. 7. Зайдель А. Н. и др. Таблицы спектральных линий. М.—Л., Гостехиздат, 1962. 8. Flemberg H. «Ark. Mat. Astr. Fys.», 1942, Bd 28A, N 18, S. 1. 9. Kelly R. L. Naval Research Laboratory. Report 6648, Washington, 1968. 10. Вайнштейн Л. А., Сафронова У. И. «Краткие со- сообщения по физике», 1972, т. 3, с. 40. 11. «Trans. IAU», 1961, v. XI В, р. 215. 12. Герцберг Г. Электронные спектры и строение много- многоатомных молекул. Пер. с англ. М., «Мир», 1969. 13. Осипов О. А., Минкин В. И. Справочник по диполь- ным моментам. М., «Высшая школа», 1965. 14. Габович М. Д. Физика и техника плазменных ис- источников ионов. М., Атомиздат, 1972. 15. Madsen M. M., Peak I. M. Eigenparameters for the Lowest Twenty Electronics States of the Hydrogen Molecule Ion.—«Atomic Data», 1971, v. 2 C), p. 171. 16. Смирнов Б. М. Физика слабоионизо ванного газа М., «Наука», 1972. ГЛАВА 33 ЛАЗЕРЫ Название «лазер» (по другой терминологии — опти- оптический квантовый генератор — ОКГ) образовано по первым буквам сочетания английских слов: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения, что отражает основной физический принцип устройств, генерирующих монохроматическое излучение в опти- оптическом диапазоне частот от вакуумного ультрафиолета до дальней инфракрасной области. Основными элементами лазера являются: активная среда, источник накачки, возбуждающий вещество ак- активной среды, и резонатор. В обычных условиях от- отдельные возбужденные атомы вещества переходят на более низкие энергетические уровни спонтанно, т. е. независимо друг от друга. Целью возбуждения ак- активной среды в лазере является такое распределение атомов по возбужденным уровням, при котором между двумя выбранными уровнями достигается инверсия. Состояние с инверсной населенностью отличается от равновесного тем, что на верхнем уровне скапливается существенно больше частиц, чем это диктуется усло- условием равновесия. В результате число переходов с из- излучением фотонов между данными уровнями оказы- оказывается больше числа переходов с поглощением. Такое селективное возбуждение верхних уровней и обеспе- обеспечивается источником накачки. Резонатор лазера (система зеркал, между которыми располагается активная среда) обеспечивает обратную связь между световой волной, испущенной какой-либо частью атомов вещества, и атомами, еще находящимися в возбужденном состоянии. В результате этого проис- происходит упорядочение испускания фотонов атомами ак- активного вещества независимо от момента самого акта испускания, т. е. переходы между верхним и нижним лазерными уровнями осуществляются когерентно. Од- Одновременно лазерное излучение оказывается также мо- монохроматическим. Благодаря применению резонатора лазерное излучение обладает и еще одним отличитель- отличительным свойством: высокой направленностью. Все вместе это приводит к тому, что с помощью лазерных ис- источников света можно создать напряженности электро- электромагнитного поля, близкие к внутриатомным. С точки зрения единообразия механизмов инверсии и методов накачки лазеры классифицируют по типу фазового состояния активного вещества. Газовые ла- лазеры — на нейтральных и ионизованных атомах, мо- молекулярные газовые лазеры; твердотельные — на ос- основе примесных кристаллов, стекол и полупроводни- полупроводников; жидкостные — на растворах редкоземельных эле- элементов и на основе красителей. Многообразие длин волн, генерируемых лазерами, может быть расширено методами нелинейной оптики. 33.1. ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ Классификация газовых лазеров В настоящее время инверсная населенность и гене- генерация на нейтральных атомах в газовом разряде полу- получена более чем на 450 переходах, принадлежащих 29 элементам (рис. 33.1 и табл. 33.1). По типу возбуж- возбуждения газовые лазеры можно разделить на три большие группы: 1) лазеры с возбуждением в слабоионизованном постоянном или высокочастотном разряде; 2) лазеры с возбуждением импульсным разрядом с послесвечением; 3) лазеры с возбуждением импульсным разрядом с малым фронтом нарастания. Слабоионизсванный постоянный высокочастот- высокочастотный разряд. В качестве среды для непрерывно действующих газовых лазеров на нейтральных атомах чаще всего используется положительный столб тлею- тлеющего разряда. Плотность тока в таком разряде обычно порядка 100—200 ма/см2. Свойства плазмы положи- положительного столба определяются напряженностью элек- электрического поля вдоль разряда. В установившемся, неслоистом, однородном положительном столбе про- продольное электрическое поле таково, что число возникаю- возникающих электронов и ионов равно диффузионным потерям заряженных частиц на стенках разрядной трубки. Электронная температура в плазме разряда автома- автоматически устанавливается такой, которая необходима для поддержания потока положительных ионов и по- потерь электронов на стенках. В большинстве случаев, когда можно пренебречь объемной ионизацией и соуда- соударениями между электронами и атомами в метастабиль- ном состоянии, средняя электронная температура опре- определяется главным образом произведением давления газа в трубке Р и диаметром трубки D. Чтобы воспро- воспроизвести заданные условия разряда в каком-либо чистом газе, необходимо только обеспечить постоянство про- 672
1A ш Ш О Li Be Ш шв шв жв шв шв ш ш Fr RD- Ac Ti Ir Mb Ta Се Th Cr Mo Те Re Pr Pa Fe Os Co ,Rb Ir Pm Np Sm Pu Mi Pu Pt Eu Cm Tb Cf HO Es Er Fra Tm Mci i NO Lu Рис. 33.1. Схематическая периодическая таблица. Заштрихованы элементы, для кото- которых получена генерация в газовом разряде на нейтральных атомах [1]. изведения PD при постоянной электронной концен- концентрации. В слабоионизованной плазме положительного столба электронная концентрация прямо пропорцио- пропорциональна плотности тока через разряд. Импульсный разряд с послесвечением. Плот- Плотность тока в импульсных разрядах, в отличие от слу- случая постоянного разряда, достигает значительно боль- большего значения —до 300 а, см2, в результате чего имеет место сильная ионизация. В послесвечении импульсно- импульсного разряда преобладают процессы с большими времена- временами диссоциации и рекомбинации. Как в чистых газах, так и смесях, эти процессы приводят к импульсной ге- генерации с большим усилением и большой выходной мощ- мощностью, но оптимальные условия в импульсном раз- разряде или в послесвечении не устанавливаются простым произведением PD, а определяются напряжением про- пробоя газа, видом газа, потерями энергии в разряде, со- сопротивлением внешней цепи, формой переднего и зад- заднего фронта импульса тока. Импульсное возбуждение с малым фронтом нарас- нарастания. Импульсные разряды короткой длительности используются в основном для возбуждения газовых лазеров на самоограниченных переходах. В таких раз- разрядах время нарастания импульса тока должно быть сравнимо с радиационным временем жизни верхнего лазерного уровня. Только в этом случае возможно достижение инверсной населенности в разряде Плот- Плотность тока в максимуме импульса, необходимая для создания инверсии, оказывается порядка сотен и тысяч ампер на квадратный сантиметр. Условия возбуждения в разряде зависят от потерь энергии в единицу времени, давления газа, напряженности пробоя в газе, геомет- геометрии электродов и их расположения. Механизмы селективного возбуждения Во всех лазерных системах инверсная населенность достигается в результате действия одного или сразу нескольких перечисленных ниже механизмов возбуж- возбуждения. Передача возбуждения (атом—атом). В случае стол- столкновений второго рода происходит передача потенци- потенциальной энергии от возбужденного атома другому атому в результате неупругого столкновения. Этот процесс можно записать следующим образом: А' + В q± A + B' ± Д?оо, C3.1) где АЕсо—разность потенциальных энергий возбужден- возбужденных состояний А' и В' при бесконечном разделении атомов; А и В — чаше всего основные состояния ато- атомов. Если А' — метастабильное состояние, а В' может обедняться за счет излучательных переходов, то реак- реакция C3.1) идет в прямом направлении. Сечение такого процесса передачи возбуждения велико, если энергии возбуждения рассматриваемых уровней А' и В' доста- достаточно хорошо совпадают, т. е. &Еа> -» 0 (резонансное столкновение). При АЕсо ~0,1 эе сечение передачи воз- возбуждения мало. Передача возбуждения при столкно- столкновениях более вероятна в случае сохранения полного спина (AS=0). Примером системы, в которой исполь- используется селективное возбуждение путем передачи воз- возбуждения, является лазер на смеси гелий—неон (рис. 33.2). Передача возбуждения при диссоциации (атом— молекула). Такой процесс можно записать р форме Ж + А' + В + Г C3.2а) М' + АВ< ^М + А + В'+Г, C3.26) 673
Гелии- Г~ Число 170 165 - 5 Граница ионизации 20,5-34,5 О Рис. 33.2. Энергетическая схема уровней неона, показывающая совпадение уровней неона с уровнями гелия 2?Р2,i,o, ^Si, 21So и 2'Pi и лазерные, переходы, наблю- наблюдаемые в смеси Не—Ne [1]. где М' — атом в возбужденном (обычно метастабиль- ном) состоянии; Т — кинетическая энергия. В таких реакциях атом М' взаимодействует с молекулой АВ и вызывает переход молекулы из основного состояния в состояние с силами отталкивания (АВ)+ или (АВ)' (рис. 33.3). В состоянии с силами отталкивания или преддиссоциативном состоянии у молекулы нет равно- равновесия, и она диссоциирует на А'+ В или А + В'. Так как несколько преддиссоциативных состояний имеют энергию, приблизительно равную потенциальной энер- энергии М', а в реакции участвуют более двух атомов, то строгого требования на точность совпадения энергий, как это имеет место в передаче возбуждения между двумя атомами, нет. Избыток потенциальной энергии переходит в кинетическую энергию атомов А' и В'. Такой тип селективного возбуждения осуществляется, например, в лазерах на смеси аргона с кислородом и неона с кислородом. Оптическая накачка. Если длина волны интенсив- интенсивной линии совпадает с длиной волны резонансного пе- перехода какого-либо атома (в пределах доплеровской ширины), то возможно селективное возбуждение этого резонансного состояния (рис. 33.4). Получение ин- инверсной населенности возможно также и с возбужден- возбужденного уровня, если он достаточно хорошо заселен. Сле- Следует отметить, что для нейтральных атомов случаи сов- совпадения длин волн оптнческих переходов крайне редки. Возбуждение электронным ударом. Если возбужден- возбужденнее состояние связано радиационным переходом с основным состоянием, то из приближения Борна без учета электронного обмена следует, что это возбужден- возбужденное состояние селективно возбуждается в результате неупругих столкновений электронов с атомами. Так, для благородных газов селективное возбуждение из основного состояния осуществляется следующим обра- образом: (ярN + е- + г/ (пр)ъ ms - *-(ярM tnd C3.3а) C3.36) 674
Расстояние между ядрами Рис. 33.3. Кривые потенциальной эиергии двухатомной молекулы. Передача возбуждения при диссоциации мо- молекулы через состояния с силами отталкивания (АВ)+ или (АВ)' показана стрелками; пунктирными кривыми показано несколько состояний с силами отталкивания, которые оканчиваются уровнями с одинаковым воз- возбуждением. М' — метастабильное состояние [1]. Рис. 33.4. Лазерные переходы в парах цезия C,204 и 7,182 мкм) при оптической накачке [1]. где (ярN, (пр)ъ ms и (пр)'° md — электронные оболочки; т= и + 1, п + 2 и т. д., аи=2 для Ne, 3 для Аг, 4 для Кг и 5 для Хе. Если произведение PD достаточно велико для радиационного захвата резонансной линии но при столкновениях возбуждение еще не передается другим электронным конфигурациям, то радиацион- радиационный распад может происходить только через перехо- переходы, обозначенные на рис. 33.5 словом лазер. Этот тип селективного возбуждения в системе, где радиацион- радиационный распад нижнего лазерного уровня происходит с достаточной скоростью, может привести к реализа- реализации непрерывной генерации. Возбуждение газовых лазеров на самоограпиченных переходах осуществля- (лр) Граница ионизации (npM(n+2)d Рис. 33.5. Схематическая диаграмма электронных кон- конфигураций, ответственных за лазерные переходы в чис- чистом неоне, аргоне, криптоне и ксеноне [1]. (Стрелками указаны основные пути возбуждения и генерации.) ется также селективным возбуждением электронным ударом. Такие лазерные системы, обладающие большим усилением и малой длительностью импульса генера- генерации, уже осуществлены на парах РЬ, Си, Аи, Са, Sr и Мп, а также на благородных газах Не, Ne, Ar, Кг и Хе. Расположение энергетических уровней лазера на самоограниченном переходе показано на рис. 33.6. BepxHift лазерный уровень 1 возбуждается электрон- электронным ударом с основного состояния, а нижний лазер- лазерный уровень 2 — метастабилен (или квазиметастаби. лен). В такой трехуровневой системе при быстром воз буждении уровня 1 инверсняя населенность между уровнями 1 и 2 из-за быстрого нарастания населенности нижнего лазерного уровня возможна только на время, меньшее, чем радиационное время жизни верхнего лазерного уровня. Накачка излучательиыми каскадными переходами. Интенсивные лазерные переходы могут быть исполь- использованы для получения селективного возбуждения верх- верхних уровней других лазерных переходов, которые, вследствие того что их четность совпадает с четностью основного состояния, не могут эффективно возбуждаться прямым электронным ударом. Эта ситуация осуществляет- осуществляется на ряде лазерных переходов в гелий-неоновом лазере. 675
1 1 1 Резонансная линия \ Лазерный переход 1 1 1 ¦* ¦ I I 1 1 1 Диффузия на стенки и дезактивация при столкновениях i f » 1 1 1 i i ; i i 1 ¦ ¦ ¦ з Основное состояние атома Рис. 33.6. Обобщенная схема процессов возбуж- денш: и генерации в лазерах на самоограничен- самоограниченных переходах [1]. Нейтрализация заряда (ион-ионная рекомбинация). Нейтрализацию заряда можно записать в общем виде таким образом: А' + В + Т C3.4а) А+ + В"ч Хд + В' + Т. C3.46) Избыток энергии, уносимой в виде кинетической энергии Т одной из частиц А' или В', порядка электрон- вольта. Частицы А+ и В" имеют сильную тенденцию об- образовывать определенные А' и В или А и В', осущест- осуществляя тем самым селективное возбуждение одного из состояний А' или В'. Такой тип получения инверсии имеет место в лазере на смеси натрия и водорода, а так- также в послесвечении разряда в чистом кислороде и сме- смесях благородных газов при больших давлениях. Фотодиссоциация молекул. Широкие полосы погло- поглощения молекул позволяют использовать большое коли- количество энергии световой накачки. Излучение атомов, полученных в результате диссоциации, происходит в уз- узких характеристических линиях спонтанного излучения атомов. При фотодиссоциации двухатомных молекул обычно один атом оказывается в возбужденном состоя- состоянии, а другой— в основном: АВ + А' + В + Т. C3.5) Энергия кванта должна быть больше 3 зв для диссоциа- диссоциации молекулы АВ, возбуждения атома и передачи кине- кинетической энергии образовавшимся атомам. Примером возбуждения атома при фотодиссоциации молекулы является фотолиз газообразных CF8I и СН31. Таблица 33 1 Лазерные переходы в нейтральных газах [1] Лазерные переходы объединены по атомным груп- группам, показанным на рис. S3.1, в порядке возрастания атомных номеров. Для большинства идентифицирован- идентифицированных лазерных переходов значения длин волн линий ука- указаны для измерений в воздухе. Для значений длин волн в вакууме применяется курсив. В соответствии с уста- установившимися традициями сначала пишется верхний уро- уровень, а затем нижний. Возбуждение газа указано сокра- сокращенно: непр. — непрерывный слабоионизованный по- постоянный или высокочастотный разряд; имп. — импульс- импульсный разряд; кор. имп. — короткий импульсный разряд с малым фронтом нарастания тока. Иногда при иденти- идентификации переходов указаны все возможные уровни. Сомнительные идентификации помечены знаком «?». В ряде случаев указано значенк? PD или отдельно дав- давление компонент смеси Р и диаметр разрядной трубки D. Tpynaia, элемент \A Водород (рис. 33.7) Натрий (рис. 33.8) Длина волны, мкм 1,8751 1,1382 1,1404 Идентификация Первый член серии Пашена 4fafо 3d 2D- /o 7/2 4j2Si/2_3p2P1/2 4s2Si/2-3PsP3/2 Возбуждение ИМП. Примечания Малая добавка водорода @,01 мм рт. ст.) к гелию C,5 мм рт. ст.), D = 7 мм 0,001—0,003 мм рт. ст. паров натрия в смеси с водородом, гелием или неоном A—10 мм рт. ст.), D—12 мм Условия те же 676
Продолжение .абл- 33.1 Группа, элемент Калий (рис. 33.9) Цезии IB Медь (рис.33.10) Золото ЧА Кальций Стронции ив Кадмий Длина РОЛНЫ. МКМ 1,2434 1,2523 3,2040 7,1821 0,510554 0,578213 0,627818 5.5457 6,4567 0,8390* 1.1869* Идентификация 5s«S1/2-4p«P1/2 5s3Sl/2-4p 2-P3/2 8Р2-Р?/2 -8s*S1/2 4p2^/2-4s2 2D3/2 6Р2р?/2 - 6s22D3/2 4p iP° — 3d iD2 5p Ф? - 4d W2 — Возбуждение ИМП. » непр » кор. имп. » кор. имп. имп. ъ Примечания 0,1 мм рт ст. паров калия ъ смеси с водородом 3—5 мм рт. ст., ?>=12 мм Условия те же Пары цезия при 175°С, D = 10 мм Условия те же 0,1 мм рт. ст. паров меди в сме- смеси с гелием A—-3 мм рт. ст.), D = 10 мм Условия те же Пары золота при 1500°С, D = 10 мм Пары кальция при 460°С в смеси с гелием или неоном C мм рт. ст.) Давление паров стронция при 46 °С, 3 мм рт. ст. гелия или неона 0,03—0,05 мм рт. ст. паров кадмия, 2—20 мм рт ст. ге- гелия, D=12 мм 0,03—0,05 мм рт. cm паров кадмия, 0,05—1 мм рт. ст. гелия или неона, D = 12 мм Возможно, что это линия Cd II. 677
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент II В Кадмий Ртуть (рис. 33.11) Длина волны, мкм 1,4330 1,6485 0,3545 0,7065* 0,8677 ],11768 1,2222 1,2246 1,2545 !,2760 1,2981 1,3655 1,36755 1,5295 Идентификация 6p*P?-6S3Sl 4/3F4,3>2-5<PD3 — — lp lP\ — 7s 3Si — — — — V — lp 3P° — 7s 3S! &р'яР% — 7s3S1 Еозбужденне ИМП. » ИМП. » » » » » кепр. Примечание 0,03—0,05 мм рт. ст. паров кадмия, 2—20 мм рт. ст. ге- гелия, D = 12 мм Условия те же Смесь паров ртути и аргона ~-10~3 мм рт. ст. ртути и ар- аргона, D = 5 мм 0,001 мм рт. ст. пвров ртути, 0,8—1,2 мм рт. ст. гелия, D=15 мм 0,09—0,12 мм рт. ст. паров рту- ртути, 0,005—0,05 мм рт. ст. ге- гелия 0,001 мм рт. ст. паров рт\<те, 0,2 мм рт. ст. аргона, Ь = = 5 мм Смесь паров ртути и аргона, D = = 5 мм 0,001 мм рт. ст. паров ртути, 0,8—1,2 мм рт. ст. гелия, D = 15 мм 0,001 мм рт. ст. паров ртути, 0,2 мм рт. ст. аргона, D = = 5 мм 0,001 мм рт. ст. паров ртути, 0,8 мм рт. ст. аргона или 1,2 мм рт. ст. гелия,- D = = 15 мм 0,001 мм рт. ст. паров ртути, 0,8—1,2 мм рт. ст. гелия, D = 15 мм 0,09—0,12 мм рт. ст. парс в ртути, 0,005—0,05 мм рт. ст. гелия, D = 6 мм 0,09—0,12 мм рт. ст. паров ртути, 0,1—1,0 мм рт. ст. гелия, неона, криптона или аргона, D = 6 мм * Возможно, что это линия Аг 678
•о о 00 П я го ¦о го X ¦I га ) ¦о Энергия, эв Энергия, 00 ел и о го ¦о 5" S о 1Ы СО го ¦а к Е s« 1Я Етз п X СО — re X 0 я 'га в ё о ¦о о S; Серия Лаимана \- S > pis. ¦8 4 0,0373 • 1 • , Серия Пашена - - <*> ! <- - *- - T3 s n Энергия, эв Энергия, эв n О П) si ел о* a со CO ¦o 5= 1 > 1 1 "*3 Прямое ~t$ "kS возбуждение к с с с * электронным г Is. . IV. ударом 0,51055 мкм 0,578213 Генерация о 0 •Is ц. 4 L ."о сз П X ш ft ¦о ¦о х о § I к \^^ \ \ 1 I 649 \ 1 1 / г 1 J /75 / / i 1 Со Ъ >> >3 тз
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент ПБ Ртуть ш Таллий tv Углерод Длина волны, мкм 1,69202 1,69423 1,70733 1,71098 1,73297 1,81296 3,34* 3,930 5,880 6,490 0,5350 0,833515 0,94057 1,06831 1,06853 1,06912 1,45425 2,0645 Идентификйция 5/ iF° — Ы1Д2 5/ 3F{1 — Ы 3DS 5/3f0 _ 6d3D2 Id W2 — lp ipj 6p'3F° - Gd3Ds Qp' зр4 _ gs .iSl Ы 3D3 — 6p' ZP\ или 5gG — 5fF° Qp' !P° — Id :iD2 Уд o», — of) г | ИЛИ ЦрЗрО __ ios 3Sl Зр !S0 — 3s iP\ 3p W2 - 3s iP? 3p 3D2 — 3s »P° 3P3D,--as3P0 3p3Z>3-3s3p0 5rf.D°2-4p^2 Возбуждение ИМП . » * непр. имп. » кор. имп. имп. * непр. » Прнмечйния 0,09—0,12 мм рт. ст. паров рту- ртути, 0,005—0,05 мм рт. ст. гелия, D = 6 мм \ Условия тс же 0,09—0,3 мм рт. ст. паров рту- ртути, 0,005—0,1 мм рт. ст. ге- гелия, неона, криптона или воз- воздуха, D = 6 мм Условия те же 0,3 мм рт. ст. паров ртути, 0,25 мм рт. ст. криптона, D = 8 мм Условия те же Более 0,01 мм рт. ст. паров тал- таллия, несколько мм рт. ст. неона или гелия. D = 1,3 -г -- 3,0 мм 4 мм рт* ст. смеси углекислого газа и неона, D = 15 мм Условия те же или 2—16 мм рт. ст. смеси СО и гелия Условия те же 0,05 мм рт. ст. окиси углерода и 2—16 мм рт. ст. гелия 0,01 мм рт. ст. углекислого газа или окиси углерода, 2 мм рт. ст. гелия, D = 5 мм Условия ie же 0,02 мм рт. cm окиси углерода, 1 мм рт. ст. гелия, D — 10мм * Возможно, это линия не Pig I, а Кг I. 680
Про должение табл. 33.1 Группа, элемент IV Углерод Кремний Олово Свинец (рис. 33.12) V Азот Длина вол- волны, JUKM 3,4046 3,5155 5,5956 1,198418 1,203148 1,588402 0,657903 0,363954 0,405779 0,406213 0.72290 0,4120* 0,4321 0,4329 0,4525* 0,4750* 0,5440* 0,5500* 0,5540* 0,85940 0.86284 0,91876 0,93868 0,93928 1,34295 1,3585 Идентификация 4d»D° — 4р3Рг 6d3P°—5p3D3 4р "Si — 3d 3Р° 4p3D2 — 4s3P° 4р Юз—4s 3Р? 5s зро _ 4р sDl 10d3D0 2— 6p3P1 6p7ssPii — 6p2*P1 6p7s 3Р°—6р2 зр2 6p6d 3D° — 6р2 iD2 7s 3Р° — 6р2 !D2 3p2P?/2-3S*P1/2 Зр'Р^.-З.'Р.,, Зр'»в?/ж-з»' jd8/2 3p2D?. —3s2P,, Зр^.-З.'Р,,, зр'^?/г-з^р1/г 3p 2So^ _3g 2Рз/г Возбуждение непр. » » нопр. » » им п. кор имп » » » имп. » » » » » имп » » непр. имп. непр. Примечания 0,02 мм рт. ст. окиси углерода, 1 мм рт. ст. гелия, D==10 мм 0,03 мм рт. ст. SiCl4 или 0,04 мм рт. ст. SiCl4 и 0,5 мм рт. ст. неона, D = 6 мм Условия те же 0,03—0,05 мм рт. ст. SiC!4, 1—5 мм рт. ст. неона, D = — 6 мм Пары SnCl4 при комнатной темпе- температуре, D = 5,6 мм Давление паров 208РЬ при 800 — 900°С с добавлением гелия, не- неона или аргона, D = 2 мм f Условия те же 0,2—2,0 мм рт. ст. паров свин- свинца, 3 мм рт. ст. гелия, D = = 10 мм 0,001—0,02 мм рт. ст. смеем азота и ртути, D = 3 мм Разряд (в-пинч) в азоте A ммрт. ст.), D = 25 мм Условия те же 0,001—-0,02 мм рт. ст. смеси азо- азота н ртути, D = 3 мм Условия те же 4 мм рт. ст. смеси азота и гелия, D — 15 мм 0,2—0,7 мм рт. ст. азота, 3 мм рт. ст. гелия, D = 15 мм 4 мм рт. ст. смеси азота и ге- гелия, D = 15 мм 0,02—0,2 мм рт. ст. азота, 0,01—0,1 мм рт. ст. кислоро- кислорода, водорода, гелия и неона, D = 3 мм; или 4 мм рт. ст. смеси азота и гелия, D == 15jhjh Условия те же 0,2—0,7 мм рт. ст. азота; или 0,15 мм рт. ст. азота, 3 мм рт. ст. гелия, D = 15 мм 0,03 мм рт. ст. окиси или закиси азота, 2 мм рт. ст. гелия или 1 мм рт. ст. неона, D = 5 мм * Есть некоторые сомнения относительно точности измерения длины волны зтон линии, поэтому ее отождествление с линией азота может оказаться ошибочным. 68)
80000 75000 - г 118937 70000 - 0,7039мкм - 0,7204 104731 2 О Pi/г 2р° 'л/г зр ¦ 0,7123 . 2ро 4/2 SS . 2р0 'зр Основное состояние Рис. 33.11. Схема большинства лазерных переходов в парах ртути [1]. (Кружками обозначены нечетные, Рис. 33.13. Схема лазерных переходов во фторе. а горизонтальными линиями — четные уровни атома.) II]• 95 90 - •о 55 SS 80 - 75 - 70 - 4S -*Р *Р - --11/2 -312 - Г а о*о if* о 1/2 -tP 1/2 _ 3/2- 1,3893 ¦^\5/2 7/2 3/2 3d 1/2 ^^2,6199 1,9755 2,4470 F =7/2 1/2 7/2 682 Рис. 33.12. Схема лазерных переходов в парах свинца [1]. Рис. 33.14. Схема лазерных переходов в хлоре [1].
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент V Азот VI Кислород Сера Теллур VHA Фтор (рис. 33.13) Длина, вол- волны, мкм 1,45423 1,4577 3,7942 3,8154 0.844628) 0,844638 * 0,844672f 0,8446801 0 882045 2,890 4,563 5.981 6,8161 6,858 6,8731 10,400 0.5160322* 0.5219622* 1,0455 1,0636 0,54542* 0.56402* 0,6350 0,7024 0,70:9 0,7129 Идентификация 4s<P6/ — 3p4f4 i „ i 3P-P0,2,l —38^ 3/ifj- 3s' »О° Ар 3P — 4s »S° Ap 3P — 3d *O° Id ЧУ> — &p 3P 3s'4)?2-Ap*P.2l „ 5p зр __ 5S 3So 3s'3D°—4p3P2 5p sp __ 4^ so» — — 4p 3P2 — 4s sSi Ap'iFt — 4s'W° — — 3p2pS/3-3s2p./2 3p2P%,-^2P'h 3p2P?/a—3s2P1/2 Возбуждение ИМП. непр. ИМП- » непр имп. непр. » » ИМП- непр. имп- непр. имп. » непр. » имп. » » Примечания 0,2—0,7 мм рт. ст. азота; нли 0,15 мм рт. ст. азота, 3 мм рт. ст. гелия, D = 15 мм 0,03 мм рт. ст. окиси или закиси азота, 2 мм рт. ст. гелия или 1 мм рт. ст. неона, D = 5 мм 0,2—0,7 мм рт. ст. азота; нли 0,15 мм рт. ст. азота, 3 мм рт. ст. гелия, D= 15 мм Условия тг же 0,01—0,04 мм pm. cm. кислорода, 0,35 мм рт. ст. неона, 1,4 мм рт. ст. аргона, окиси углерода, углекислого газа и пи гелия, ?)-= = 7 мм; или 0,1—2 мм рт. ст. кислорода, D= 10 мм В смеси углекислого газа и неона D мм рт. ст.), D— 15 мм 0,08 мм рт. ст. кислорода, 0,5— 1,0 мм рт. ст. гелия или нео- неона, D = 5-т-7 мм Условия те же 0,08 мм рт. ст. кислорода, 0,5— 1,0 мм рт. ст. гелия или нео- неона, D = 5-J-7 мм В чистом кислороде, D= 15 мм 0,08 мм рт. ст. кислорода, 0,5— 1,0 мм рт. ст. гелия или неона, D = 5—7 мм В чистом кислороде, D= 15 мм 0,08 мм рт. ст. кислорода, 0,5— 1,0 мм рт. ст. гелия или нео- . на. D = 5-j-7 мм 0,015—0,06 мм рт. ст. двуокиси серы, D = 1,5—6 мм Условия те же 0,03 мм рт. ст. SFe или 0,03 SFe. 2 мм рт. ст. гелия. Так же в смеси H2S с гелием, неонэм или аргоном, D = 5 мм Условия те же Теллур при температуре 125— 250°С, 0,1—0,25 ммрт.ст. не- неона, D = 6 мм 0,001—0,002 мм рт. ст. теллу- теллура, 0,2 мм рт. ст. неоиа. D = 3 мм Условия те же 0,03—0,1 мм рт. ст. CF4, CFe или C2Fe, 2—10 мм рт. ст. ге- гелия , прокачка этой смеси, D = = 25 мм \ Условия те же 1 • Это триплет О I Четыре линии в генерации возникают из-за большой доплеровской ширины линии (вызва.ю это возбуждением и д::с- нацией молекул кислорода) и радиационного захвата цеитра линии. Вследствие этого усиление иа крыльях линии больше. социаци.... ...„„.—,, —¦--„-. ** Возможно, это линия иона. 683
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент У11Л Хлор (рис. 33.14) Бром (рис. 33.15) Иод хпв Марганец (рис. 33.16) Длина волны, мкм 0,945206 1,3863 1,3893 1,58697 1,9755 2,0199 2,4470 ¦3 ПК79 О , \J\J 1 ?, 2,2866 2,3513 2,8377 0 980* 1,010* 1,030* 1,060* 1,3152 1,4542 2,5987 2,7572 3,036 3,236 3,429 4,858 4,862 5,497 6,720 6,902 9,016 0,5341065** Идентификация 4р 2Р2 4s 2P ЫЧ\, — 4/j«D?. /2 ' /2 3d 4Р3/2 — Ар 4%и 3d 4F9/2 — Ар Ю7/ 3d 4D 4 -ф*1 3d*D6/2 —4рчр8/г 3d4) 4 *ПР ' /г ' 7/3 5п 2D° 5s 2P «13..,.-ЗД?,. 4d[3]C/ — 5р[2] j; 4<i[3],/2 — 5/7C]"/ 5„5 грО 5«-"' 2Р •/г 3/= 7р[1]°3 — 6d[2]8 5d[2]3/2-6p[l]»/2" (iD2Md[2]s — (ID2Np[l]?/ rd[21 6° 1110 l Ь/г ')l J3/2 CP2Md[2]b/ — CP2Np[l]° CP2Md[4]7/2— CР2Nр[3]?/г 5d[l]3/ — 6p[2]5/ J /2 J /2 5d[4]9/2 - 6p[3]v 5d[2]6/2-6p[l]3/2 6.s[2]3/2-6p[l]3/2 5d[3]!/z - 6р[2]5/г 5d[3],/2-6p[2]5/2 (/6P?, —aeD,, J /2 /2 Возбуждение непр. имп. » непр. » » » » непр » имп. » » имп. (фотолиз) » непр. » » » » » кор. имп. Примечания 0,01—0,08 мм рт. ст. хлора, 0,3—3 мм рт. ст. гелия или неона, D = 6 мм 0,3 мм рт. ст. НС1, 0,1 мм рт. ст. гелия или неона, D= \4мм Условия те же В смеси фреона и гелия C,3 мм рт. ст.) В НС1 или 0,1 жж рт. ст. хлора. D — 6 мм Условия те же 0,09 мм рт. ст. хлора, 1,5— 7,2 мм рт. ст. гелия, D — = 25 мм 0,09 мм рт. ст. хлора, 2,1 мм рт. ст. аргона D = 25 мм 0,3 мм рт. ст. бромистого водо- водорода , D = 12 мм \ Условия те же 0,1 мм рт. ст.—давления паров ;.иода, несколько мм рт. ст. ге- гелия , D = 5 мм } > Условия те же J 30 мм рт. ст. CF:I или СН31, D = 7 мм 0,3 мм рт. ст. HI, D = 14 мм 0,3 мм рт. ст. HI, 0,3 мм рт. ст. неона, D = 14 мм В HI, D= 12 мм В смеси СН31 и паров иода или CF3I с гелием, аргоном или ксе- ксеноном, D = 50 мм В парах иода или HI, D= 12 лш В парах иода, D = 12 жл/ В смеси CF3I, CH31 или пэров иода с гелием, аргоном или ксеноном, D = 50 лл Условия те же 0,1—2,0 жл pm. cm. паров мар- марганца (температура 1100 — 1300°С), 1,0—2.0 мм рт. ст. те- лия, Dr= 10 мм * Возможно, это линия однократно ионизованного иода. 2* Генерация наблюдалась на шести компонентах сверхтонкой структуры этой линии. 684
Рис. 33.15. Схема лазерных переходов в атомарном броме [1]. (Штрихами указаны сильные спонтанные пе- переходы.) so - t ~l*fkMp I 4ps 4pO 4-qC I 2pO [1] 1/2 2,3513мкм [3]5/2 PJW Продолжение табл. 33.' Группа, элемент VHB Марганец (рис. 33.16) 0 Гелий (рис. 33.17) Длина волны, мкм 0,5420368 0,5470640 0,5481345 0,5516777 0,5537149 1,28997 1,32938 1,33179 1,36257 1,38638 1,39975 1,8685 1,9543 2,05813 2,0603 95,8 216,3 Идентификация еро _ ю ep"/2 - e°v! о ' «Р°' _ во' бр" б?) ер ° &о ер"z _ ее,,2 ср° Z _ ед'2 ер"'г— еоа' Ч. - Лч> Af SF — 3d 3D Ар 3Р — 3d 3D 7d '«D — Ар 4> 3p ipx — 3d Ч\ Ap ip — 4d iD Возбуждение » » » » » » » » >, » » » » » » » » » непр. » кор. имп. непр. » Примечания 0,1—2,0 мм рт. ст. паров марганца (температура 1100— 1300Х), 1,0—2,0 мм. рт. ст. гелия, D = 10 мм 0,4 мм рт. ст. гелия, D = 6 мм Условия те же 2,7 мм рт. ст. гелия, Р=1,3лш 8,0 мм рт. ст. гелия, примесь аргона или азота*, D = 7 мм 0,1 мм рт. ст. гелия, О = 60лш Условия те же * Незначительное количество аргона илн азота опустошает метастабильиый уровень Не 2 3S, с которого возможно возбуждение на нш- вий лазерный уровень 4ргР электронным ударом. 685
35 30 25 20 15 /P0- z"p" aeJD (PS 3ds(aeSLs(asSLpt/ep& \3d5(a6SLS(a7SLpzV' 3d%-sDLSasD J= 9/2 7/2 5/2 3/2 1/2 0 - Рис. 33.16. Схема лазерных переходов и электронного Рис. 33.17. Схема лазерных переходов в гелии [1]. возбуждения в парах марганца 11]. Продолжение табл. 33.1 Группа. элемент 0 Пеон (рис. 33.18) Длина волны. мкм 0,540056 0,58525 0,59:93 0,594483 0.60461 0,61180 0,614309 0.62937 0.632Р2 0,63518 0,64011 0,73048 Зр' Зр' 5s' 3// 5s' 5s' 3/) 5s' 5s' 5s' 5s' 5s' Идентификация Рака [",]0-3sP/2]° '/2lo 3S'[!/21? ['/2]?-3pP/2]2 P/zIr-~S [3/2l2 [i/2]"—3p|s/2], [¦/2jV—зр[з/2]а l3/3]2~3s [:'/2]° ['/.]?-3p' I»/»]! [Val?—3p'[3/2]2 |i/2]?—Зр'Р/гЬ ['/2]?—3p[Vs]o Пашсна 2p,-ls4 2/)]—Is. Oo% ^78 2p4—lsr, ?s3-2p7 ?s,-2a 2pc— 1 s,-( 3s2-2,M ?S2—2p4 CS2 Z/).t ?s2—2p2 3s2— 2,h Возбуждение кор. имп. » » пепр. кор. имп. иепр. » кор. имп. непр. » » » » Примечания 3 мм рт. ст. неона, D - В длинных ра рядных = 5 мм. грубках 0,001—0,2 мм рт. ст. смеси ге- гелия и неона с примесью арго- аргона* , D = 3 мм В смеси Не—Ne E:1), = 3,6 мм рт. ст.-мм'1* 0,3 мм рт. ст. неоиа, D В смеси Не—Ne E:1), = 3,6 мм рт. ст.-мм2* Условия те же 0,3 мм рт. ст. неона, D В смеси Не—Ne E:1) = 3,6 мм рт. ст.-мм'2* PD = = 5 мм PD = = 5 и PD = Самая сильная из линий перехода 3s2—2р. В смеси Не — Ne E:1) = 3,6 мм рт. ст.-мм Как для линии 0,6328 мкм 2Я I > Условия те же 1 PD = * Примесь аргона иеобхочнма для обеднения метастабнльного уровня неоиа Ne—Is. =* Для ? операции на этих линия с необходимо подавление генерации иа линиях 0.6328 и 3,39 мкм. 686
Продолжение табл. 33.1 Группа, эле- элемент 0 Неон * Длина волны, МКМ 0,88653 0,89886 0,9486 0.9565 1,0295 1,0621 1.0798 1.0844 1,1143 1,1177 1,1390 1,1409 1,15228 1,15250 1,1602 1 1614 1,1767 1,1789 1,1985 1,2066 1,2460 1,2586 1,2594 1,2689 1,2767 1,2887 1,2912 1,3912 1,5231 1,6405 1,7161 1.8210 Идентификация Рака 4s'[V2]?-3p[i/2]1 4s'[i/2]o-3p[1/2h 4s[*/d|-3/>[V.]i 4sl»/.]2-3p[1/dt 4s' [V2]? - 3p p/ak 4s'[I/a]?-3p[3/ih 4s'[»/2]o-3p|s/2h 4s' [»/.]? - 3pP/d. 4s P/2]° - 3p[6/2]2 4sP/2]°-3/7[6/2]3 4SP/2J2 —3p|5/2]2 4s' [»/d? - 3p'|3/2]j 4s' [VJ? - 3p'P/2]2 4s [3/2]° — 3p[3/2]t ^'P/d? —ЗрР/do 4SIV218-VP/di 4s' [Vdi - 3p'[Vd» 4s [3/2]? - 3p[3/2]2 4s' [»/2]8 - Зр'р/ssh 4s P/sIo - 3pP/«]« 4e [»/,]?-3p'l'/d» 5fP/d4.5-3rfl7/jS 4s [»/*]?-Зр'Р/,], 4s [3/2tf - 3p['/2]o 4s[«/J2-3p'P/.h 4sP/2]?-3p'[V2]? 4s p/J§ - 3p'P/2]2 4sP/2l2-3p'[V2b 4s'['/2]?-3p'['/2lo 6s[s/d2-4P[6/2b 4s[s/2]?-3p'[V2]o 4p'[V2]i-4s[3/2]? Пашена 2s2-2p10 2s3—2p10 2s4—2p10 2s5—2pl0 2s2—2p8 2s2-2p7 2s3—2p7 2s2-2p6 2s4-2p8 2s6—2po 2s5—2p8 2s2—2p5 2s2—2p4 2s4—2p, 2V- 2p3 2*,—2p6 2s2—2p2 2s4—2p6 2s3—2p2 2s5—2p6 2s4—2p5 5V—3d', 2s4— 2p4 2s4— 2p3 2s5—2p6 2s4—2p2 2s6-2p4 2s6—2p2 2s2—2Pl 4s6—3p0 2s4-2Pl 3/),-2«, Возбуждение непр. » имп. » непр. » » » » » » » » » » » икп -* » непр. » » имп. иепр. имп.2* непр. « » Примечания Наблюдается в очень длинных раз- разрядных трубках Условия те же В смеси неона с водородом* Условия те же Наблюдается в очень длинных раз- разрядных трубках 2,8 мм рт. ст. смеси Не—Ne, парциальное давление неона 0,15 ммрт. ст., D = 5^-10мм2* В смеси Не—Ne A0:1), PD -- = 10 ммрт. ст.-мм Условия те же Как для линии 1,0798 мкм. На- Наблюдается также в чистом неоне и смеси неона с водородом Условия те же Как для линии 1,0798 мкм Как для линии 1,1143 мкм Самая сильная из линий 2s—2р-пе- рехода. В смеси Не—Ne A0:1) PD = 11 мм рт. ст. ¦ мм Тлеющий разряд в чистом неоне. оптимум PD меньше 0,5 мм рт. ст.-мм В смеси Не^—Ne Условия те же Как для линии 1,1143 мкм В очень длинных разрядных труб- трубках в смеси неона и водор(Д| В смеси Не—Ne В смеси Не—Ne В очень длинных разрядных труб- трубках в смеси неона и водорода 0,2 мм. рт. ст. неона, 3—4 мм рт. ст. гелия, D=5,2 мм В смеси гелия и водорода Как для линии 1,2460 мкм Условия те же В очень длинных разрядных труб- трубках в смеси Не—Ne Как для линии 1,2460 мкм В смеси иеона и водорода Как для линии 1,0798 мкм 0,2 мм рт. ст. неона, 3—4 мм рт. ст. гелия, D = = 5,2 мм Как для линии 1,2887 мкм Условия те же • Для генерации иа этой линнн необходимо подавление генерации на других линиях перехода 2s—2p. 2* Оптическая накачка гелиевой лампой. 687
Продолжение табл. 33.1 'ручпа, ьлемент 1еон t Длина волны, мкм 1,8281 1,8287 г, 8309 1,8408 1,8596 1,8602 1,9574 1,9577 2,0350 2 0356 2 1019 2,1041 2,1708 2,326 2,3951 2,3956 2,42 2,4226 2,4250 2,5400 2,5524 2,7582 2,7826 2,864 2,9456 2,9676 2,9818 8,0268 Н.0726 Идентификация Рака 4m.,]4,_3d['/2tf 4f P/9I 3d I7/-?1 J J.5 tf 15/2]2,з — 3d [3/г1? 4f[b/.i]2 — 3d [з/2]° 4/['/г]з — 3d|=/2]? 4f ['/2]3,4 — 3d ["/ah 4p' [3/2]2 — 4s' [3/2]° С 4p'l3/2]2-4s[:'/2]? 4p' [1/2]i — 4s [s/2]? 4rf' 15/г]? —4o [3/г]2 4/э'11/2]о —4s'p/2l" 4Dl»/e]o-44»/2l? 4p' [1/^ _4s|1/2]i1 5s' ii/г]'/ — 4p [V2]i 4p'l3/2b-4s'[y2]° 4d [V2]?— 4p [3/2]2 j 4s is/ 'u 4p 1 /2I1 l /г/о 4dl3/2]?-4/5[1/2]0 4d' РАЛ? - W l3/».l2 ^ |.i/. i0 4P [l/jjij 4dl:i/i]? — 4p'[3/2]i 4d[3/2]^-4p'f3/2]1 4dp/2]0_4p'|i/2]i as' [*/2J| —4p [*/2|o Пашена 4/ — 3d4 W — 3d, 4Y — 3d3 4Y — 3d, 4Z —3d', 4Z — 3d,' 4p4 2s-, *8 — 2s6 3o, — 2s4 3Рг _ ъ>а 4s""—3pe<?) 3p, — 2s, 3p3-2s4 3pp — 2s5 3p4— 2s, 3p2 — 2s2 3s2 — Зрю W —3p9 3p5 — 2sv 4d5 — 3p, 3pl0 2s5 4d, — 3p3 3i3 — 3p7 4s,' — 3p4 3s4—3p1P 4d., — 3pf 4d, — 3/>5 4d, — 3a/, 3sv — 3p3 Возбуждение непр » » » » » » » » » » » » » » » » • » » » » » » Примечания В смеси Не —Ne A0:1) PL) = 8 мм рт. ст.-мм ) л, } Условия те же / В смеси Не —Ne A00:1) PL) =8 мм рт. ст.-мм Как для линии 1,8281 мкм Условия те же В смеси Не — Ne. Также в чис- чистом неоне, PL) = 0,1 — 0,5 мм рт. ст-мм В смеси Не — Ne Как для линии 1,9574 мкм В смеси Не — Ne В очень длинных разрядных трубках Как для линии 1,9577 мкм 0,05 мм. рт. ст. чистого неона В длинных разрядных трубках В чистом неоне или смеси Не—Ne В смеси Не — Ne или в чистом неоне 0,6 мм рт. ст. смеси Не — Ne E:1), D=8 мм 0,86 мм рт. ст. смеси Не — Ne A3:1), D= 22 мм В длинной разрядной трубке 0,15 мм рт. ст. неона, D = = 15 мм В смеси Не — Ne 0.01—0,2 мм рт. ст. неона, 0,0—1,0 мм рт. ст. гелия, D = 10 мм В длинной разрядной трубке, в чистом неоне или в смеси Не —Ne, D= 10 мм Как для линии 2,5400 мкм Условия те на 0,65 мм рт. ст. смеси Не — Ne A2:1), D = 10 мм Необходи- Необходимо подавление генерации на линии 3.39 мкм О О
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент 0 Неон Длина волни, мкм 3,3182 3,3342 3,3362 3,3813 3,3840 3,3903 3,3913 3,4481 3,5845 3,7746 3,9817 4,2183 5,4048 5,6667 7,3228 7,4211 7,4237 7,4799 7,4994 7,5313 7,6163 7,6461 7,6510 7,6925 7,7015 7,7407 7,7655 7,7815 7,8368 8,0088 8,0621 8,3370 8.8413 9.0533 или 9.0896 Идентификация Рака 543/21,-4р[«/2]2 ^[Vdj-VP/di 5sp/2l9 — 4рГ6/2]3 7«'[V«lo-5p'P/di 7«'P/dS-5p'[1/Ji 5s't1/2]?-4p'[V2]i 5s'[1/2]?-4p'P/2]2 &P/d?-4pP/di 5s[3/2]2-4p[3/2]2 4p'[i/ i 3d[3/J? MVd? - 4plV2]o 5s'[l/2l?-4p'l1/2]o 4p'[1/2]o-3d'P/2]? 4p[1/2]o-3dP/2]? 6sP/df-5pP/ib es'p/.lo-^p'P/.h или es'p/jS-sp'P/A 5p'[1/2b-4rfP/2]2 4|»P/Ji-3d[»/J? 6s[3/2]2-5p[6/2b 6s[s/2]?-5p[3/2]i 4pP/2]i-3d!B/2]2 5p'[3/2]i - 4dp/J2 4p[8/2]2- Wdg 4p'P/2b-3d'[6/2]2 VP/di-W'P/ds 4pp/2b-3dP/2]^ 4p'P/2b-3d'P/2l2 6sP/2]2-5pP/2]i 6sp/2l2-5p[3/2b VP/di-M'P/ig 4p[«/2]3-3dp/2]S VP/di-MfVtg esp/dJ-srtVdo Пашена 3s4—3p8 3S2—3p6 3%—Зрб 5%—4p6 5%—4p2 3s2—3pa 3S2—3p4 3s4~3p, 3s6—3p« 3px—3d2 3s4—3p3 3s2-3p, 3pi—3s, Зрз—3d2 t 4s6—4p0 4s3-4p2(?) или 4s3—4рБ 4p2—4d3 Зрб—3rfi 4s6—4p8 4s4—4p, 3p7—3di 4p6—4rfi 3p8—3rf4 3p4—3sx 3p«—3s," 3pr-3rfs Зр2—К isb—ip-, 4s6—4p6 3P6-3S;; Зр,.—Щ 3p6—3dJ 3a,—3d| 4s4—4p3 Возбуждение непр. » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » Примечания Как для линии 2,5400 мкм \ 1 Условия те же 1 В смеси Не—Ne E:1) PD = 3,6 мм рт. ст.-мм В смеси Не—Ne E:1) PD = 3,6 лш рт. ст.-мм Очень большой коэффициент уси ления Как для линии 2,5400 мкм ) г Условия те же J Как для линии 3,0720 мкм 0,01—0,2 мм рт. ст. неоня, 0,00—1,0 мм рт. ст. гелия. D= 10 мм Условия те же 0,15 мм рт. ст. неона, 0,3 мм рт. ст. гелия, D=15 мм 0,01—0,2 мм рт. ст. неона 0,0—1,0 мм рт. ст. гелия D =10 мм Условия те же 23—748 689
I 135 Рис. 33.18. Схема основных групп лазерных переходов в неоне [1J. 125 - 120 - 115 110 105 - 100 - 95 ~ 90 - Рис. 33.19. Схема основных групп лазерных переходов в аргоне [1]. Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент 0 Неон Длина волны, мкм 10.0637 10,981 11,861 11,902 12,835 IS.759 14,930 16,638 Идентификация Рака 4Р [1/2], - ЭД1/2]? 4p[1/2l,-3d[»/2]0 5p[»/2]o-4d'[3/2|? 7s'[V2|?-6p'l3/2]? или 4d'l3/2|-4/p/2|3 — 5Р|Э/2Ь-МВ/2]2 Пашена Зр10—34 ЗРю—3d3 4Рю—3s6 4р3—4d2 4р,—4s, 5s2—5p4 As\—ЛУ — 4Pe-4d; Возбуждение непр. > » » > Примечания 0,01—0,2 мм рт. ст. неона, 0,1 —1,0 мм рт. ст. гелия, D = 10 мм 690
Продолжение табл. 33.1 Группа, элемент 0 Неон Длина волны, мкм 16,668 16,893 16,947 17,158 17,189 17,804 17,841 17,888 18,396 20,480 21,752 22,836 25,423 28,053 31,553 31.928 32,016 32,516 33,824 или 33,837 34,552 34,679 35,602 37,231 41,741 50,705 52,425 Идентификация Рака 5pf3/2]2-4d[5/2]? 5p[3/2]i-4dp/2]? 5р15/2|2 - MP/J§ 5p'[3/2]2-4d'[<V2]? 5p'[3/2]2-4d'[3/2]<! VP/di-"'[•/,]§ 5p'[3/2]i-4d'p/2]!| 5p[B/2]3- 4d['/2]° 5p[B/2]2-4d[*/2]° Wdo-Mp/s]? брР/ib-Sdp/,]? 5pp/,h-4dl»/1g 6p'P/i]e-5d'[*/«l? 6p[3/2L-5d|»/2]« 6p{3/2]2-5d[*/2]° 6Pp/Ji-5dp/,]g 6p[6/2]2-5d['/2]g 6p'{3/2]2- 5d'[V.ls fip'P/sli-M'P/iJs , или 6p[B/2]3-5d|'/2]? ft»'P/sb-5d'P/.fi 6p[B/2|2-5d|V2l2 7p[1/2]«-6d|3/2]J) 7p'[»/2]o-6d'|»/2]{) 6p[V2|i-5d[3/2]? 7pl3/2|2-6d[^/2]» 7p'I1/2]i-6d'P/2J2l Пашеиа 4pe—4d, 4p,—4dJ 4p8—4d4 4p4—4s,"" 4p4—4sJ 4p2—4sJ Vs-4«i"" 4p9—4d, 4p8—4dJ 5p3—5d6 5p3—5d, 4pio—4d3 5pi—5s,' 5p,—5d6 5pB-5dj 5p,—5dJ 5pg—5d4 5p4—5sj" 5p5-5s,"" или 5p8—5dl 5p2—5sJ 5pg—5d, 6Ps—6d.2 б/?!— 6S, 5p10—5d3 6pe—6ds 6p2—6sJ Возбуждение непр. » » » » » » » » » » » » » Примечания 0,01—0,2 мм рт. ст. неона, 0,0—1,0 мм рт. ст. гелия. D= 10 мм Условия те же В чистом неоне Р—0,05 мм рт. ст. D=21 мм 0,01—0,2 лш рт. ст. неона, 0—1,0 мм рт. cm гелия, D = 10 мм Условия те же С чистом неоне Р=0,05 мм рт. ст., D — 21 мм Условия те же В чистом неоиеР=0,02мм рт. ст., D==47 мм ?3* 691
Продолжение табл. 33.1 Группа* элемент 0 Неон Аргон рис. 33.19) Длина волны, мкм 53,486 54,019 54,117 55,537 57,355 68,329 72,108 85,010 86,962 88,471 89,859 93,02 106,07 124,52 или 124,76 126,1 132,8 0,706721 0,7503 0,8780 1,0935 1,213962 1,240275 1,270221 1,3472 1,4093640 1,618 1,694058 1,791437 Идентификация Рака 7р13/2]2 —6й[Б/2]з 7р [3/2]j _ 6d [Б/2]о 7Р [6/2]2 — Ы |'/2]з 7Р' I3/2]i — &Г |6/2J2 7р|Б/2]з —6d|'/2]S 7р [V2]i — 6d р/2]° 8р' [i/2]0 _ jd' [3/2]° 8р'[3/2]2— 7d[V2]2 8р|в/2]з —7^[7/2]з lOp[i/2]o —9d{3/2]? 9р |3/2]i — 8rf 15/2]° или 9р|3/2]2 —8rf|5/2J3 — — V [3/2]2 — 4s [3/2]| 4p'|i/2]0—4s' [!/2]? 3d'[3/2]° — 4p'[3/2], 3d[3/2]? — 4p[3/2]i 3d' C/2]У — 4р' [Vdi 7d[3/2]2—5p[3/2]2 3rf |3/2]i —4p[1/2]o i 5s[3/2]°-4p'[3/2]2 3d[3/2]»-4pP/2]2 3d[V2]? —4p[3/2]2 или з-P/dS-^P/d. Пашена 6pe — 6^; p, — 6dj 6p8—6d4 6po — 6^4 брю — 6Л, 7 p± — 7Sj 7pe — 7d; 7p4 — 7sx 7/?9 — id. *Pq —'' ^*4 9рз — 9d2 — — ^ — — 2pi — Is;! — — 3sj — 2p4 3dj! — 2p, 3sJ — 2p2 7d3 — 3p6 3d2 — 2p6 2s5 — 2p3 3^-2р6 3d6 —2p6 или 3de-2p, Возбуждение непр. » » » у, » » » » » кор. имп. » имп. » » непр. имп. непр. » * Примечания Как для линии 34,679 мкм 0,05 мм рт. ст. неона, 0,1 мм рт. ст. гелия, D = = 21 мм Условия те же Как для линии 52,425 мкм 0,03 мм рт. ст. неона, 0,07 мм рт. ст. гелия, D = = 21 мм В чистом неоне P=0,035jhm рт.ст.. D= 21 мм Как для линии 52,425 мкм В чистом неоне Р~0,035мм рт.ст., D = 21 мм Условия те же В чистом неоне Р=0,01ммрт.ст., D = 47 мм Условия те же 1 В смеси аргона с неоном (гелием @,001—0,02) мм рт.ст. аргона, ?) ^ JHJH Условия те же 0,03 ммрт. ст. аргона, D = 3 мм \ Условия те же 1 0,25 ммрт. ст. аргона, D = 2,2 мм 0,04 ммрт. ст. аргона, D = 7 мм 0,05 мм рт. ст. аргона, 2,5 мм рт. ст. аргона, D= 7 мм 0,035 мм рт. ст. аргона, D = 7 мм 692
Продолжение табл. 33.1 — Группа, элемент 0 Аргон Длина волны, мкм 1,8167 2,0616 2,0986 2,133 2,1534 2,2044 или 2,2083 2,313320 2,3973 2,5014 2,5494 2,5512 2,5634 2,5668 2,6843 2,7364 2,8202 2,8783 2,8843 2,9280 2,9796 3,0462 3,0996 3,1333 3,1346 4,7330 4,9160 4,9213 5,1216 5,1218 5,4680 5,4694 5,8477 5,8666 Идентификация Рака 3dp/dS-4pIVJ, 3<Ч8/2]?-4р'[3/2]2 3^[1/2]?-4p[i/2]o 3*[Vd?-VP/Ji 3rf[3/2]?-4p'[V2]i 3d[Vd?-VP/.U или 3d[1/2J?-4p'[3/2]2 3d [Vil?-VIVA 3d[V,l8-V[Vdi ed'P/dS-epP/Ji 5d[»/d.-3d[»/,lS 5p IVdo ~ 5s P/d? 6d'P/df-6*>['/di 5p'I1/d«-5s'[1/«l? 5p[»/.li-3tf[e/.j2 5p'[V2]i-3d'p/2^ 5p'P/«b-5s'lVdo или 5p[Vd. -5sP/d°. 5p[B/2]3~5s[3/2]° 5p [»/,], - 3d [V,fi 5p [Vile - 3d P/.J? 5p[6/2]2-5s[»/2|? 5p[B/2]2-3d[V2]| 5p [Vds-3dIV.fi 5pIV,]i-5sP/.15 6p'P/d»-^P/d° 5p[Vdi-3d'P/d? BP'P/d.-'W'P/dS MlVdS—VP/d» 6p[V2]s —4d('/ds 5d['/2]^-4/[»/2]4 5d[»/dS-4/IeM» или 5dp/dS-4/P/d* 6plVdo- 6s[3/2]? 6p 13/212 — 4d [Vds Пашена з^;~ 2рв 3d3^2p3 3d5-2p5 34-2p4 3d3 — 2p2 34-2P4 или 3dB - 2Ps 34 — 2p2 3de-2p2 6Sj — 4p10 Возбуждение непр. » » » » » » » ( \ 3p» — 3d4 3pB-2s4 6% — 4p, Эрг —2s2 3p, —3d, 3p2 —3% 3p4 — 2% или Зрв — 2s4 Зр„ — 2s6 3pe-3d, ЗрБ - 3d2 3p8 — 2s4 3p8 — 3d, Spa-Sd1 3pio-2sB(?) 4p3-4d, 3p,o — 3s, 4ps —4% 4pe-4d4 5d4-4V 5d^ — 4V или 5d4 —4V 4рБ — 3s4 4pe-4d, » » » » г » » » » » » » » » » » » » » Примечания ),035 мм рт. ст. аргона, D=7 мм ),012 мм рт. ст. аргона ),01—0,05 мм рт. ст. аргона, D= 10 мм ),018 мм рт. ст. аргона ),01—0,05 мм рт. ст. аргона, 0= 10 мм | Условия те же 0,01—0,05 мм рт. ст. аргона, D= 10 мм Условия те же 0,05 мм рт. ст. аргона, D= 15 мм \ Условия те же ) 0,01—0,05 мм рт. ст. аргона, D == 10 мм 693
Продолжение табл. 33.1 Г руппа. элемент 0 Аргон Криптон (рис. 33.20) Длина волны. мкм 6,0531 6,9429 6,9448 7,2166 7,8003 или 7,8023 7,8063 12,141 или 12,146 15,037 или 15,042 26,944 0,3050 0,8104365 0,8589 1,1457481 1,3177412 1,3622416 1,4426793 1.4765471 1,6853498 1,689677 1,694 1,784 1,819 1,921 Идентификация Рака 4d[l/2]i —5р[Б/2]2 4d[3/2]? — 5p'[3/2], 6р' [Vdi —6s' P/2]? 6р ll/2]i — 6s [3/2]2 4П3/2]г — 4d[3/2]2 ИЛИ Ч [3/2]i — 4d Р/2]° 7s'[1/2]^— kp' [i/jjIj ¦4d'P/2]? — 4/|8/di.2 5d' [3/2]2 — 5/ [B/2]3 4d'P/2]«-4/P/2]3 — 5p[6/2]2 — 5s[3/2]^ — 6S [*/2]?— 5Р11/!!]! 6sl3/2]? —5р|в/2]2 4d [3/2]? — 5P P/2b O^ 1 /s|l "~~ ^P I /2JI ^^ 1 * 21 ~~~ ^ 1 / 212 ^* 1 /0lo ~~~ OjD I/218 4d|V2]?-5plV2b <WlB/2]2-5p[3/2]i 4d'ls/^-5p'[3/2l2 8s|3/2]?-6p|"/2b 1 Пашена 4йъ — 3pe 4d2 - Зр4 4p2 — 3s2 4p10 — 3s5 4X2 — 4d3 или 4X1 - 4d3 4s2 — 2p2 4sJ — 4A 5s; —5K 4sJ — 4K — 2pe—ls6 — 2s4 — 2p10 2s4 — 2рв 3d2 — 2p8 2s4 — 2p7 2s4—2ps 3d4-2Po 3dB — 2p10 m; - 2P, 3de — 2pio 3s,""— 2p2 4sB-3p, [Зозбужденне непр. » » » » в ИМП. кор. имп. ИМП. » в > * • непр. • Примечания Условия те же 0,05 мм рт. ст. > Условия те же 1 0,01—0,05 мм рт D= 10 мм Условия те же 0,05 мм рт. ст. D= 10 мм Условия те же аргона . ст. аргона, аргона, Криптон при очень малом НИИ 0,1 мм рт. ст. криптона, D= 3 мм цавле- 0,001—0,02 мм рт. ст. крипто- иа, D = 3,0 мм 0,04 мм рт. ст. = 7 мм 0,06 мм рт. ст. = 7 мм 0,03 мм рт. ст. = 7 мм 0,08 мм рт. ст. — 7 мм 0,2 мм рт. ст. = 7 лш 0,07 мм рт. ст. 0,08 мм рт. ст. 0,05 мм рт. ст. = 7 мм 0,07 мм рт. ст. = 7 мм Условия те же криптона, криптона, криптона, криптона, криптона, криптона. криптона. криптона, криптона. 0 = D = D = D = D = D = 0 = D = D = 0,035 мм рт. ст. криптона. D=7 мм 694
Продолжение т а б л 33.1 Группа. элемент 0 Криптон Длина волны, мкм 2,1171 2,1902532 2,42587 2,523385 2,6267 2,6288 2,8618 или 2,8655 2,9845 2,9878 3,0536 3,0672 3,1515 3,3409 3,3419 3,4680 3,4883 3,4895 4,3748 4,3767 4,8773 4,8832 5,3000 или 5,3019 5,5700 5,5863 5.6306 7,0581 Идентификация Рака W/^-Spi3^], 4dI3/2]2'-5p[3/2]2 W/itf-SpP/di 4d[i/2]? — 5р[3/2Ь 4dI1/2]o — 5p[3/2]i 7p[3/2]2 — 4d'[6/2]? 6p [B/2]2— 6s [3/2]° ИЛИ 6pl6/2b-6s[3/4 ep'IVfh-MI'/dz 6p'[3/2]i— 6s'[^Jo б/ [3/2]l — 5d [5/2]9 бр^/г]!—6s|3/2]S 6p' [V2]o — 5d [S/21? epfVdi-esp/,]» ^l1/^?—5p[i/2]o 7s[3/2]?-6p[V2]i 7s[3/4-6p'[1/2]1 5d[3/2]? —6p'[i/2], 5d[3/2]?~6pI3/2]2 7s[3/2]2> — 6p[3/2]2 ¦4d[3/2]?—5p'[3/2]! 5dP/2]«-6pp/2]g 5d[3/2]? — 6p[V2]o или 5d[3/2]<>-6p[.>/2]2 5d('/2l3-6pF/2b 6d['/2l2~4/[s/2b 6rf[3/2]^-4/[B/2]3 4/[7/2]34-5d[7/!!tf Пашена 3d3-2p7 3d3-2p6 3dB - 2p7 3rfB-2pe 3de — 2p, We—3s""(?) 3p8 — 2sB или 3pe —2sB 3p3 — 4d, Эр* - 2% 3p4 — 4dj Зрю — 2s? 3pj — 4d2 3pp — 2s4 3rf6-2pB 3s4 — 3p10 3sB — 3p3 4^г —Зрз 4d2-3pe 3% — 3pe 3d2 - 2p4 4d, — 3p0 4d2 — ЗрБ или 4d3 — 3pe 4^4 — 3pe bd\ — AU 5ds-4r 4W —4d4 Возбуждение непр. » » » » » Прнмечания Условия те же 1,0 мм рт. ст. криптона, D= 7 жж ),02 мм рт. ст. криптона, D= 10 мм 3,03 мм рт. ст. криптона, D= 5 мм 0,02 мм рт. ст. криптона, D= 10 мм Условия те же ! 0,03 мм рт. ст. криптона, ?>= 15 мм 0,02 мм рт. ст. криптона. D = 10 мм 0,03 мм рт. ст. криптона, D= 15 жж 0,02 мм рт. ст. криптона. D= 10 мм 0,03 мм рт. ст. криптона, D= 15 жж 0,02 мм рт. ст. криптона. 0= 10 мм \ > Условия те же 0,03 мм рт. ст. криптона, D= 15 мм Условия те же 0,02 мм рт. ст. криптона, D= 10 мм ) ) Условия те же 1 0,02 мм рт. ст. криптона. D= 10 мм Условия те же 0,03 мм рт. ст. криптона, D= 15 мм Условия те же 0,02 мм рт. ст. криптона, D= 10 мм 695
Продолжение табл. 33.1 Группа. элемент Ксенон (рис. 33.21) Длина волны. мкм 0,840919 0,904545 0,97997 1,0634 1,0950 1,365701 1,605327 1,732578 2,026229 Идентификация Рака 6/>[3/2h-6s[3/2]« ep[»/j.-6sf»/jg 6р [!/2]1 - 6S Р/2]0 — — 7s[3/2]?-6pP/2]2 7s[3/2l?-6p[3/2]1! 5d[3/2]?-6Pp/2]2 Пашена 2р7 — lsB 2ft, — 1% 2р10 — ls5 — — 2s4 — 2р0 2s4 — 2р6 3rf2 — 2ps 3d2-2p, Возбуждение кор. имп. » ИМП. » » непр. Примечания 0,04 мм рт. ст. ксенона. 0,12 мм рт. ст. ксенона 0,2—0,4 мм рт. ctrt. ксенона 0,001—0,02 мм рт. ст. ксенона D= 3,0 мм Условия те же 0,04 мм рт. ст. ксенона, D=7 мм 0,1 мм рт. ст. ксенона, D= 7 мм 0,03—0,1 мм рт ст. ксенона, D— 5 мм 10 лш рт. ст. смеси Не—Хе A00:1), D= 5 жл! § 85 I 80 - 75 ~ 70 - 2p 2P 4/2 ' rS/2 2 2 ' 7S' ~_ 9S " 8s - - Pl/2 Pj/2 4 6 Грани 9p 8p Ж 6p—**ZT / '0,84-1 2p 2p 4 8 ца ионизации 8d 5d' 7J- ^~—~~_ 7^ 6d 5d ^^243 2p 2p 4/2 rS/2 4 в Рис. 33.20. Схема основных групп ла- лазерных переходов ь криптоне [1]. Рис. 33.21. Схема основных групп лазерных переходов в ксеноне [1]. 696
Продолжение табл. 33.1 4 Группа, элемент 0 Ксенон Длина волиы, мкм 2,3200 2,4825 2,6276 2,651093 2,6608 3,1078 3,27459 3,3676 3,4345 3,5080 3,6219 3,6518 3,6798 3,6859 3,8697 3,8950 3,9966 4,1527 4,5393 4,6109 5,3568 5,5754 6,384 7,3167 8,191 9,0065 9,7029 11,299 12,266 12,917 18,506 75,5778 Идентификация Рака 5d Р/2]з — 6р [в/2]2 5d [в/21з — 6р Р/21з 5dp/2]°-6p[B/2]2 5rfP/i]?-6p[V,Jo 5d'[3/2]? — 6р'р/2]о 5й[в/2]з —6p[3/2J2 5dp/4 —6p[i/2]i 5d[6/2]2 —6p[3/2k 7pp/2]2 —7s[3/2]5) 5d[7/2]3 — 6p[6/2]2 5d'P/2]«-7pp/2]2 7p [i/2]1 _ 7s [3/2]0 5d [i/2]° _ 6p [i/2]i 5d P/2]j>— 6p [3/2]2 5d'[B/2]°-6p'P/2]2 5dP/2]g — 6p [6/2]з 5d P/alJ} — 6P P/2J1 5d' p/2]2 — 7p[3/2k 5d[3/2]^ —6pp/2]2 5d' [3/2]2 —6p' P/2k bdlK^fi — 6p[6/2l2 5d['/2]4 —6pfB/2]3 8pl3/2]a 8s|3/2]2 5dP/4-6pp/2k 8pP/2]i— 8s[3/2]? 5dp/2g-6pP/2]2 5dP/2]? —6pP/2k 8pP/2]? —5d' [3/2]2 или 5d' С/г]" — 4П"/2]4 5d[1/2Jo — 6p|s/2]i 5d[1/2], —6p Р/гЬ 5d' p/2]!! — 4/ р/2]з 6p' P/sli — bdplvff Пашена 3d,' — 2р„ oui — ?pfi ot*i ^*Po 3d2_2pB 3s; - 2p, 3dJ — 2pe 3d3 — 2p10 3d; — 2p7 3p» - 2s4 3d4 —2p0 3s,"" — 3pe 3p10 — 2s5 3dB — 2p10 3d, - 2p6 3s, — 2p3 3d4 - 2p8 3de — 2p10 3s"t — 3p7 3d3 — 2p, 3s;#"-2p2 3d6 — 2pB щ4 2p8 4p6 3sB 3d3-2p7- 4pw — 3s4 2d3 — 2pe 3dB - 2p, 4p7 — 3s" или 3sJ" —42 3d6 — 2p, 3dB —2p6 3s7' — 4U 2pfi —3dB [Зозбуждеиие непр. » » » » » » » » » ъ ь » » ¦ » Примечания 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1 мм рт. ст. гелия, D = 7 мм 0,03—0,1 мм рт. ст. ксенона. О= 5 мм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1 мм рт. ст. гелия, D=7 мм Условия те же 0,4 мм рт. ст. смеси Не—Хе B50:1), D= 11 мм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, I мм рт. ст. гелия, D=7 мм 0,005—0,05 мм рт. ст. ксенона, 10 мм рт. ст. гелия, D—Ь мм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1,0лшрт. ст. гелия, D=7 мм 0,02 мм рт. ст. ксенона, D — = 7 мм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1,0 ммрт. ст. гелия, D = 7мм Услопия те же 0,01 ммрт. ст. ксенона, 0,1 мм рт. ст. гелия, D= 10 мм Необходимо подавление генерации на линии 3,508 мкм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1,0 ммрт. ст. гелня, D=7 мм 0,04 мм рт. cm ксенона, D = = 6 мм Как для линии 5,5754 мкм 0,04 мм рт. ст. ксенона, D=^ = 6 мм 0,01—0,04 мм рт. ст. ксенона, 1,0 мм рт. ст. гелия, D ^= 7 м.н Условия те же 3,5 мм рт. ст. смеси Не—Хе A00:1). D = 6«i 697
1 f 33.2. ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ Инверсная населенность и генерация на ионизован- ионизованных атомах в газовом разряде получена на переходах, принадлежащих 29 элементам. Так как для работы ла- лазеров данного типа требуется значительная ионизация, пороговые плотности тока через разряд значительно выше, чем для лазеров на нейтральных атомах. Процесс создания инверсии обычно протекает в две ступени: сначала электронным ударом вызывается ионизация, а затем уже происходит возбуждение ионов в верхнее лазерное состояние. Механизмы возбуждения на второй ступени во многом подобны механизмам, описанным в разд.' 33.1. ¦ Лазерные переходы в ионных лазерах приведены в табл. 33.2 и объединены по группам элементов, указан- указанным на рис. 33.22. В таблице даны: длины волн спонтанных переходов (звездочкой слева помечены сильные или характеристи- характеристические линии иона), идентификация иона (II — для однократно-, III — для двукратноионизованного атома и т. д.), спектроскопическая идентификация лазерного, перехода, в которой указаны верхний и нижний уровни, а также терм атомного остатка (в скобках) данного пе- перехода (случаи сомнительной идентификации обозна- обозначены знаком «?» или прочерком). Возбуждение указано сокращенно: непр. — для данного перехода генерация получена в непрерывном режиме работы, послесв. — генерация наблюдается только в послесвечении разряд- разрядного импульса. Для ряда наиболее важных ионных лазеров в даниом разделе приводятся энергетические диаграммы основ- основных переходов. Причем обозначение электронных кон- конфигураций, уровней и термов атомных остатков соот- соответствует таблицам [2]. Все длины волн на рисунках приведены в нанометрах (нм). Шкалы энергии даны в обратных сантиметрах (слева) и в электронвольтах (справа). В этих же единицах приведены ионизационные потенциалы лазерных ионов (и. п.). Лазерные переходы, для которых возможны различные идентификации, вместо сплошиых линий на рисунках обозначены штри- штрихами. Таблица 33.2 Лазерные переходы в ионизованных газах [3] Группа, элемент НА Кальций Стронций ив Цинк Кадмий (рис. 33.23) Длнна волны, мкм 0,854209 0,866214 1,033014 1,091797 0-491160 0,492404 *0,589442 0,610253 *0,747879 0,758848 0,761290 0,775786 *0,325031 *0,441563 0,488172 0,502548 *0,533749 0,537804 0,635480 Измеренное значение, мкм 0,854180+60 0,866200 + 60 1,033050 + 50 1,091750+50 0,491160 0,492500 0,589400 0,610280 + 70 0,747830+160 0,758750+160 0,761118+160 0,775700 0,325000 0,441560+70 0,488200 0,502590 0,533700 0,537800 0,635480 Ион Са II Са II Sr 11 Sr II Zn II Zn II Zn II Zn II Zn II Zn II Zn II Zn II Cd II Cd II Cd II Cd II Cd И Cd II Cd II Уровни верхний — нижний (!S) 4p 2P \t — (XS) 3d 2D5, (lSLp2p^~ASKd2a/* (xSMp 2Pa/ — (XS) 4d 2D6/ ASM^P?/_(iSL^D3/i (iS) 4/ 2f2/2— (!S) 4d Ws, (*S) 4f 2Fy — {XS) 4d 2D6, 4s« 2D3, — (iS) 4p 2P?, (JSMd ^Db/ — ASMjd ^Рз/ 4s2 2O (^5L^ 2P^/ (!SMp 2Р?/2— OS) 5s 2S,/z (iSNs ss./J — OSMp 2P?/t (Ws^-^bptp^ 5522Оз/г_A5Mр2р0/г 5s2 2D6/2 — (iSMp 2Р?/г CDMp 4F?/2— OS) 5d 2DS^ CDMp4F?A—(iSMd2Dv> (iSL/ 2F?/8— (XS) 5d 2D3/j (iSL/ 2F9/a— (XS) 5d 2D6/j (ЭД2^-OS) 4/^/2 Возбуж- Возбуждение — — послесв * — непр. » непр. — — непр. » 698
JA Li На CS Fr ША Be Mg BQ ШВ ШВ IB Sc La Ac n Zr Hf Nb To Ce Th Cr Mo W Pp Pa Tc Re Fe Ru OS Co Rh Ir Nd Ptfi Np Sm Pu Ni Pd Pt Си /п (JQ Tl Eu /1m Cm ть вк Cf , Щ Щ HO ES Ер Fm PO I Ai He Ш У///, Rn Tm Md Yb NO Ы Lr Рис. 33.22. Схематическая периодическая таблица (Заштрихованы элементы, для которых получена генерация в газовом разряде на ионизованных атомах [13].) 130 только спонтанные переходы. Рис. 33.23. Схема энергетических ^ уровней и лазерных переходов в кад- г- on мин Cd II [3]. В скобках указаны § ои переходы, для которых наблюдались <v> | 70 60 50 40 h (и.п. 136374,74) (И.П.16^904) Не 2 0 2 0 о 9П9 9P PJP 3/2 8dJJ 5/2 5/2 6fF7l2 7/2 IS 9/2 15 S Термы атомного остатка: 8 7 5 Щ ¦1/2- 699
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент ив Кадмий (рис. 33.23) i Ртуть (рис. 33.24), Длина волны, мкм 0,636004 0,723689 0,728423 0,806687 0,839002 1,18636 0,479701 *0,56773 *0,614947 0,73466 0,74181 *0,79447 0,85498 0,86220 Измеренное значение, мкм 0,636010 0,723690 0,728430 0,806690 0,839000 1,186900 0,479700+10 0,567800 0,615000 0,734600 0,741810 0,794500 0,854700 0,862800 Ион Cd II Cd 11 Cd II Cd II Cd II? Cd II? Hg III Hg II Hg II Hg II Hg II Hg II Hg II Hg II? Уровни верхний — нижний (iSNg2G (iSL/2fo (*SN/ F51 -"—¦ (^S) 6rf 2Оз/ /lC\gf 2C __. /l^l 6rf 2D (^бр 2P?> — (*S) 6s 2S,, ?[ASI \p 2P?, — (*S) 8s 2S, ] ? W-S) 1 Od *Dy — (=>D) 5p 2Do^j 5d8 6s«(J= 4) — 5d9BD5/2) 6p,, (J = 3) (!SM/ 2F?/ — (iSfid 2D6/ * , ^Stfp*P2/ — ^S) 7s 2S,, ASOd2DI/2 —(iSOp2P?, j 2P?/2 A09189) — (!SOs 2S,', (iSOp 2P?/s — (iSOs 2S1/a *, (!SMg 2G,/2 — 2F?/2 A21960) ^S)8p zpih _l 116200 (J = в/2) Возбуж- Возбуждение непр. » » у, — — непр. — — непр. — — 8- (и. п. 151280) 2S > (и. п. 18,751) 6s Терм атомного остатка •. 1°1 L 6S 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 О Рис. 33.24. Схема энергетичес- энергетических уровней и лазерных перехо- переходов в ртути Hg II [3]. Уровни, соответствующие возбужденным электронам, обозначены штриха- штрихами. / указано только для лазер- лазерных уровней. 700 <*
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент не Ртуть (рис 33.24) ни Бор Индий \\А Углерод Кремний Германий Олово Свиней ХА Азот Длина волны, мкм 0,8677 0,93968 1,0583 1,117686 1,2545 1,2981 1,3655 1,5554 0,345134 0.468082 0,464745 0,465016 0,408889 0,455262 0,456782 0,634710 0,637136 0,667188 0,513175 0,517865 0,579918 0,645350 0,657926 0,684405 0,53721 0,56089 0.66599 0,336734 0,347867 0,348296 0,399501 0,409732 0,410338 Измеренное значение, мкм 0,867700 0,939600 1,058600 1,117682+10 1,254500 1,298100 1,365500 _ 1,555000 0,345132 0,468050+70 > 0,464740+04 0,465021+04 0,408890+ЛО 0,455259+06 0,456784 + 06 0,634724+06 0,637148+06 0,667193+06 0,513150+70 0,517840+70 0,579870 + 70 0,645300+70 0,657903+06 0,684400+70 0,537210±70 0,56086+50 0,66601 +50 0,336732+06 0,347876+05 0,348302+06 \ 0,399499+02 0,409729+06 0,410336+02 Ион Hg II? Hg II Hg U Hg I Hg II? Hg II? Hg II? Hg II В II In II С III С III Si IV Si III Si III Si И Si II Si II Ge II Ge 11 Sn II Sn II Sn Sn II Pb II Pb II Pb 11 N III N IV N IV N II N HI N III Уровни верхний — нижний и ' /iS) 10s «Si (!5)8р2Р° (iS)8s2SI!/-ASOp2P°3/2 (Линия нейтрального атома) — — (iSO/7 2Р?/г — (iSNrf 2?>5/г 2р2 1D2— BS) 2p ХР° BSL/3f°-BSMrf3A, BS) 3/7 3Р^ —BS) 3s 3Si BSKp3P°—BSKs3S! BSLp 3P% — BSLs 3Si BSLp3P° — BSLs3S, (JSLp 2P?/ — (iS) 4s 2S,, (JSLp 2Р?д— (!S) 4s 2S,, CP°Lp *D,, CP°) 4s 4P?. (!S) 4/ 2/r?/j— (JS) 4d W3, (iS) 4/ 2f ?/[— (iS) id 2?>б/г VSW^-WBdW^ (!SNp2P§, — (iS) 6s 25,/ — (iSNp 2P?/?— (!S) 6s 2St/i ASM/2f?/2-6S6p24P8/2 (!SOp 2P°j — (XS) Ъ 2St2/s ASOp2Pl/~(lSOS2St/^ CP°Kp 4P6/j— CP°) 3s *Р°/г BSKp3P^ —BSKs3S! BSK/7»Pj—BSKS3S! BP°Kp Wi —(ар") 3s ip° PSftp 2P?, — (!S) 3s 2Si, (!SKp2P?/ (!S) 3s 2S, , Возбуж- Возбуждение — — _ — — _ послесв. — — непр. иепр. — — — — — — — 701
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент V.4 Азот Фосфор Мышьяк _ Сурьма Висмут VIА Кислород Длина волны, мкм 0,451088 0,451487 0,462140 0,463055 0,464310 0,566663 0,567601 *0,567956 0,568622 0,648207 0,334769 0,422208 *0,602421 0,603421 *0,604325 0,608786 0,616577 0,784563 0,54980 0,55583 0,56516 0,61703 0,61299 0,456084 0,571921 0,75990 0,80689 *0,298378 0,304713 0,306345 0,33813 0,338554 0,374949 0,375467 Измеренное -значение, мкм 0,451045±23 0,451486±03 0,462100+80 0,463051 ±02 0,464390 ±80 0.566662±03 0,567603+03 0,567953 ±03 0,568690+80 0,648260+60 0,334776+06 0,422225+06 0,602427+06 0,603419±06 0,604322+06 0,608804±06 0,616574±06 0,784600 0,549800 ±100 0,555900 ±100 0,565200±100 0,617100±Ю0 0,613000± 100 0,456070 ±10 0,571920± 10 0,759870±50 0,806920±50 0,298386±06 0,304715±06 0,306346±06 0,338134±06 • 0,338554±06 0,374947±04 0,375468±04 Ион N III N III N II N 11 N 11 N II N 11 N II N II N И Р IV Р 111 Р II Р II Р II Р 11 Р II Р II As 11 As 11 As 11 As II Sb 11 Bi III Bi 11 Bi III Bi HI О 111 О HI О IV О IV или О IV О IV О 11 О 111 Уровни верхний — нижний CР°)Зр4?>. —CP°Ks«P?. C/9°K/94D. —CРЛK$4Р°. [BР °Kр 3 Ро — (aP°Ks "Р^] [BР°) Зр3Р2— BP°Ks3P°] [BP°Kp sPi,— BP°Ks 3Р°] BP°Kp 3?>2 — BР<>) 3s 3Р° BР°K/э aD1 — BPKs3P° BР°) Зр 3D8— BР°) 3s Зро U2P°Kp3D1 — BpoKs3Pj>] BР°K/9 »?! BP»KS1Pl BSLp3P§ —BSLs3S, (»SLp2pO _ (iSLs2Sv (apoLps?,*_ (гро) 4S3PO Bp°Lp3D1— BP"Ls3P0 BP°Lp 3Da — BP°) 4s3Pj BP°Lp »D, — Bpo) 4s зро BP°Lp3D2—BроL8зр2 /2po^4« lp BP°) 4s гР^ BP°) Ьр 3Ь, — BP0) 5s 3P° BрОMрЗД2 _ Bp0Ms3p0 BP o) 5p aDa _ Bpo) 5S зро BpoMp1p1-BpoMs3po BPONP3Z>3-BPONS3PO ; 6s2(iSOp 2P°/2 — 6s2 (iSOs 2S1/2 6p, 7Pl 8P0—6p, 7s3P° 6s2 (iSN/ 2K — 6s2 (iSOd 2A. BP°Kp i?>2 — Bpo) 3s ip« BP°Kp 3P2 — BP°) 3s 3P° (»SKp2P°8/i — (iSKs2S1/2 CP°) 3p *DS. — CPoKs Ф,', ] 3poK ^2 зроз^' CP°Kp 4D3/j — fP») 3s 4P°/s CPKp4S:/2-CPKs4P6/2 * (гро) Зр 3?>a — BP°Ks 3P? Возбужде- Возбуждение — — — — — — — — — — — непр. — непр. — — — — — — — — — — — — —k — — — — — 702
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент VI А Кислород Сера Селен Длина волны. мкм 0,375988 *0,434738 *0,435128 *0,441488 •0,441697 0,460552 0,464914 0,559237 0,664099 0,672136 0,263898 0,332486 0,349737 0,370937 0,492532 0,501401 0,503239 0,516032 0,521962 *0,532070 *0,534567 0,542864 *0,543277 *0,545380 0,547360 0,550967 0,556495 *0,563999 0,564698 0.581919 0,460434 0,464844 0,47636? 0,484063 0.48449S *0,497566 •0,499275 *0,506865 0,509650 0,514214 *0,517598 Измеренное значение, мкм 0,375989+05 0,434738+04 0,435123+04 0,441493±04 0,441697±04 0,460552+09 0,464908+10 0,559237+06 0,664020+100 0,672138+04 0,263898+06 0,332486±06 0,349737+06 0,370941+06 0,492560 ±06 0,501424+06 0,503262+06 0,516032+06 0,521962+06 0,532088+06 0,534583+06 0,542874±06 0,543287+06 0,545388 ±06 0,547374±06 0,550990 ±06 0,556511+06 0,564012+06 0,564716 ±06 0,581935+06 0,460460+50 0,464860 ±50 0,476410+50 0,484060 ±50 0,484500 ±50 0,497610+50 0,499290+50 0,506870+50 0,509610+50 0,514190+50 0,517600+50 Ион О III О 11 О 11 О 11 О 11 о О 11 О III О II о п s v S III S III S III S 11 S 11 S 11 s s S II S 11 S 11 S II S II S II S II s и S II S II S II Se 11 Se II Se 11 Se II Se II Se II Se 11 Se 11 Se 11 Se 11 Se 11 Уровни верхний — нижний BP°Kp 3D3 — BP°Ks3P§ (!?>Kp 2?>3/г — ADKs2Di, (!?>)Зр3?>5/2 — (i?>Ks 2?>ь/2 CPKp2?>°/— CPKs2P3 * CPKp2?>3/] — (8pKs2P,/2 — CPKp 4?)°/2— (SP) 3s 4P6/j BP °Kp Ф j2 — BP °) 3s ipf CPKp2Sj/2 — CPKs2P1/2 CPKp2s:/;-CPKs2P3/; BP°Lp 3P2— BP°Kd3P?. — BpoLp 3?>2 BPuKd 3P? CPLp *Р°,/г — CPLs4P,/2 (^Р\4:П ^P ¦ (^Р\Ая^Р f?P Lo ^P i^P 14s ^P — — {*D) 4p 2f / — AZ)Ls 2ZN (lD) 4n 2/75 (*/)Ls 2i? (SP ) 4p *Dl, — CP Ls 4P.. /2 1% CP) 4p iD° ~ ЙР Ш 4P3< /2 ' /2 (^P) 4d *Z) ¦ ftp \As ^P (»P) 4p«D^ — CPLs4Pt/j (SP) 4p 4D°/2 — (sp Ls «P,, * CP) 4p *D\*h — CP Ls 4Pt/* (sPLp2D°/2 — CPLs2P3/2 CP) 4p2D3/2 — (sPLs2P)/s (8PLP2D^-r3PLs2P3/2 CP) 5p 2D,/2 — CP Ms *P t CPMp *P', — (»P Ms 4P,. CP) 5p Ю'3/'г — CP Ms V3/' CPMp^S.°/2 — CPMs4P6/[ CP) 5p 2D°/2 — 4s 4p4 2P3/] CP) 5p «P°/2 — (sPMs *Pa/s CPMp4P°s/22 — (*PMs*Pe/j >/зр\ 5n 4?)° (&P Lrf *p <зр\ 5n 4?)" (**PMs 4P CPMp4D:/2-(»PMs4P3/] Возбуж- Возбуждение _ _ _ _ — — — непр. — непр. — — — непр _ — непр. » » » „ » » » • 703
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент Х1А Селен Теллур VIL4 Фтор Хлор i Длина волны. мкм •0,522751 0,525307 0,525363 0,527111 *0,530535 0,552242 0,559116 0,569788 0,574762 0,605596 0,644425 0,649048 0,653495 0,54540 0,557634 0,56405 0,570821 0,593618 0,624549 0,703904 0,275958 0,282613 0,312151 0,317413 0,320275 0,402472 0,263267 0,319146 0,339287 0,339343 0,353004 0,356069 0,360210 0,361283 0,362268 0,372046 0,374882 Измеренное значение. мкм 0,522760+50 0,525260+50 0,525320 ±50 0,527130+50 0,530550+50 0,552280+50 0,559160+50 0,569790 ±50 0,574790+50 0,605630+50 0,644390+50 0,649010+50 0,653460+50 0,545400+50 0,557600+50 0,564050+50 0,570850+50 0,593650+50 0,624550 ±50 0,703950+50 0,275959 + 06 0,282608+06 0,312156+06 0,317418+06 0,320274+06 0,402478 ±06 0,263270+06 0,319143+06 0,339287+06 0,339345+06 0,353003+06 0,356069+06 0,360210+06 0,361210±06 0,362269+06 0,372046+06 0,374878+06 ион Se 11 Se II Se II Se II Se II Se II Se II Se 11 Se II Se II Se 11 Se 11 Se II Те II? Те II Те II? Те 11 Те 11 Те 11 • Те 11 F III F IV F III F III F II F 11 Cl III Cl III CI III Cl III Cl III Cl III C! Ill Cl III Cl III Cl III CI III Уровни верхний—нижний CPM^D?/j-CPMsVb/2 CР) 5р 2О?/г — CР) 5s 2Рэ/2 CР) 5р 4?>?/г — CР) 5s *Р,^ ? CР) 5р *Г%^ — (SP) 4d 4//г CР) 5р 2D?/2 — (SP) 5s 2Р1/г * ( CР) 5р *Р^ — (SP) 5s *РВ/2 1 1 или ( CР) Ър 4Р?д — 4s 4p< 2Р3/г CР) 5р 4Р?/г — CР) 5s *Р,^ CР) 5р4D?/2 -^(Sp) 5s*Р3/'г /зр\ Кг, 4^H (&Р \ 5s ^Р (^Р) 5п ^Р ^ * * (Зр) Ър 2d2, — ** CРMр "?>?,*— CPMs2P,, - («рMр2р?/;-- 5s2 5р2 (!?») 6р?, — 94860,95 (J=6/ j — 103106,12 (?/г) — 85592,36 F/J 99585,02 (% ) — 82743,83 L, ) V /2/ V /2/ 99585,02 (?А) — 83577,90 (.J 97780,47 (?,*) — 83577,90 (,,*) {Ю) Зр 2D^/2 — (!?>) 3s 2Д, BР°) Зр 3D3 — BР°) 3s 3Pg CР) Зр 4?>?/2 — CР) 3s «Р6/а CР) Зр 2$/1 — CР) 3s 2Ps/2 BD°) Зр W2 — BГ>°) 3s 1Щ DS°) Зр 3Р2 — DS°) 3s 3S^ ?D)U2Dbh-PD)Ap2F°,lx CP) 4p 4S?/si — (SP) 4s 4P6/a (W) 4p 2C?/2 — (»?>) 4s Юа/г (\гл\ Arf %F . /\[)\ 4s ^E). CP) 4p *Щи — CP) 4s 4P6/e CP) 4p *D^2 — CP) 4s 4P, /t (SP) 4p 2D?/2 — CP) 4s 2P3/z (SP) 4p 2Щг — CP) 4s 2Px/j Возбужде- Возбуждение непр. » » » » » » » » » » » » » — — — — послесв. » — — — — — — — — — — — — — — — — — •* Классификацию нижних уровней см. в [4]. 704
Группа, элемент VIU Хлор Бром Иод Длина волны, мкм 0,413250 0,474042 0,476871 0,478134 0,489685 0,490482 0,491781 0,507828 0,510310 •0,521792 0,522135 0,539216 0.609472 0,474270 0,505465 0,518227 0,523823 0,533205 0,611761 0,616870 *0,453379 0,467440 0,493467 0,498692 0,521627 *0,540736 0,562569 *0,567808 *0,576072 0,606893 *0,612749 0,651618 *0,658521 0,682523 0,690477 *0,703299 0,713897 0,825384 0,880423 1,04172 Измеренное значение, мкм 0,413250 + 10 0,474040+10 0,476874 ±06 0,478134+03 0,489688+03 0,490473+03 0,491766±03 0,507830+03 0,510310+10 0,521790 + 03 0,522130+03 0,539215+03 0,609474+03 0,474266+03 0,505463+05 0,518238±02 0,523826+04 0,533203+03 0,611756+0Г) 0,616878+06 0,453379±03 0,467440+03 0,493467+03 0,498600 0,521600 0,540700 0,562500 0,567800 0,576000 0,606890 0,612700 0,651600 0,658500 0,682523 0,690400 0,703200 0,713897 0,825000+10* 0,880000+104 1.04I72C+06 I, I, I, I I 1 1 1 I I 1 1 ] 1 1 1 I I 1 I, Ион С1 II С1 II а и а и а и а и а и а и а и а и а и а и а и Вг II Вг II Вг II Вг И Вг II Вг II Вг 11 III, IV? Ill, IV? Ш, IV? II II 11 [I II II II 11 II II (I (I II II II II III, IV? Продолжен ие Уровни верхний — нижний BD°) 4p i?>2—BD°) 4s iD° BР0) 4р IP,—BрО) 3(J lDg BР°) 4р 3D2—BP°) 4s3P° BР°) 4р 3D3—BP°) 4s Vj B?Ю) 4р if 4_BD0) 4s 3D0 B?>°) 4р "Fa—B?>°) 4s "Щ BD°) 4p SF2—BD°) 4s 3D° B?K)Lp3D3—BD°Ls3D° BD°Lp3D2—BD°Ls3D° DS°) 4p 3P2—DS°) 4s 3S? DS°Lp3P,—DS°Ls3S? BD°) 4p 1F3—BD°) 4s !?^ BD°) 4p iPt—BD°) 4s W^ в BP °) 5p 3D3—BP °) 5s 3P% BD°) 5p 3F3—DS°) U 3Щ DS°Mp3P2—DS°Ms3S? (*S°MP3P1—(«S°Ms3S? BD«) 5p if3—BD°) 5s i?^ DSoMp5p2_DSoMs3So DS°Mp5P,—(*S°Ms3S° — BD°) 6p 3D2—DS°) 5d 3Щ BD°) 6p aF2—DS°) 5d 3О? BD0Np3D2—BD°Ns3D« DS°Np3P2—DS°Ns3S? BD°) 6p 3F2—BD°) 6s3D° BD°) 6p 3D2—BD°) 6s 2D? BD°) 6p 3F2—BD°) 6s 3DX BD°) 6p sDi—BD°) 6s3D^ BD°) 6p 3F2—5s 5p &ip? BD°) 6p 3D!—BD°) 6s »D° BD°) 6p 3F2—BD°) 6s »D3 BD°) 6p SD2—BDU) 6s 4% BD°) 6p 3F2—BD°) Ы 3D° BD°) 6p 3D2—BD°) Ы 3D3 ? BD°) 6p 3DX—BD°) 5dsPq ? BD°) 6p iF2—{2Da) 5d 3F% — табл. 33.2 ВозОужде- непр. » » » » » » » » » » — — непр. » » — — — послесв. » » — послесв » — послесв. — послесв. — послесв. — послесв. 705
280 § (и. П. 331350) (и.П. 41,07) d Термы атомных остатков: С) = 2s22p4AV) Рис. 33.25. Схема лазерных переходов в Nell 13]. Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Неон (рис. 33.25) Длина волны, мкм 0,235796 0,247340 0,267790 0,267864 0,277765 0,286688 0,331975 Измеренное значение, мкм 0,235800+06 0,247350+06 0,267798 ±06 0,267868+06 0,277750+50 0,286688+06 0,331984±06 Иов Ne IV Ne III? Ne 111 Ne III Ne 111 Ne Ne И Уровни верхний—ннжннё <3Р)Зр<О?/г — (»PKs'PVi] — (*S°Kp3P2>0 — («S°Ks3S? (<SuKp=)p1'_DSoKs3So B?Ю) 3p 3?,3 _ BД0) 3s3?,0 — (iD) Зргр»^ — (iD) 3s 2M,/t Возбужде- Возбуждение _ . — 706
Группа, элемент 0 Неон (оис 33 25 Аргон (рис.33.26 и пиг .43 27^ Длина волиы, мкм *0,332377 0,332437 0,332717 0,332923 0,333114 *0,334552 *0,337830 *0,339286 0,339320 *0,371309 0,262493 0,275392 0,288416 •0.291300 •0,292627 0,300266 0,302405 0,305484 *0,333613 *0,334472 *0,335849 *0,351112 0,351418 0,357661 •0,363789 0,37052 0,379532 0,385829 0,40886 0,414671 •0.418298 0,437075 0,438375 0,448181 0,454505 Измеренное значение, мкм 0,332374+05 0,332437+10 0,332750+50 0,332902+10 0,333107 + 10 0,334550+05 0,337826+05 0,339286+06 0,339340 + 10 0,371300+100 0,262490+06 0,275391+06 0,288424+06 0,291292+06 0,292624+06 0,300264+06 0,302400+50 0,305480+50 0,333621 ±06 0,334479+06 0,335852+06 0,351113+06 0,351415+06 0,357690+50 0,363786+04 0,370520+50 0,379528+06 0,385826+06 0,408860+20 0,414660+04 0,418292±06 0,437073+06 0,438360 ±60 0,448200+100 0,454504 ±10 Иои Ne II Ne Ne II Ne 11 Ne III Ne 11 Ne II Ne II Ne II Ne II Ar IV Ar III? Ar III Ar IV Ar IV Ar Ar III Ar III Ar III Ar III Ar III Ar III Ar III Ar II Ar III Ar Ar III Ar III Ar Ar III Ar III? Ar II Ar II Ar II Ar 11 Продолжение тг Уровни верхний—нижний CР) 3d 2Р^ (аР) 3s 2P — CР) Зр "?>?. — CР) 3s 4Р3/ (SP) 3d *D,1 — (SP) Зр *Щ BР°) Зр 3D2 — BР°) 3s V? (W) Зр 2Р?. — (i?>) 3s 2Д, CР) Зр 2Р ° * — CР) 3s 2P, / CPKp2P°/ — CPKs2P,/ CPKd^Ds! — CPKp2D?,2 (sPKp2D?, — CP)Зs2P.,/ (iDL/92Dp _ADLS2A /2 /2 B?IO) 4p 3P2 — B?H) 4s здО CPLp2?>»/2—CPLs2P3/! CP) 4p 2D?/2 — (SP) 4s 2PI/2 — BP0Lp3D3-BP«Ls3P« Bp<>) 4p 3?>2 — BP°) 4s 3P? BD°) 4p 3F4 — B?>°) 4s 3D^ BD°) 4p 3F3 — BD°) 4s 3?>° B?">) 4p 3F2 — B?>°) 4s 3Щ DS°) 4p SP2 — (*S°) 4s 3S? (*Sn) 4p 3Pj — DS°) 4s3S° CPLd*F7 — CPLp<D° BD°) 4p if з — B?>°) 4s i?^ BРоLрзоз_Bро)МзрО BP°) 4p 3D2 — BP°) 3d 3P°{ B?>°) 4p SP2 — BP°) 4s 3P? — (i?>) 4p 2??/2 — CP) 3d Ю3/г (sPLp4SS/2-CPLs2P3/2 (iDLp2D?/2-CPKd2D5/s CPLp2p0/2_CPLs2P3/2 6л. 33.2 Возбужде- Возбуждение непр. — — — непр. » » — непр. . — — — — — непр. » — непр. — непр. » » — — — 707
Z10 200 190 180 170 160 150 140 130 5 О (И.П. 222820) (и.п. 27,62) d Термы атомного остатка-. 26 25 24 23 22 % * I 20 19 18 17 16 П 3/2 Рис. 33.26. Схема лазерных переходов в Аг 1! [3].
250 - 240 - (им. 329965,8) (и.п. 40,90) d° Термы атомного остатка: П = 3sz3p3(*s°) С) = 3s23p3BU°) = 3s23p3BP°) 180 - 170 ~ Рис. 33.27. Схема лазерных переходов в Ar 111 [3J.
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Аргон (рис. 33.26 и рис. 33.27) Криптон (рис.33.28и рис. 33.29) Длина волны, мкм *0,457935 0,460956 0,465789 0,472686 *0,476486 *0,487986 0,488903 *0,496507 0,49928 *0,501716 0,514179 *0,514532 *0,528690 0,550220 0,673000 0,734805 0,750514 0,877186 •1,092344 0,264927 0,266441 0,274139 0,304970 0,312438 0,323951 0,337496 *0,350742 *0,356423 0,377134 *0,406737 *0,413133 0,415444 0,417179 0,422658 0,431781 0,438654 0,444329 0,457720 0,458285 0,461528 *0,461915 Измеренное значение, мкм 0,457936+16 0,460957+10 0,465795+02 0,472689 ±04 0,476488 + 04 0,487986+04 0,488906+06 0,496509 + 02 0,459255+05 0,501717+02 0,514180+05 0,514533+02 0,528700+100 0,550220+50 0,673000+50 0,734804+05 0,750508+05 0,878000+300 1,092300+100 0,264941+06 0,266450+06 0,274151+06 0,304974+06 0,312443+06 0,323943+06 0,337500+50 0,350742+06 0,356420 ±06 0,377134 ±05 0,406736+06 0,413138 + 06 0,415445+04 0,417181 + 10 0,422651+06 0,431800+100 0,438700 + 100 0,444328+04 0,457720+10 0,458300+100 0,461520+10 0,461917 + 10 Иои Аг II Аг II Аг II Аг II Аг II Аг II Аг II Аг II Аг Аг II Аг II Аг II Аг II Аг III Аг Аг II Аг II Аг II Аг II Кг II? Кг II? Кг Кг Кг III Кг III Кг III Кг III Кг III Кг И Кг III Кг III Кг III Кг III Кг III Кг II Кг И Кг III Кг II Кг 11 Кг II Кг II Уровни верхний— внжнни CpL/72S0/_CpLs2pi/^ (^Р \ 4/? ^Р . /3D Ч Ac 2D (^Р \ 4 о ^Tj №Р\ 4ч 2р (зрLр2р0 _CpLs2P,, (sPLp2?>P CPLs2Psi (sp) 4p apO 2 _ Cp ( 4s 2P ' CPLp2?»3) _(SpLs2PIyf ^ — A?)L/92Й/г —CPKd2Ds/j (lD) 4p 2/^ 2 _ ( 3p ) 3d 2 П ' CP) 4p *Щш — CP) 4s 2P3/j /3D \ Ar, 4/)^ (&P \ 4ч 2Р B/H\ A* 3/) . /2E>0\ 4.c 3pO /l/)\ 3^ 2?) /Зр \ Qp 2J[)P n/)\ 3d ^P CP) 4r> 2S^ [CP) 4p 2p?2 _ (iD) 4s W^2\ 13p \ A r\ 2 p№ / 3 p \ "isj 2 Г) ¦J> Г^Зр \ Kf 2/ТМ Cp \ Л/f 4p 1 ? [(iD) 5d 2P3/!2 — CP) 5p «Z>?Jj — — (*D°) 5p i?>2 — BD°) 5s !?>? BpOMpl?,2_ Bp0Msip0 BP°) 5p SD3 BP°) 5s 3P° /4С0\С_Зр ^4<J0\Plc3c0 ^ О 1 "P * 2 ^ О у J& 01 /4СО\ЦПЗР М^О^^сЗсО | о J Op г j | О ) ОЬ О| CPMd *P,i CРMр4Р?, BD°Mp1F3 —BD°) 5s 'D^ (<S0Mp5P2 —(*S°Ms3S? (<S°Mp5Pl —DS°Ms3S^ CP) 6s «P*, — CP) 5p 4P?, CP) 6s 4PB, — CP) 5/7 4P?. BD°) 5p3D2 — BD°) 4d3Lrl CD) 5/7 2/=?/2 — (iD) 5s Ю,и CPNs*P3, — CPMp4D°, /2 ft CP \ 5/? 2P" CP \ 5s2P 13P) 5/? 2Z)^' f 3P ^ 5s 2P /2 /2 Возбужде- Возбуждение — непр. » » » » — непр. » » — — — — — непр- — — — — — непр.. » » — непр^ » » — — послесв. — — непр. послесв.. — непр. 710
180 170 160 150 140 130 120 HO 0 .п. 198182.00) % (и. п. 24,56) '6s'2D 6s"*S * 5S4P 3/2, .5/2 112 Термы атомного остатка .• 15 14 ( С) = 4s24p4AD) (") = 4S24p*AS) 112 -3/2 О Рис. 33.28. Схема лазерных переходов в К.г 11 13].
140 (и.П. 298020) S° (и.П. Щ9) Термы атомного остатка-. Рис. 33.29. Схема лазерных переходов в Кг III [3].
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Криптон (пис 33 28 и 1 U *AW • ****** • ШЛЪч* 14 рис. 33.29) Длина волны, мкм 0,463386 0,465016 0,468041 0,469444 0,471048 0,475448 *0,476243 0,476573 0,479633 0,482517 *0,484659 0,501645 0,502240 0,503747 0,512571 *0,520831 0,521792 *0,530865 0,550143 0,559732 *0,568188 0,575298 0,593503 0,603716 0,6072 0,616880 0,631022 0,631276 0,641661 *0,647088 0,657012 0,660293 *0,676442 0,687084 0,743572 0,752546 0,793145 *0,799322 0,828037 0,847331 Измеренное значение, мкм 0,463392 ±06 0,465016±10 0,468045 ±06 0,469500 ±100 0,471030±60 0,475450 ±30 0,476244 ±06 0,476571 ±10 0,479630 ±60 0,482518±06 0,484666 ±06 0,501640±10 0,502200 ±100 0,503750 ±60 0,512600+100 0,520832 ±04 0,521820±40 0,530868 ±04 0,550150 ±50 0,559770±100 0,568192 + 04 0,575340+50 0,593530 ±60 0,603760 ±80 0,607200 ±100 0,616880±50 0,631030±80 0,631260+80 0,641700±100 0,647100±50 0,657000±50 0,660280 ±80 0,676457±10 0,687096 ±10 0,743560 0,752550+10 0,793140 0.799300 ±50 0,828030±10 0,847300 Ион Кг 11 Кг II Кг 11 Кг II Кг III Кг III Кг II Кг II Кг II Кг 11 Кг 11 Кг III Кг II Кг II Кг II Кг 11 Кг II Кг II Кг III Кг III Кг II Кг II Кг III Кг II Кг III Кг Кг II Кг III Кг Кг 11 Кг 11 Кг II Кг III Кг II Кг II Кг II Кг 11 Кг II Кг II Кг II Кг II Уровни верхний—нижний (lDMp2F°,2-(lDMs2D3/2 CР) брарО^ _ (SPMs4P,/2 (*Р) 5р aS?/22 — (*Р) 5s аР,/] (*PNs<P5/ — CPMp4D?/ (aD°) 5p 3F4 — (aD°) id 3Щ (aD«) 5p iFs — (aD°) id 3D° CP) 5p 4D?/2 — (»P) 5s «Рз/2 CP) 6s «P, * _ (sp) 5P «sj* (*P) 5p 4S?/2 — (*P) 5s 2P t/j CP) 5p ар?д — CP) 5s 2P3/* (aD°) 5p W^— BP°) id i F\ (*РMр4?)?/г — (SPMs2P3, — CP) 6s«P3/2 —(*PMp4D?/2 (*P) 5p <Р?/г — (SP) 5s 4P3, (?P) Sp ^D ¦ (**P \ Ss ^P /3p \ g« 4t>0 №P \ Ss ^P BD°) 5p Sfg'— (apo) ы аЩ BD°MpSp2 _BpoMs3pO CPMp*D° — CPMs2P3/ (*P) 5p «О?Л — CP) 5s 2P, ,* BD°MpSp2_(ap0Msip0 \ или I (sPMd4F3,—(iDMp2pO j BD°) 5p 3Рг Bp0) 4^ s/H (ID) 5n af ^/ CP) 4d 2Z) /2/H\ gp 3p , /2pOj 4J 3/)^ ADMp^/ — CPLd2P3/ (*PMp4P?/ —(sPMs2P3/ (iD) 5p aD?,? — CP) 4d 2F5! CD0) 5p *P2 — BP°) 4d if° * (sPMp4P?, — (sPMs2P, (iDMp2F?/ —(*PLd2P3/ (ID) 4d 2D5/ — (*P) 5p 4D?/ CPMp<P?/ —CPMs2P,/ (iD) 5p af9; — CP) 4d 2F5, (*P) 5/э 4Р?/г — (*P) 4d <DT/2 riDMo2F?, — <3PLd2F»,' /2 It Возбужде- Возбуждение непр. — непр. послесв. — — непр. » — непр. » » » — послесв. непр. — непр. — — непр. » — — — непр. — непр. — непр. » » » » — непр. » » — 713
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Криптон (рис. 33.28 и рис. 33 29) Ксенон (рис.33.30 и рис. 33.31) Длина волны. мкм 0,858778 0,869011 0,897859 1,065950 1,329380 0,247739 0,269184 0,298385 0,307976 0,324684 0,330604 *0,333090 0,334980 *0,345424 0,348331 0,354233 0,359660 0,364551 0,366920 0,374571 0,375994 *0,378097 0,380329 0,3841 0,397301 0,3993 0,405005 *0,406041 0,414572 *0,421401 *0,424024 *0,427259 0,428588 0,429639 0,430575 0,441308 0,443415 0,450345 Измеренное значение, мкм 0,858900 ±300 0,869010 0,897840 1,065960 1,329500 0,247739 ±03 0,269184±03 0,298370±50 0,307976 ±03 0,324694±06 0,330592±06 0,333090 ±03 0,334980±03 0,345423±06 0,348331 ±03 0,354231 ±05 0,359600 ±100 0,364551 ±03 0,366920 ±03 0,374573 ±06 0,375994 ±03 0,378099±06 0,380329 ±03 0,384100±100 0,397301 ±03 0,399300±100 0,404990 + 20 0,406048±06 0,414530±60 0,421405±06 0,424026±10 0,427260+06 0,428592 ±06 0,429633 ±05 0,430575±03 0,441300±60 0,443422+10 0,450350 ±60 Ион Кг ИР Кг И Кг II Кг И Кг II Хе Хе Хе III Хе Хе Ш Хе IV? Хе IV Хе Хе III Хе Хе III Хе III Хе Хе Хе III Хе Хе III Хе Хе III или Хе Ш Хе Хе III или Хе III Хе 111 Хе 111 Хе III Хе III Хе III Хе III Хе III Хе 11 Хе IV Хе Хе III Хе III уровни верхний—нижний ¦ „ CPMp2pt>/2 _(iD) 5s 2Д,/2 (iD) 4rf 2D* _ (sp) 5P spO 2 (iDLd2A/!_(spMp2D»/2! _ BP°) 6p 3DS — BD°) Ы *D\ C-D°NpW2 — BD°NsiZ^ BD°) 6p 3P2 — B?>O) eg S?H BD°) 6p iD2 — BD°) 5d W?2 _ — ' 2D°) 6p SP, — <2D°) 5rf SD° — B?>ONpSPi_BD«NslD0 [DS°) 6p sp2 _ («s«) 5с1ЮЦ DS°) 6p 3P! — (*S°) 6s SS? BP°Np32,—BP°Md25? BD°) 6p *D2 — BZ)°) 5rf «Of B?)O) 6p *P2 — BD°) Ы *lf3 (^1У>)&рЮ2 — (aP°Mdl7^ BD°) &p SF 4 — BD°) 5d aD° (aD°) 6p SDS — (aD°) 6s 1E% (*P) 7s 4P,, — (*P) 6p 4P?/ (aD°) 6p *DS2— (а?Ю) 5rf 3?^J B?)«Nр*^г —(^DejSd*/)? BP«'Np321-ppoMd2720 Возбужде- Возбуждение непр. — — — — — — — непр. — непр. — — непр. — непр. » — непр. — непр. — непр. — непр. » » » — — — — непр. — 714
160 450 100 90 О (им. 171068,4) S 1SI2D '3/\ ¦5/2 ,1/2 .^ W^2 % 6РР° 2т,° 6d*P 6s — заг атомного остатка: °) - 5sz5p*CP) ~ESMfPzS (»)= 5s25pYS) A0557см'1) 19 18 17 11 Рис. 33.30. Схема лазерных переходов в Хе II [3].
Термы атомного остатка: \ 150 140 - 130 - 120 - 18 - 17 16 - 15 Рис. 33.31. Схема лазерных переходов в Хе III [3J.
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Ксенон (рис. 33-30 и рис. 33.31) 1 Длина волны, мкм 0,455874 *0,460303 0,467368 0,468354 0,472357 0,474894 0,479448 0,486249 0,486946 0,488730 *0,495418 0,496508 0,497270 *0,500780 0,504492 0,515704 *0,515908 0,522364 *0,523893 0,525630 *0,526017 0,526043 *0,526195 0,531389 0,534334 *0,535290 0,536706 *0,539460 0,540100 0,541353 *0,541915 0,545433 0,549931 0,552437 0,559235 0,565937 0,572690 0,575102 0,589328 *0,595567 *0,597111 0,609361 0,617619 Измеренное значение, мкм 0,455874±06 0,460302+04 0,467373+06 0,468357 + 06 0,472310+60 0,474894 + 03 0,479450+60 0,486200+100 0,486948+06 0,488700+100 0,495418+03 0,496500+06 0,497271+05 0,500780+03 5,504489+06 0,515704+06 0,515908+03 0,522340+60 0,523889+06 0,525650+60 0,526017+03 0,526043+03 0,526150+100 0,531400+100 0,534334+05 0,535290+03 0,536700+60 0,539460+03 0,540090 ±30 0,541350+60 0,541916+06 0,545460+60 0,549931+04 0,552450+50 0,559235+05 0,565900+100 0,572700+100 0,575100+100 0,589330+03 0,595567+03 0,597112+06 0,609400+100 0,617619 + 03 Ион Хе IV Хе II Хе III Хе III Хе III Хе III? Хе III Хе II Хе III Хе II Хе IV Хе II Хе II Хе IV Хе II XelV V? Хе IV Хе III Хе III Хе Хе IV Хе II Хе II Хе II Хе IV, V? Хе IV Хе III Хе IV Хе III Хе 111 Хе II Хе III Хе IV, V? Хе III Хе IV, V? Хе II Хе II Хе II Хе II Хе IV Хе II Хе II Хе Уровни верхний—нижний _ (Ю°) 6р ]F3 — BD°) 6s iD° DS°) 6ръР2 — DS°) 6s 3S°{ (*S°) 6p *Pt — (*S°) 6s 3S? — (aD°) 6p 3D, — BD°) bd srf{ (SPOs4P6/2 — (*PNp4P?/s (aD°) &p 3F3 — BD°) Ы 3D° I(SP) 6p aP?/2 — (aP) 6s aP3/2] (»DOs2D8/ — (iDNp2P?, (W) 6p */»?," — CP) 5d Wb] ADNpiPr/ —(*/)) 6s "D,, — # B?H) 6p If з _ B?>0) 5d 1Щ BD°) &p SP2 — BP°) 5d I3f CPNp2P?/ (ЯРN$2Р1, (•D) 6p 2Cf/ — (lD) 6s 2D3/ CPOs4P6/2— CP) bp^lfJ BD°) 6p 3Fa — BD°) Ы аЩ BZ>°) 6p 3P2 — BP°) 5d 17^ /3p \ g« 4?p iSp \ Qg ip (*О°NрЧJ — BP°Ns3P^ (SP) 6p 2Р?/г — CP) Ы *Р 1/г f (iD) 6p 2D?, — (lD) bd 2F6 ] (*P) 6p 2D3), — CP) bd 4P,, (>DNp aP?y2 — (!?>) 5d 2D6^ (lDNpaP2, — (iDNs2D8/ (*P) 7s *P,/ — CP) 6p «Dg^ — Возбужде- Возбуждение непр. » » — непр. — непр. » » » — непр. » — непр. — непр. — непр. послесв. — непр. — непр. — — непр. — — непр. непр. t непр. послесв. непр. 717
Продолжение табл. 33.2 Группа, элемент 0 Ксенон (рис.33.30 и рис. 33.31) * Длина волны, мкм 0.623825 *0,627081 0,628641 0,634318 0,652865 0,669431 0,669950 0,670225 0,707234 0,714903 *0,782763 *0,798800 0,8332/1 0,844619 0,856688 0,858251 *0,871617 *0,905930 0,926539 0,928854 *0,969859 1,063385 *1,0950 Измеренное значение, мкм 0,623890+80 0,627090+10 0,628660+60 0,634318 + 30 0,652850+50 0,66943 0,669950+30 0,670200+100 0,70723 0,714894+60 0,782800+300 0,798900+300 0,833000+300 0,844300+300 0,856688+03 0,%58200+300 0,871400+300 0,906300+400 0,926500+400 0,928700+400 0,969700+200 1,063400 + 600 1 095000+600 Ион Хе III Хе II Хе IV, V? Хе IV, V? Хе II Хе II ХеIV, V? Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе II Хе Уровни верхний—нижний (ЧHNрЧ>,-(Ч>«)ЫП§ (W) 6р aF?/s — (iD) 6s Ю,1г — — (lDNP2F°/i~-ADMd^Ft/i * ¦ CР) 6р *р2/] — CР) Ъй «О,,* — (»DNp2P0A_(iDMd2F6/i гЦ, — (*р) ы 4д>; (*Р ) 6/> 4D°/2 — (*P ) 6s 2Р3/( ? 35?/г — 16з/г (*Р) 6р 4Р ?/2 — (*Р) 6s 4P 1/г ? 27?,— CPNrf4Ds, ?27?/г2— CPNd*D3/* — ? 31?/г — 106/г CР) 6р *Е%. — CР) 5d ар ,/г ?27?/г— l&/t' ? (»S/ей Юг/'г — (*Р) 6р 4?>?/г ? 13?, —(WMd^Sl, CР) 6р 4О,°/2 — (8Р) 5d 4P 6/г (зр ) бр 4о?/г* — (зр ) ы 4р3/г! — Возбужде- Возбуждение непр. » — — непр. » — непр. — непр. — — — — — — — — — .— — — — 33.3. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ В молекулярных газах в общем случае лазерные пе- переходы осуществляются между различными электронно- колебательно-вращательными уровнями молекул. Это позволяет получить генерацию на значительно большем числе линий, чем в случаях нейтральных и ионизован- ионизованных атомных газов. Для накачки молекулярных газовых лазеров исполь- используются самые различные методы: электрический разряд, оптическая, химическая и другие виды иакачки. За- 718 частую возбужденная лазерная молекула сама создает- создается в процессе, сопровождающем тот или иной вид на- накачки. Основные материалы, служащие в качестве ис- исходных для создания лазерного эффекта в различных молекулярных системах, перечислены в табл. 33.3. Список соответствующих лазерных переходов для двух- двухатомных, трехатомных и многоатомных молекул при- приведен в табл. 33.4—33.6. Для обозначения уровней молекул используется стандартная система обозначений молекулярной спект- спектроскопии. В таблицах предполагается, если специально не оговорено, Езл = 0.
Таблица 33.3 Вещество BBrs ВС13 BF3 BrCN Br2 CBrF3 CC1F3 CC12F2 CC13F CD4 CF4 CH3Br CH3CN CH3C1 CH3F CH4 (CH3JNH CH3OH CN QN2 CO co2 cs2 Cl2 Вещества молекулярных газовых лазеров Таблица (раздел) 33.4C6) 33.4D6) 33.4E6) 33.5C6) 33.4Cа) 33.4Eа,б) 33.4Eв) 33.4D6) 33.4Eа,б) 33.4Eв) 33.4Eа,б) 33.4Eв) 33.4E6) 33.5C6) 33.4Eа) 33.4Eв) 33.4Dв) 33.4Cа) 33.4Dв) 33.4Eа) 33.6A) 33.4Eа) 33.4Cа) 33.5Cа) 33.6B) 33.4A) 33.4A) 33.4Bа.б) 33.5Aа—з) 33.4Bа) 33.5B) 33.4Dа) 33.4D6) 33.4Dв) Лазерный переход в молекуле НВг НС1 HF DCN НВг HF DF HCI HF DF HF DF HF DCN HF DF НС1 HCN НС1 HF CH3F HF HCN HCN CK3OH CN CN , CO ' coa CO CS2 HCI HCI DC1 Вещество D2 D2O F2 HCN HI H, H2C=CHC1 HaO H2S 1CN ND3 NH3 NOC1 N, N2O O» soa SF6 UF« 15] Таблица (раздел) ¦ 33.4F) 33.4Cв) 33.4Dв) 33.4Eв) 33.5Cв) 33.5Dв) 33.4Eа) 33.5Cа) 33.5Cв) 33.4Dа) 33.4C) 33.4Dа,б) 33.4Eа.б) 33.4Fа—в) 33.6D) 33.4C6) 33.4D6) 33.4E6) 33.5Dа) 33.5D6) 33.5E) 33.5Cа) 33.5C6) 33.6C) 33.5Cа) 33.4G) 33.4(8а-д) 33.4Eа) 33.5Fа,б) 33.4Bа) 33.5(8) 33.4Eа) 33.4Eа) 33.4Eв) Лазерный переход в молекуле D2, HD DBr DC1 DF DCN DaO HF HCN HC15N HCI HBr HCI HF H2 H2C=CHC1 HBr HCI HF H2O H218O H2S HCN DCN NH3 HCN NO N2 HF N2O CO so2 HF HF DF Таблица 33.4 Лазерные переходы в двухатомных молекулярных газах [5| Относительная интенсивность 5,1838 5,1946 5,2055 0,55921 0,55949 0,55975 0,55998 0,56019 0,56040 0,56053 A) CN-лазер, переходы в Полоса 4—3 1929,08 1925,09 1921,05 Р (9) Р(Щ Р(П) Bа) СО-лазер (рис. 33.32). переходы между В1 2 — АЧ1 Полоса 0 — 3 'A3) 17882,2 17 873,3 17 864,9 17 857,6 17 850,9 17 844,3 17 840,1 Q(H) QA0) Q(9) Q(8) или 0G) QF) QE) 0,54 0,42 0,04 0,3 0,5 1,0 1,0 1,0 0,3 9,02 719
Продолжение табл. 33.4 Переход Относительная интенсивность 0,60646 0,60674 0,60699 0,60722 0,60742 0,60759 Полоса 0 — 4 16 489,2 16481,6 16 474,8 16 448,6 16 463,1 16 458,6 Q(9) Q(8) QG) QF) QE) QD) Полоса О — 5 0.5 0,8 1,0 0,6 0.3 0,03 0,65973 0,66013 0,66049 0,66082 1 0.66109 0,66133 0,66153 15157,7 15148,5 15 140,2 15132,7 15126,5 15 121,0 15116,4 QA0) Q(9) Q (8) или Р A3) QG) QF) QE) QD) 0.06 0,3 0,7 1.0 0,4 0,2 0,02 10 9 8 7 1 1- 5 4 3 1 C17L+ Полоса Ангстрема v=4 - fi'n v-0 1 + К - /X V=№ - 8 - 6 I 2 ~ — v=0 Полоса Герцбереа (часть 4-a положительной группы) Лазерные переходы E,03 - 5,38 МКМ) в колебательно- вращательной системе X1Zi' Х*?\=0 СО Продолжение табл. 33.4 Переход B6) СО-лазер, переходы в электрон ном состоянии Х'Ъ* Полоса 5—4 Рис. 33.32. Схема части лазерных переходов на мо- молекулах СО, показывающая электронные переходы в полосе Ангстрема и колебательно-вращательные переходы в основном состоянии • молекулы СО Х»2:ф[5]. 5,08691 5,09806 5,10937 5,12079 5,13237 5,14405 5,15597 5,16794 5,18009 5.19236 5,03755 5,04750 5,05755 5,06773 5,07807 5,08845 5,09905 5,10985 5,12030 5.13157 . 1965,83 1961,53 1957,19 1952,82 1948.42 1943,99 1939,50 1935,01 1930,47 1925.91 Полоса 6—5 1985,09 1981,18 1977,24 1973,27 1969,25 1965,23 1961,15 1957,00 1953,0) 1948,72 РA8) РA9) РB0) РB1) РB2) РB3) РB4) РB5) РB6) РB7) РG) Р(8) Р(9) Р(Ю) РA1) РA2) РA3) РA4) РA5) РA6) 720
Продолжение табл. 33.4 5,14268 5,15390 5,16527 5,17681 5,18848 5,20026 5,21218 5,22422 5,23649 5,24882 5,26137 5,27396 5,10410 5,11418 5,12445 5,13485 5,14530 5,15595 5,16666 5,17765 5,18865 5,19980 5,21110 5,22256 5,23420 5,24590 5,25776 5,26981 5,28189 5,29423 5,30674 5,31924 5,33204 5 34494 5,17220 5,18250 5,19290 5,20345 5,21410 5,22498 5,23600 5,24710 5,25835 5,26966 5,28118 5,29284 5,30467 5,31663 5,32871 5,34095 5,35334 5,36585 5,37860 5,39141 5,40442 5,41751 V. CM~* 1944,51 1940,28 1936,00 1931,69 1927,35 1922,98 1918,58 1914,16 1909,68 1905,19 1900,66 1896,11 Полоса 7—6 1959,21 1955,35 1951,43 1947,48 1943,52 1939,51 1935,49 1931,38 1927,28 1923,15 1918,98 1914,77 1910,51 1906,25 1901,95 1897,60 1893,26 1888,85 1884,40 1879,97 1875,45 1870,93 Полоса 8—7 1933,41 1929,57 1925,71 1921,80 1917,88 1913,88 1909,85 1905,81 1901,74 1897,66 1893,52 1889,34 1885,13 1880,90 1876,63 1872,33 1867,99 1863,64 1859,22 1854,80 1850,34 1854,87 Переход J \aK" жкм Я A7) Я A8) Я A9) Я B0) Я B1) Я B2) Я B3) Я B4) Я B5) Я B6) Я B7) Я B8) Я G) Я (8) Я (9) Я A0) Я A1) Я A2) Я A3) Я A4) Я A5) Я A6) Я A7) Я A8) Я A9) Я B0) Я B1) Я B2) Я B3) Я B4) Я B5) Я B6) Я B7) Я B8) Я G) Я (8) Я (9) Я A0) РA2) Я A3) Я A4) Я A5) Я A6) Я A7) Я A8) Я A9) Я B0) Я B1) Я B2) Я B3) Я B4) РB5) Я B6) Я B7) Я B8) 5,24195 5,25250 5,26310 5,27380 5,28465 5,29570 5,30695 5,31820 5,32964 5,34127 5,35298 5,36485 5,37692 5,38906 5,40138 5,41385 5,42648 5,43926 5,45225 5,46533 5,47852 5,49191 5,32415 5,33490 5,34590 5,35695 5,36820 5,37950 5,39110 5,40274 5,41457 5,42651 5,45087 5,46328 5,47582 5,48850 5,50138 5,51442 5,52762 5,54091 5,55438 5,4080 5,4196 5,4299 5,4425 5,45402 5,46571 5,47763 5,48968 5,50189 5,51421 5,52667 5,53927 5,55207 5,56503 V, СМГ1 Полоса 9—8 1907,69 \.. 1903,85 1900,02 1896,17 1892,27 1888,32 1884,32 1880,33 1876,30 1872,21 1868,12 1863,98 1859,80 1855,61 1851,38 1847,11 1842,82 1838,49 1834,11 -, 1829,72 1825,31 1820,86 Полоса 10—9 1878,23 1874,45 1870,59 1866,73 1862,82 1858,91 1854,91 1 1850,91 1846,87 1842,80 1834,57 1830,40 1826,21 1821,99 1817,73 1813,43 1809,10 1804,76 1800,38 Полоса 11—10 1849,11 1845,15 1841,65 1837,40 1833,51 1829,59 1825,61 1821,60 1817,56 1813,50 1809,41 1805,29 1801,13 1796,94 Переход Я G) Я (8) Я (9) Я A0) Я A2) Я A3) РA4) Я A5) РA6) РA7) Я A8) РA9) РB0) РB1) Я B2) Я B3) Я B4) РB5) Я B6) Я B7) Я B8) РФ) Р{9) Р(Щ РA2) РA3) Р 14 РA5 РA6) РA7) РA9) РB0) РB1) РB2) РB3) РB6) Я B7) Я (9) Я A0) Я A1) РA2) Я A3) Я A4) Я A5) Я A6) Я A7) РA8) Я A9) Я B0) РB1) Я B2) 24—748 721
kS !Л» j гг , Продолжение табл. 33.4 Njair мкм *• см~' Переход Хвак, мкм v. см~' Переход 5,59147 <¦ 1788,44 Я B4) i /7<моса /б—/5 5,60494 1784,14 Я B5) 5,89450 1696,50 Я A6) °i Полоса 12—11 5,90789 1692,65 Я A7) 5,92156 1688,74 Я A8) 5,4842 1823,41 Я (9) 5,94923 | 1680,89 Р B0) 5,4946 i 1819,96 I ЯA0) 5,96338 | 1676,90 Я B1) 5,5072 1815,81 f Я A1) 5,97768 1672,89 Я B2) 5,5187 1812,02 Я A2) я /7_/б 5,5299 1808,35 Я A3) i Полоса и /о 5,5424 1804,28 ЯA4) 5,57904 1792,42 Я A7) 5,98177 1671,75 Я A6) 5,59158 , 1788,40 6 Я A8) 5,99553 1667,91 Я A7) 5,60436 I > 1784,33 Я A9) 6,00939 1664,06 , Р A8) 5,61725 1780,23 Я B0) 6,02348 1660,17 Р A9) 5,64350 1771,95 ¦ ЯB2) 6,03774 1656,25 Я B0) 5,65687 1767,76 Я B3) ° 5,67044 1763,53 Я B4) Полоса 18—17 5,68414 1759,28 Я B5) С I ,-s . \ 6.05755 ' 1650,83 Р A5) Полоса 13—12 6,07145 1647,05 РA6) 6,0856 1643,22 Я A7) - со,! 1786,64 . Я A2) 6,09961 1639,45 Я A8) 5'?x?i 1782,95 > Я A3) 6,12845 1631,73 Я B0) S 63304 1775'24 Р A5) b'lifit 1767,36 Р A7) Полоса 19—18 катЛоя • 1763,36 Я A8) I'tJvS. 1759.34 , Я A9) c'EStTo 1755,27 Я B0) 6,14904 1626,27 Р A5) ?71049 i i 1751,18 ЯB1) 6,16288 1622,62 Р A6) t'-nvti I 1742,91 Г Я B3) 6,17712 1618,88 Р A7) c'7«i9 I 1738,70 Я B4) .6,1924 1614,88 Я A8) &,75|4/ ^. '6,2068 1611,14 Я A9) >4 Полоса 14—13 , п on to Полоса 20—19 5,6546 1769,18 I Я A0) 5,6654 1765 10 \ Р A1) 6,24320 ' 1601,74 ЯA5) 5,6780 1761,18 Я A2) 6,25712 1598,18 Р A6) 5,71361 1750,21 t РA5) 6,27228 1594,32 Р A7) 5,72642 1746.29 Я A6) 6,2870 1590,58 Я A8) 5,73931 1742,37 Я A7) 5,75243 1738,40 Я A8) ' Полоса 21—20 5,77911 1730,37 Я B0) 5,79264 1726,33 Я B1) 6 26 с Ц ROR4fi 1799 9е; Р (99\ O,A«>U l?>OU,7o И A4) 5,82031 1718,12 Я B3) '"* Ж1'ТЛ р)М Ч R4441 17П97 ЯГ24) 6,3552 1573,51 Я A6) 5,84874 1709,77 ЯB5) 6,38476 1566,23 Я A7) Полоса 22—21 Полоса 15-14 М252 155637 рA4) 6.43968 1552,87 Я A5) 5,78346 1729,07 Р A4) 6.45488 1549 22 Я A6) 5J9633 1725,23 , Я A5) 6-4704 1545-50 Р<17> 5,80927 | 1721,39 ! Я A6) Полоса 23—22 5,83581 > 1713,56 РA8) R Ш9п 1^4^ «ч рмч> R R494ti 1704 59 ЯП9> O.Sl^U IMS.tJd Я (Id) O.ofaoo 1/иэ,иа /- yiv) fi coco It;t9 14 P ПД\ 5,86300 1705,61 Я B0) °-5268 532,14 Я 4 5,87689 1701,58 Я B1) ^f4^ гоГте о « 5!89088 I697i54 Я B2) 6-5584 1524'76 РA6> 5,90507 1693,46 Я B3) „ „. 99 в 5,91951 1689!33 I Я B4) Полоса 24~23 ( i 6,6476 I 1504,30 I Я A5) i ii 6,6632 I 1500,78 J Я A6) Г 722
Продолжение табл. 33.4 (За) НВг-лазер Полоса 1—О Полоса 4—3 __ 4 0170 4,0176 4,0470 4,0475 4,0783 4,0788 4,1107 4,1112 4,1442 4,1448 , 4,1796 Щ о ¦в — -—• 4,1653 4,1658 4,1970 4,1975 4,2295 4,2633 4,2639 f 4,2988 4,2994 4,3354 4,3359 г* 4,3250 4,3255 4,3579 4,3585 4,3925 4,3931 4,4281 4,4307 4,4652 4,4658 4,5041 4,5047 W икм А 5,8049 ода о ад г 5,8620 5,8626 5,8928 — 5,8944 -) 5,9246 2489,40 2489,05 2470,97 2470,63 2452,03 2451,68 2432,70 2432,36 2412,99 2412,68 2392,56 Полоса 2—1 2400,78 2400,47 2382,68 2382,35 2364,36 2345,58 2345,26 2326,23 2325,92 2306,60 2306,30 Полоса 3—2 2312,15 2311,85 2294,68 2294,39 2276,61 2276,32 2258,29 2258,00 2239,52 2239,26 2220,20 2219,92 V, СМГЛ (Зв) DBr-лазер Полоса 2—1 1722,67 ! Полоса 3—2 1705,91 1705,43 1696,98 1696,52 1687,89 Р D) РE) Р F) Р G) Р (8) — Р D) Я E) Р F) Р G) Я (8) Р (9) Я D) РE) Я F) Я G) Я (8) Я (9) D Я (8) t Р(Ь) Я F) Я G) ( Я D) Я E) Я F) РG) - Я (8) Я (9) — РD) РE) — Я G) Я (8) Р(9) — - ..РD) ! РФ) Я F) Я G) — Я (8) Р(9) Переход !»Br De>Br г- -ч 1 _ — Я E) Я F) 4,5330 4,5335 ( 4,5691 - 4,5696 ) HU, 6070 - 4,6076 4,6463 .. 4,6467 C6) —— 19,399 20,360 20,896 20,949 21,501 22,136 30,948 - 32,469 19,988 21,546 30,445 31,849 1 33,409 ¦ 22,226 Т 22,855 ,' 31,368 32,799 40,526 29,786 23,436 „ W мкм 5,9261 - 5,9573 5,9590 __ ... j 6,0209 6,0225 6,0529 6,0544 6,0858 , 6,0873 '1 2206,07 2205,81 2188,61 2188,35 2170,61 2170,35 2152,27 2152,04 Чисто вращательные v = 0 515,49 491,16 478,56 477,35 465,09 451,75 323,12 307,99 4=1 о -1 а 500,30 „. 464,12 с 328,46 313,98 299,32 i • v — z о„ - ° А* 449,92 437,54 318,80 304,89 п 246,76 р = 3 335,73 426,69 V, СИ 1687,45 1678,60 1678,13 Полоса 4—3 1660,88 1660,45 1652,10 „ 1651,69 1643,18 1642,76 РE) Я F) Я G) Я (8) — ь Р15) 1 Я F) РG) - Р(8) переходы ' - Я C1) Rcm Я B9) R A9) R A8) Я C3) Я C0) Я B0) Я A9) Я A8) Я C0) Я B9) Я B0) Я A9) Я A5) —„ Я C3) или Я C1) Я C0) или Я B9) Я B8) или R A9) или R A8) или R C3) или R B0) или Я A9) или R A8) t ,-r- -» или Я B9) или R B0) или R A5) - " Я B2) Переход D7»Br D«Br Я (8) Я E) Я F) Я G) Я G) Я (8) РE) Я F) *¦' Р (П 24* 723
Продолжение табл. 33.4 6,1200 6,1216 6,1546 6,1562 6,1903 6,1918 6,2272 6,2289 1634,00 1633,57 1624,80 1624,39 1615,42 1615,03 1605,85 1605,43 Переход D'»Bi Р(8) Р(9) Р(Щ Р(П) D«ifer Р(8) Р(9) РA0) Р(П) X, мкм 6,2237 6.2566 6,2581 6,2916 6,2932 6,3279 6,3294 V, СМГ1 Полоса 5—4 1606,75 1598,32 1597,93 1589,41 1589,01 1580,31 1579,92 Переход D'»Bf D"Br РG) Р(8) Я (9) Р F) РG) Р(8) Р(9) Хвак. мкм 3,7071 3,7383 3,7408 3,7710 3,7735 3,8050 3,8074 3,8401 3,8425 3,8768 3,9149 3,8509 3,8840 3,9181 3,9205 3,9536 3,9560 3,9909 4,0295 D6) 13,8720 14,0994 14,3434 16,2125 16,6085 16,664 17,0340 17,4923 17,9874 17,997 18,522 Хвак, мим 5,0445 5,0514 V, САГ1 Dа) НС1-лазер Полоса 2—1 2697,52 2675,01 2673,23 2651,82 2650,08 2628,13 2626,45 2604,09 2602,48 2579,42 2554,34 Полоса 3—2 2596,79 2574,70 2552,26 2550,70 2529,31 2527,79 2505,68 2481,69 Чисто вращательные v = 0 720,921 709,279 697,232 616,809 602,114 600,10 587,070 571,686 555,969 555,65 539,928 V. СЛГ* Dв) DCl-лазер Полоса 2—/ 1 1982,35 1979,65 Переход Н»С1 Н3'С1 РD) Р E) РF) РG) Р(8) Р(9) Р(Ю) РD) РE) Р F) РG) Р(8) Р (9) переходы Я D0) Я C9) Я C8) R C2) R C1) R C0) Я B91 Я B8) R B7) Р~Ф) РF) Р G) Р(8) — — — — РF) РG) — — _ __ R C1) — — R B8) Переход D»C1 D"C1 РE) — РE) ¦;•¦ Хвак, мкм 19,122 20,4106 21,1556 21,9706 22,8637 23,8485 24,9367 26,1462 27,508 16,765 17,125 17,575 18,035 18,555 18,593 19,145 19,7002 20,3455 21,0470 21,8127 22,6514 23,5705 24,6177 24,5833 25,7040 19,183 20,9991 24,3178 19,783 19,821 5,0743 5,0811 , 5,1049 5,1118 . 5,1363 V, СМГ1 522,96 489,949 472,701 455,175 437,380 419,326 401,023 382,483 363,53 _,. * с = 1 596,48 583,94 568,99 554,48 538,94 537,84 522,33 507,628 491,526 475,130 458,449 441,491 424,268 406,215 406,789 389,065 р = 2 521,29 476,215 411,232 V— 3 505,48 504,52 ¦», сиг1 1970,72 1968,08 1958,90 1956,25 1946,94 Переход Я B4) Я B3) Я B2) Я B1) Я B0) Я A9) Я A8) Я A7) — Я C1) я (зо) Я B9) Я B8) — — Я B6) Я B5) Я B4) Я B3) Я B2) Я B1) Я B0) Я A9) Я B8) Я B6) Я B1) Я B8)? Я B6) — Я C2) — — Я B8) R B7) — — Я B0) — Переход DS»C1 D"a Р F) РG) Р(8) Я F) РG) 724
а. о. a. 0,0, 0, 0,0,0, 1 sssss.e&.as. 4 СОСОСОСОС0'|й"'|й"'|й"Ю Q,a,u,Q, coco oo со iS^co 5 ^J- t~- — fl a, a. o; q; q; q; q; q; q; Q; q; Q; Q; o; q; q; t-o cs oo со и CO CO 3 оз оз oo oo oo t*™ t*™ t^ to t S ^ ¦ ¦* ооэ t 0><?>t^t^C0 OSU S О О0СЧ — S ^f ScO O> сч счcoco"ю"tor-"oo'cT— 3 — Ю QO i i СГ I S i tC i So 0,0,0,0, 0.0, о,ЧЧ Q,Q,Q, 0,0,0,0,0,0,0,0.0,0,0,0. 0.0,0,0,0,0,0,0,0,0.0,0,0,0, 0,0.0,0,0, 5 o> от o> o> o> a. X coco от< 5ЯЯЙ t^ t co< ^c^ ;as со со со 5 со со со 5 I E3 1 ЧУ 3<N Йоо <о —1 о> о> — ¦ - =R^Sc® "? ю" ю" ю" ю" ю" ю" ю" ю ю ю ю ю ,<= <N<N<N<N<N<N<N<N<NC0C0C0 S СЧ ( <n"<n*<n <n <n <n <n <n <n со со со со со со о о> ю со <n*<n*<n"<n*<n"
Продолжение табл. 33.4 Хвак- мкм 13,2211 14,2881 16,444 17,327 20,9393 ¦. 11,5408 17,095 19,1129 20,3513 21,7885 3,8298 3,9572 4,0032 3,6363 3,6665 3,6983 3,7310 3,7651 3,8007 3,8375 3,8757 3,9155 3,9565 3,9995 4,1369 4,1862 3,7563 3,7878 3,8206 3,8547 3,8903 3,9272 3,9654 4,0054 4,0464 4,0895 4,1798 3,9487 3,9843 4,0212 V, СНГ1 756,37 699,88 608,12 577,13 477,57 „ О V —г о ¦ 866,49 584,97 523,21 491,37 458,96 Eв) DF-лазер Полоса 1—0 2611,10 2527,06 2498,02 Полоса 2—/ 2750,05 2727,38 2703,98 2680,28 2655,97 2631,09 2605,87 2580,16 2553,97 2527,47 2500,32 2417,27 2388,79 Полора 3—2 0 2662,17 2640,04 2617,41 2594,23 2570,51 2546,37 2521,81 2496,61 2471,34 2445,29 2392,46 Полоса 4—3 2532,50 2509,86 24^6,83 ; Переход R B1) R A9) R A6) R A5) R A2) R B7) R A6) R A4) R A3) Я A2) Я A2) Я A5) Я A6) ЯC) . Р D) Я E) Я F) Я G) Я (8) Я (9) Я A0) Я A1) Я A2) Я A3) Я A6) Я A7) ЯC) РD) Я E) Я F) "" Я (8) Я (9) Я A0) Р (И) ¦Я A2) Я A4) Я E) Я F) Я G) Хвак, мкм V, СМГ1 Переход Fа) Лазеры иа Н2, HD и D2 Н2, переходы в системе 2soi2+ — 2poi2+ 0,835190 0,887868 0,890128 „1,116520 ч 1,122507 1,30613 1,31658 11973,32 11262,93 11234,34 8956,40 8908,63 7656,2 7595,4 B-1) Я B) A-0) Я D) A-0) Я B) @-0) Я D) @-0) Я B) @-1) Я D) @-1) Я B) HD, переходы в системе 2sa1T.~J~ — 2povLj~ 0,9163 Полоса 1—0 10914 — D2. переходы в системе 2sai2+— 2»o!2;+ 0,827980 0,953261 F6) Лазеры 12077,58 10490,31 B-0) Я C) A-0) Я C) иа Н2, параводороде, HD и D2 Н2, переходы в системе В1!^ — Х1^]|" 0,152325 0,156725 0,157199 0,157739 0,157919 0,157998 0,158074 0,159131 0,159340 0,159606 0,160448 0,160623 0,160750 0,160839 ' 0,160902 0,161033 0,161165 0,161318 65649,0 63806,1 63613,8 63395,9 63323,8 63291,98 63261,4 62841,2 62758,9 62654,2 62325,3 62257,4 62208,3 62173,8 62149,4 62099,2 62048,1 61989,2 B-8) Я C) (8-14) Я C) B-9) Я A) B-9) Р C) G—13) Я A) G-13) Я B) G-13) РC) C-10) Я A) C—10) Я B) C—10) Я C) D—11) Р A) D-11) Я B) F-13) Я A) D-11) РC) F-13) Я C) E—12) Я A) E—12) Я B) E-12) Р C) Параводород, переходы в системе 0,151994 0,156753 0,157434 0,157771 0,157998 0,158110 0,158140 0,158899 0,159340 0,159925 0,160236 Ь!4iu —* g 65792,0 63794,8 63518,8 63383,0 63292,0 63247,0 >3235,3 62933,0 62758,9 62529,4 62408,0 B-8) Я B) (8-14) Я B) B-9) Я B) G-13) #@) G-13) Я B) B-9) Я D) G-13) Р D) C—10) R @) C-10) Я B) C-10) Я D) D-11) Я @) 726
Хвак- мкм 0,160594 0,160623 0,160829 0,160961 0,161033 0,161091 0,161165 0,161318 0,161485 { 0,157242 0,159524 0,159713 0,160365 0,160496 0,160569 0,160631 0,160646 0,160692 0,160747 0,160794 0,160827 0,160893 0,161005 0,161131 ... 0,158675 0,158694 0,158714 0,159130 0,159257 0,160086 0,160354 0,160848 0,161080 0,161198 0,161236 0,161251 0,161320 0,161412 Fв) Н2-лазер 0,158074 0,159606 0,160044 0,160448 0,160750 0,160839 0,160902 0,161033 0,161165 0,161318 62269,0 62257,4 62177,7 62126,7 62099,2 62076,7 62048,1 61989,2 61925,1 Переход F—13) #@) D-11) Р B) F-13) Р B) F-13) РD) E-12) РA) D-11) Р D) E-12) Р B) E-12) Р C) E-12) Р D) HD, переходы в системе JJ12+ ХЧ,^ " в 63596 62686 62612 62358 62307 62278 62254 62248 62231 62209 62191 62179 62153 62110 62061 (9—16)Р B),РC) D-12) Р B) D-12) Р C) E-13) Р A) E-13) Р B) G—15) Р A) G—15) Р B) E-13) Р C) G-15) Р C) G-15) Р D) F-14) Р A) E—13) Р D) F-14) Р B) F-14) Р C) F—14) Р D) D2, переходы в системе g 63021 63014 63004 62841 62792 62466 62360 62170 62080 62035 60020 62014 61990 61951 1 A0—19) РB) A0—19) РC) A0—19) РD) (9-18) Р B) (9-18) Р D) E-15) Р B) E-15) РD) F-16) РB) F-16) РD) (8—18) Р B) G-17) Р B) (8—18) Р B) (8-18) Р D) G-17) РD) переходы в системе ( В1!.^ — -^EjJ") 63262 62654 62483 62325 62208 62174 62150 62099 62048 61989 G-13) Р C) C—10) РC) — D-11) РA) F-13) РA) D-11) РC) F-13) РC) E-12) РA) E-12) Р B) E—12) Р C) Хвак- мкм \ Про до лже :ние табл. 33.4 Переход G) NO-лазер, переходы в основных электронных состояниях 41, 5,8462 5,8549 5,8584 5,8706 5,8789 5,9036 5,9083 5,9550 5,9423 5,9546 5,9632 5,9673 5,9756 5,9799 5,9882 5,9931 6,0010 6,0054 6,0192 6,0267 6,0324 6,0402 н 6,0386 6,0419 6,0543 6,0628 6,0673 6,0801 6,0884 6,0934 6,1015 6,1204 6,1417 6,1546 6,1973 6,1538 6,1576 6,1663 6,1792 Полоса 6—5 1710,52 1707,98 1706,95 1703,41 1700,99 1693,88 1692,53 1679,3 Полоса 7 6 1682,84 1679,37 1676.96 1675,81 1673,46 1672,27 1669,96 1668,59 1666,39 1665,18 1661,36 1659,29 1657,71 1655,58 Полоса 8—7 1656,0 1655,12 1651,72 %1649,40 1648,19 1644,71 1642,47 1641,13 1638,95 1633,87 1628,22 1624,8 1613,6 Подогп Q fi 1625,02 1624,00 1621,72 1618,34 /„ " 2П8/. 2 Ч, ч. 1 г 2*i/ Ч/ Ч/ Чу] ^ 7* /» **•/] 2з17 ч/г2 ч.,' 4,/s ч.; ч./ 2ЯЭ ч/ /г ч7/ ч. Ч/ > ч/2 /2 ч/2 /2 /2 Ч/ <2 2я7? 2*7, РG) IOI Р(8) Р(9) РA0) РA2) РA2) Р A6) Р(Г) Р(8) Р (9) Р(9) Р П0^ * i' vj РA0) РA1) р A1) Р П21 РA2) РA4) РA4) Р A5) i Р G) Р G) Р Г8> Р(9) Р(9) Р A0) РA1) РA2) РA3) РA5) РA6) Р A9) ) Р (8) Я (8) Р(9) Р (Ю) 727
Продолжение табл. 33-4 Переход Хвак- мкм Переход 6,1838 6,1921 6,1972 6,2055 6,2110 6,2191 6,2249 6,2381 6,2511 6,2602 6,2645 6,2778 6,2865 6,2913 6,2998 6,3051 6,3136 6,3191 6,3274 6,3336 6,3764 6,3894 6,3980 6,4031 6,4262 6,4321 1617,12 1614,95 1613,63 1611,48 1610,06 1607,94 1606,46 Полоса 10—9 1603,06 1599,71 1597,39 1596,30 1592,91 1590,71 1589,50 1587,36 1586,02 1583,88 1582,50 1580,43 1578,89 Полоса 11—/( 1568,29 1565,09 1562,99 1561,74 1556,14 1554,71 ¦Чг Я (Ю) 2*./2Р(П) 2-з,Р(П) •*,.РA2) " -A2) !"v.p A3) •я.лРF) *«./! Р (8) •*,,,Р(8) *ъ/шР(Щ •*,/fP(ll) 2-з,Р(П) Ч2Р(Щ ЪьиР (8) *ЧШР A2) WiPA2) (8а) М2-лазер, переходы во второй положительной системе С3 П„ — B3ug 0,337141 0,337178 0,337211 0,337240 0,357661 0,357713 Полоса О—О 29 661,22 29 657,92 29 655,03 29 652,46 Полоса 0—/ 27 959,42 27 955,34 (86) Переходы в первой положительной системе 0,748480 0,748948 Полоса 4—2 13360,41 13 352,07 (И) 0,749189 0,749377 0,749775 0,750363 0,757434 0,758313 0,758632 0,758855 0,759199 0,759524 0,760079 0,760608 0,761091 0,761195 0,761535 0,761946 0,762506 0,762631 0,762721 0,771418 0,774602 0,775483 0,865569 0,865730 0,866327 0,866494 0,866583 0,866810 0,86700 0,867161 0,867197 0,867371 0,867793 0,868520 0,868613 0,869001 0,869375 0,869729 0,870067 0,870307 0,870388 0,870494 0,870570 0,870696 13347,76 13344,42 13337,34 13 326,88 Полоса 3—/ 13 202,47 13187,16 13181,62 13177,75 13171,78 13166,14 13156,52 13147,37 13139,03 13137,24 13131,37 13124,29 13114,65 13112,50 13110,95 Полоса 2—0 12 963,14 12 909,86 12 891,87 Полоса 2—/ 11553,10 11550,95 11 542,98 11 540,76 11 539,57 11536,55 11534,0 11531,88 11 531,41 11 529,09 11523,48 11 513,84 11512,61 11507,46 11502,52 11497,84 11493,37 11490,20 11489,13 11487,73 11 486,73 11485,06 Q» G) QiCn pj(ll) Q3A3) Qe(H) Qi A5) Qi A3) Qx (И) Qi (9) PQv> E) QiG) Qi E) <3з(9) Qi<5) PRis A) Qs (IS) Q3A3) Qa A5) Qs A2) <2з(П) Q3 A0) Q3(9) QaA3) Q3G) Q2(ll) Qi(H) Qi A0) Qi(9) DQ23E) Qi(8) * Переходы обозначены по К. а не по J. Верхние значки О, Р, R обозначают соответственно АК = — 2, — 1, + 1. В остальных слу- случаях ДЯ = 0. Нижние цнфры указывают спиновые уровни. 728
со ч «о СО S S о 3 С ^h- О LO *f CO ,4,HHHiHe<!i-4i-4i-4HH 1ЧНН1ЧН1ЧНН СУСУСУСУСУ СУСУСУСУСУ СУСУСУСУСУСУа.й,й. а. а.а.а.а.0000 I СУСУСУСУСУ СУСУСУСУСУ cs о ^ СУСУСУ СУСУСУСУСУ СУСУСУ ч о о См С LO О @ О СО — Ю 1^ COO)LOCMO><0^fCOOt~-COO> СО CM CM CM ~ — — — О О) О) П UJLLJLOLOLO LOLOlOlgLOLO^-^;^; 0>О'О>О)ОФО)О)О'О)№О'О)О] I оо оо оо оо оо оо ( X Л) — conO >СОСОСОСОСОСОСОСОСО ? 00 00 — CM Q — ¦* — oo <5 ""83ЯЙ ss8skssss?s;s sssssssssss LO Tf CS 00 CO CO CO CO CM CM CM CM CM ^^ СС О^ ^" О5 »н (О Is" О О) О^ В <О **¦ Л Q0CS CS 0<0 5о<0 ^^ О^ О Q О ^^ ^^ ^н ^н ^н CS счссэтэтсссссссСсссо oo odocT СУСУСУО, СУ СУО, СУО, СУ СУ СУ о, а, а. о. а. су сусусусусусусусусу^ сусусусусусусусусусу LO Is" Oj """^ ^н """^ О^ t*~ СЭ «00 и ni^^O Ю ^f ^и СС с^^ вЧ^1 N "^^ N i« Q« ft» ft. ft. ft« O'ft* to ^co" сусусу ^^CT) ОЮ О t^- тр Ci OOtDlOWOO^O'H^'-нССО cOCS^-^^mCSCS^^CSCO QJCS CO 00 00 OcCO N00 CNil4- -и N 4< -^ o' oToO* ^OiQ 4*" CS* 1-Г *i* 1^*1^ГсС*'о^'1^Го''сС OOQOO"^1^"^ - ¦—*—*-*-'^'-^-"'^--^—- "-^--* ¦* -* "^ * .*—Г—Г. . J* .* 00 N t4* N N CO (O ^O CD BЬ tO CO ^-" О О ffi O^ O' ^^ ^ 00 ¦ —- —— —" ¦ -'- ¦ —- ¦¦ —- —^ —*" q cC ЭТ CO ^J CS C^ CS CS CS CS ю —i ОО OO CS<N Tj-содз-ч'оэг CSCSCSCSCSCS @ ю* CSCS cs—Th-'«•ооо Tji^HCOCOCOCS CSCSCSCSCSCSC см— о оГ оо" о CSCS CS см о оГ оо C4CN CSCS CS —и ^м C4CS оо @ аГ со N. С^. h- О LO Ю Ю О^ СР ОЭ 1Ы 1 CMl OO) S N — ^ о со CNCS СМ СМ 1 1 oooooooooo oo oooooooo o"o"o" oo" o"o" o*o" о* о о" 88 8 S SB oo о ooooooo о о о" о" о* о" о
Продолжение табл. 33.4 Лвак- мкм V, СНГ' (8г) Переходы в системе Щ)!ДЦ Полоса 0—0 3,62349 3,62614 3,62910 3,64313 3,64472 2759,767 2757,752 2755,505 2744,891 2743,697 Переход -amg Я D) ЯC) •Я B) Q D) Q E) Хвак> мкм 3,64662 3,64883 3,65138 3,65424 3,65745 3,66095 3,66483 3,66899 3,67352 3,67834 V, СМ~' 2742,269 2740,605 2738,693 •г 2736,550 2734,148 2731,530 2728,637 2725,549 2722,186 2718,618 Переход QF) Q G) Q (8) Q (9) Q (Ю) Q (П) Q A2) Q A3) Q A4) Q A5) § 2 - 1 - Резонанс Ферми 020 Рис. 33.33. Схема лазерных переходов для по- полос @0°1) — A0Ю) и @0°1) — @2°0) молекулы СОа (включая вращательные уровни энергии) [5]. C02ZgOO°0 Рис. 33.34. Схема уровней эиергии молекул №и СОа по отношению к основным состояниям N а (Х1!!"}", о = = О) и СО а @0°0). Молекулы СО2 селективно возбужда- возбуждаются в состояние @0°/) при передаче колебательной энергии от молекул N'2 (v = 1) [5]. Лазерные переходы в трехатомных молекулярных газах [4] Таблица 33.5 V, СН~' Переход Переход СО2-лазер (рис. 33.33 и 33.34) («а) Полоса (Ю°2) — A0°1) 4,3203 4,3249 4,3276 4,3549 4 3580 4.3612 4,3644 4,3677 4,3711 4,3745 4,3779 4,3814 4,3849 2314,65 2312,18 2310,73 2296,25 2294,62 2292,94 2291,25 2289,51 2287,76 2286,00 2284,20 2282,38 22S0.53 Я A7) Я A3) D /1 11 *\ у* *} PU) Я (9) Я A1) Я A3) Я A5) Я A7) Я A9) Я B1) Я B3) Я B5) A6) Яолосо @0°/) — @2°0), 9,126866 9,134184 9,141719 9,149471 9,157446 9,165645 9,174070 9,182725 9,191612 9,200733 9,210092 9,219690 9,229530 9,239615 9,249946 1095,6663 1094,7885 1093,8862 1092,9593 1092,0076 1091,0307 1090,0287 1089,0014 1087,9485 1086,8699 1085,7655 1084,6352 1083,4788 1082,2962 1081,0874 Я E2) R E0) Я D8) Я D6) Я D4) Я D2) Я D0) Я C8) Я C6) Я C4) Я C2) Я C0) Я B8) Я B6) Я B4) 730
со t а; а; а; а: а; а; а; а; а; а; а; а: а; а; 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0* 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, ^V c*4 о» oo CO С5 ^^ Г4* О СО •""' 00 С ^н LO Ю "^ СО О СЧ ^^ ^* ^ 00 С I О 00 'Э' 00 О) СО *Э* 00 О) СО ^ С I 00*-ЮСО — *Э*С*-О) — С0ЮС S «7 ю (N —< •* —< о со о о со 6 s 00 1С ¦* <M О I ol. i 0.0.0.0.0.0.0.0.0,0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0,0.0.0.0.0.0. COt^lN—'IQtOCOcxXNt^CO—'( О00ОЮПЮ-О^«Я01( iS2i oooooooooooooo moittocoймомя ooo^no ooooooooooooooooo 1 I a; a; a; a; a; a; uTq; a: a; o; a; а^оо^^сю^со ^ 00 00 00 00 00 00 00 ) O) G) G) G) G) G) G) ЮСО'З'Р-СОСЧСО^^СО ш t4" 00 О) О •""* О4 ^* Ю СО с5 csi см cs эт сс^сс со со со
Продолжение табл. 33.5 Хвак. мкм 11,1238 11,1309 11,1483 V, СМГ1 898,97 898,40 897,00 Переход РC2) РC3) РC4) Aж) Полоса {01°1) — {03Ю) 10,9735 10,9951 11,0165 11,0300 11,0385 11,0535 11,0610 11,0760 11,0850 11,1000 11,1070 11,1235 11,1315 11,1485 11,1555 11,1736 11,1791 11,1980 11,2035 11,2235 11,2295 11,2495 11,2545 11,2770 11,2804 '- 911,29 909,50 -- 907,73 906,62 905,92 904,69 904,08 902,85 902,12 900,90 900,33 899,00 898,35 896,98 896,42 894,97 894,53 893,02 892,58 890,99 890,51 888,93 888,53 886,76 886,49 РA9) Р B1) РB3) РB4) РB5) РB6) РB7) Р B8) РB9) РC0) РC1) РC2) РC3) РC5) РC6) РC7) РC8) РC9) Р D0) РD1) Р D2) РD3) РD4) Р Г45) ч '¦¦ 77 U *¦ 0=12 , Г" \ 284 МКМ j l. J-11 i 1 ° V о 1 ^v. 04 0 «/-(?/ f -). [ г J = 1U ^"""^^ 337 | "^э \373 | Рис. 33.35. Часть энергетических уровней молекулы HCN и соответствующие лазерные переходы в дальней инфракрасной области спектра [5]. • ¦¦ X . мкм 9,341 9,355 9,369 9,383 9,397 11,4823 11,4893 11,5962 11,5031 11,5099 11,5166 11,5237 11,5307 11,5376 11,5446 X , мкм вак 12,85 71,899 73,101 76,093 77,001 81,554 96,401 98,693 101,257 112,066 116,132 126,164 128,629 130,838 134,932 201,059 211,001 222,949 284 309,7140 310,8870 335,1831 336,5578 372,5283 V, СМ~Х Переход Aз) С18О2-лазер Полоса @0°1) — (ЮЮ) 1070,6 1069,0 1067,4 1065,8 1064,2 B) CS2-Jia3ep Полоса {02°1)~- {12°0) 870,90 870,38 869,85 869,33 868,82 868,31 867,80 867,27 866,73 866,20 V. CM-t РA8) РB0) РB2) РB4) РB6) РB8) Р(Щ РC2) РC4) РC6) РC8) РD0) РD2) РD4) РD6) Перехоп колебательный (За) HCN-лазер (рис. 33.35) 778,2 139,084 136,796 131,418 129,868 122,618 103,733 101,325 ч 98,759 89,233 86,109 79,262 77,743 76,430 74,111 49,737 ,47,393 ,44,853 ,'35,2 32,28785 32,16603 29,8344 29,71258 ;26,84360 ¦ _ . . . — — . . A22d0)—@5irf0) A22<*0) "(Об^О) П2°0) @51С0) A2°0)—@5^0) — (П1 - „1С0) A11С0) A11С0) A11С0)—@4°0) @4°0)—@4»0) @4°0)—@4°0) вращательный . RB6) RB5) ^ B5) #B4) Я (И) R{l0) R{l0) «(9) R{8) 732
Х„„ ,, мкм вак 538,2 545,4 676 773,5 181,789 189,9490 190,0080 194,7027 194,7644 204,3872 110,240 113,311 138,768 165,150 2,279 • 4 77 *, • • 7,458 7,596 7,709 11,83 ' 11,96 16,932 23,13 23,365 24,966 26,660 27,9707 28,054 28,270 28,356 28,451 32,924 33,029 34,60 35,017 35,833 36,606 37,848 38,086 39,695 40,45 40,638 42,51 45,517 45,91 47,244 47,39 47,468 47,687 48,19 48,676 49,06 i : V, СМ~' 1 18,580 18,335 14,79 12,928 Переход колебательный _ — — — вращательный — — — C6) DCN-лазер 55,009 , 52,6457 52,6294 51,3604 51,3441 48,9267 B2°0)-<22°0) B2°0)—@9ie0) B2°0)—B2°0) B2°0)-@9i*0) @91*0)—@9i*0) @9i*0)—@91*0) Я B2) Я B1) Я B1) R B0) Я B0) Я A9) (Зв) HCN-лазер 90,711 88,253 72,063 60,551 Dа) Н20-лазер 4387,60 2096,0 1340,70 1316,38 1297,19 1 845,3 ,836,1 590,60 432,3 427,99 400,54 375,09 357,516 356,46 353,73 352,66 351,48 303,73 302,76 289,02 285,58 279,07 273,18 264,21 262,56 251,92 247,2 246,08 235,24 219,70 217,82 211,67 211,01 210,67 209,70 207,5 205,44 203,83 — — — — — — — — (рис. 33.36—33.38) @20)—@10) @20)—@10) @20)—@10) @10)—@10) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @01)—@20) @20)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—A00) A00)—@20) @10)—@10) A00)—@20) @01)—@20) A00)—@20) @20)—@20) @20)—@20) — @01)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) _ 44i—580 5eo—66i Ь61—/40 — 1311.2—1210.3 96з—8М 945—884 °44 'J3 743—682 бзз—580 6б1—580 О *7 °08 '38 844—735 642—581 5во—44i 514—441 7з4 625 12,.12-11» 1^11.2—1^10,3 12qj2—П39 744—6в1 ^ыз 122>10 44i—Ззо 9вз-954 — 6зЗ 682 6в1 6Й 94в-9В4 ?43—782 X , мкм вак 53,910 54,853 55,000 55,088 57,659 57,799 66,880 66,903 67,169 68,344 72,856 73,401 78,443 79,087 85,564 86,478 87,323 87,469 89.772 89,947 90,565 115,32 118,591 120,08 220,230 25,162 26,595 28,295 33,308 35,383 48,366 48,604 48,765 49,430 56,129 26,36 33,896 35,081 36,096 36,324 36,526 37,788 37,860 39,53 40,994 41,79 48,80 50,71 54,73 56,830 61,182 71,944 П р одолж енн е v, см-1 185,49 182,31 181,82 181,53 173,43 173,01 149,52 149,45 148,88 146,32 137,26 136,24 127,481 126,44 116,87 115,64 114,52 114,32 111,39 111,18 110,42 86,72 ' 84,323 83,28 i 45,407 табл. 33.5 Переход колебательный @20)—@20) @20)—@20) A00)—@20) @20)—@20) — @20)—@20) нлн 100)—@20) 020)—@20) 100)—@20)! A00)—A00) A00)—@20) @20)—@20) 1 A00)—@20)' A00)—A00) A00)—@20) A00)—@20) — i @20)—@20) ' @01)—@20) , @01)—@01) A00)—@20) : 1 i D6) Н8180-лазер 397,42 376,01 353,42 300,23 282,62 206,76 205,74 205,07 202,31 178,16 A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) Dв) О2О-лазер 279,36 295,02 285,05 277,04 275,30 273,78 264,63 264,13 252,97 243,94 239,28 204,92 197,20 182,72 175,96 163,45 138,99 A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) вращательный 6*2—643 ^60—541 9ц,—844 954—946 _ 441—4*2 ?>41—53а 7 4 817—808 8 ^ЗБ 4 °ЗБ 7g2 7<д 9б4—946 о о "Б3~~2 О О i?54—**63 "ЗБ ^2в 642—6,1 642—633 ^23—5В0 845—7б2 744—651 643 ^50 580—441 12, >12—1129 643—6^2 6ei—652 7лл—7 кя ¦ 4* ' ОО 4 Оед К С Б0^~" 41 1388—126б 12в8—Пев 115б—Юв5 1157-1O64 117S—1064 10вв-964 1086—Эй У8*— °64 Юв4— 955 1286-П7в '^0.16—1^3,13 11*7-116в 733
5200 r- д=3'(сильные) Щ@20) Vj(OOl) 3400 V5@01) ff=1 (слабые) A00) 2V2@20) 53 i i 7 <? = J 2»?@20) 5 6 7 ¦ 2% @20) Рис. 33.36. Схема энергетических уровней молекулы Ha'fO [5]. (Показана большая часть наблю- наблюдавшихся лазерных переходов (длины волн указаны в слС1). Уровни идентифицированы по кван- квантовым числам 7Св>, Кс Уровни классов симметрии ++¦ и -) изображены сплошными, а классов —¦-)- и прерывистыми линиями. Лазерные переходы с сомнительной идентификацией помечены зна- знаком (?), переходы, для которых возможны две идентификацнн, — знаком (*).) 4,8 4,6 Ъ 4,0 3,8 3,6 734 V,A00) 45 ¦g-S (сильные) 2% @20) ллллл/v-®— I I I 3= 6 7 8 , 1,A00) 2Vj,@20) Л д=1(сла&ые) 9,A00) Л/u—62 > >Ч Рис. 33.37. Схема энергетических уровней молекулы Н2 18О и соответствующие лазерные переходы [5]. Обоз- 1 начення см. на рис. 33.36. р
X мкм 72,427 72,757 73,341 74,526 76,305 78,16 83,730 84,111 84,284 V, СМ-' 138,07 137,44 136,35 134,18 131,05 127,94 119,43 118,89 118,65 X , мкм Переход колебательный @20)—@20) @20)—@20) A00)—@20^ A00)—@20) — @20)—@20) @20)—@20) A00)—@20) v. см-1 E) HjS-лазер 33,48 33,65 49,63 52,41 56,86 60,31 61,52 73,54 80,52 83,45 92,03 96,41 103,3 108,8 116,8 126,2 129,1 130,8 135,5 140,6 162,4 192,9 225.4 298,7 297,2 201,5 190,8 175,9 165,8 162,6 136,0 124.2 119,8 108,7 103,7 96,8 91,9 85,6 79,2 77.4 76,4 73,8 71,1 61,6 51,8 44.4 Fа) NaO-лазер (рис. 33.39) вращательный 10,4—10,5 ИЛИ Ю,з—Юм 1176—11в6 !2б8~!з* — — Юю—10^ Нее—Н&? 121Л2_1Ц, Относительная интенсивность 0,6 480 ' ! 1 1, 60 60 200 1000 -, 0,2 220 4 @00 0,1 3 125 7 4 2 4 1 2 10 560 20 1000 Полоса @0°1) — A0°0), R-ветвь 10,3456 10,3532 10,3609 10 3687 10,3765 10,3843 10 3922 10,4001 10,4081 10,4161 10,4242 t 10,4323 я 10,4405 10,4487 * 366,59 365,88 365,16 364,44 363,72 362,99 362,26 361,53 360,79 360,05 359,31 358,56 357,81 357,06 Я C5) Я C4) Я C3) Я C2) Я C1) Я C0) Я B9) Я B8) Я B7) Я B6) Я B5) Я B4) Я B3) Я B2) ¦" ¦ч ^по„, МКМ вак 99,00 103,33 107,731 107,91 108,88 110,49 111,74 170,08 171,67 4 218,5 \ W *** 10,4570 10,4653 10,4737 ' 10,4821 t 10,4906 10,4991 10,5077 10,5163 10,5250 10,5337 10,5425 10,5513 10,5602 10,5692 10,5781 10,5872 10,5963 10,6054 10,6146 10,6239 10.6332 10.6426 F6) 10,6614 10,6710 10,6806 - 10,6903 10,6999 10,7097 10,7195 10,7294 10,7393 10,7493 10,7593 10,7694 10,7796 10,789ft 10,8000 10,8104 10,8208 10,8312 10,8418 10,8523 П J V. СМГ* 101,01 96.78 92,823 92,67 91,84 90,51 89,49 58,80 58,25 45.77 J f i H ДО Л Ж ение табл. 33.5 Переход колебательный A00)—@20) (loo)—а оо) A00)—@20) A00)—@20) A00)—@20) @20)—@20) A00)—@20) 956,30 955,54 954,77 •954,01 ' 953 24 952,46, 951,69 ' 950,90 950,12 949,33 948,54 947,75 946,95 946,15 945.35 944,54 943,73 942,91 942,09 941,27 940,45 939.62 вращательный Нм—117Ь 1368—135,, 12^-12," 1147—1138 1 Переход Я B1) Я B0) Я A9) Я A8) Я A7) Я A6) Я A5) Я A4) Я A3)^ Ю /1 О\ ^ л\ 1 l^Cl Я A1) Я A0) *\ (У) О /О\ *\ IOI Я G) Я F) R<5) r\4 *\ I"/ Я B) Я@) Полоса @<У7) — (/0°0), Р-ветвь 937,96 937,11 936,28 935,43 934,58 933,73 932,88 932,02 931,16 930,29 929,43 928,55 927,68 926,80 925,92 925,03 924,15 923,25 922,36 92 ,46 P A) PB) PC) PD) PF) PG) P(8) P A0) P (П) PA2) PA3) PA4) P A5) P A6) PA8) PA9) PB0) 735
• ttti 3* 9 10 11 П fS I I t t I 9 10 11 12 13 хлллллллл- ———78 9 10 11 2t>2@20) Рнс. 33.38. Схема энергетических уровней молекулы D216O и соответствующие лазерные переходы [5]. Обозначения см. на рнс. 33.36. V Г Передача ше$. энергии центр полосы 338,73 A0,65тм) Z+100 HjO^oq'o) Рис. 33.39. Схема энергетических уровней молекул N2 и ЫгО [5]. Показан процесс передачи колебательной энергии от N2 к ЫгО с последующим лазерным перехо- переходом в полосе @0°1) — {10°0) N2O. (Xi?+, v = 0) и — основные состояния соответственно Ыг и состояния NaO. 736
Продолжение табл. 33.5 Хвак, мкм 10,8629 10,8736 10,8844 10,8952 10,9061 10,9170 10,9280 10,9390 10 9501 10,9613 10,9726 10,9839 < 10,9953 11,0067 11,0182 11,0298 11,0415 8,2388 8,2416 8,2439 8,2518 8,2543 8,2571 1 8,2595 8,2623 8,2645 8,2673 8,3625 V, СЛГ 920,56 919,65 918,75 917,83 916,92 916,00 915,08 914,16 913,23 912,29 911,36 910,42 909,48 908,53 907,58 906,63 905,68 Gа) OCS-лазер Полоса @0°1) — {10°0) 1213,76 1213,35 1213,02 1211,86 1211,48 1211,08 1210,73 1210,32 1209,99 1209,59 1195,82 Переход Р{21) РB2) РB3) РB4) Р B5) РB6) Р{27) Р B8) РB9) РC0) РC1) РC2) РC3) РC4) РC5) РC6) РC7) Я B6) К B5) R B4) К B1) R B0) R A9) «A8) R A7) Я A6) R A5) РA8) Хвак- *** 8,3654 8,3685 8,3715 8,3746 8,3779 8,3809 8,3839 8,3870 8,3900 8,3930 8,3962 8,3999 8,4024 8,4055 8,4085 8,4117 8,4146 8,4178 8,4213 8,4243 194 IZO 1QO 140,85 151,16 192,67 215,27 V, СЛСг 1195,40 1194,98 1194,52 1194,09 1193,62 1193,19 1192,76 1192,32 1191,89 1191,46 1191,02 1190,49 1190,14 1189,70 1189,27 1188,82 1188,40 1187,95 1187,46 1187,04 G6) Разные переходы (8) ЭОг-лазер 70,99 66,16 51,90 46,45 Переход Р A9) Р B0) Р{21) РB2) РB3) РB4) РB5) РB6) РB7) Р Р Р 28) 29) 30) Р C1) РC2) РC3) РC4) РC5) РC6) РC7) РC8) р р ? ? ? ? Таблица 33.6 Лазерные переходы в некоторых многоатомных молекулярных газах [5] Хвак- мкм A) CHsF-лазер 451,924 451,903 496,105 496,072 541,147 541,113 V. СНГ1 Переход , чисто вращательные переходы 22,1276 22,1286 20,1570 20,1584 18,4793 18,4804 0 = 0 R A2), К = 2 У? A2), К=1 0=1 У? A0), К = 2 У? A0), К=1 ЯA1), К = 2 Я(И). К=1 B) СН30Н-лазер, чисто вращательные переходы 70,6 118 8 164,3 170,6 185,5 190,8 193,2 198,8 202,4 141,6 84,18 60,86 58,62 53,91 52,41 51,76 50,30 49,41 — — — — Хвак, мкм 223,5 237,6 253,6 254,1 263,7 264,6 278,8 292,2 292,5 369,1 392,3 417,8 570,5 699,5 V, СМ~' 44,74 42,09 39,43 39,35 37.92 37,79 35,87 34,22 34,19 27,09 25,49 23,93 17,53 14,30 Переход — — — — — — — — — — C) МНз-лазер Полоса @3s0) — (G2aO) 14,78 15,04 15,08 15,41 15,47 676,6 664,9 663,1 648,9 646,4 __ 737
w> мкм 18,21 21,471 22.542 22,563 22,71 23,675 23,86 24,918 25,12 26,282 30,69 v, цГ* 549,1 465,74 443,61 443,20 440,3 422,38 419,11 401,32 398,09 380,49 325,8 I Переход P&) lo P C) 22 P C) 2U2 P D) 30 или 3X PE) 4, />F) 50 5, W *** 31,47 31,951 32,13 Продолжение табл. 33.6 j V, СМ~' 317,7 312,97 311,2 Переход D) H2?=CHC1-лазер, чисто вращательные переходы 386,0 507,7 634,4 25,91 19,70 15,76 — 33.4. ЛАЗЕРЫ НА ПРИМЕСНЫХ КРИСТАЛЛАХ Лазеры на примесных кристаллах представляют со- собой системы, в которых в качестве активного вещества используются кристаллические материалы. Генерация и усиление осуществляются в этих системах в результате переходов возбужденных ионов-активаторов, введен- введенных в решетку кристалла, в устойчивое состояние. Воз- Возбуждение (накачка) ионов элемента-активатора произ- производится оптически, чаще всего с помощью импульс- импульсных или непрерывно Действующих газоразрядных ламп. Энергетические уровни ионов, вводимых в кристал- кристаллическую решетку в качестве активаторов, значительно отличаются от уровней энергии свободных ионов. Под действием поля кристаллической решетки происходит расщепление, смещение и уширение уровней ионов. На рис. 33.40 показаны эиергетические уровни двухвалент- двухвалентных ионов редкоземельных элементов, актиноидов и элементов группы железа, а на рис. 33.42 и 33.43 уровни трехвалентных ионов редкоземельных элементов. Наи- I Г Кристаллические вещества Вещество Симметрия группа, структура корунд биксбайт биксбайт гранат » искаженный перов- скит флюорит рутил Симметрия располо- расположения замещаемого иола Cav (Al3+) С2 ^СГ^ 1 Csi (Ers+) Cj. (Gd3*) CSv(La3+) C2 (Ys+) С • (Y ^ C** (Las+) D2 (Gd3+) C3e- (Ga^) D2 (Y»+) l-((SdV CiI(Y3+) Сг(А18+) — Oft(Ca^) Сзд (Ca2+ -f- O2~) D2ft(M^) Постоянные о решетки, А O0 = 4,759 co= 12,989 10,547 ao= 14,061 bo= 3,566 c0 =8,760 ao= 3,937 c0 = 6,130 10,604 ao = 4,051 c0 = 6,943 12,376 12,01 i 12,277 o0 = 5,179 b0 = 5,329 Co = 7,370 6,19 5,464 5,78 'o0 = 4,621 c0 = 3,053 г/смъ 3,987 8,64 7,407 6,51 5,06 5,73 — 4,55 — 5,35 4,83 3,179 4,24 3,177 Оксиды A12O3 Er2O3 _ Gd2O3 La2Os Y2O3 La2O2S GdgGa5O12 Y3A15O12(YAG) Y3Ga50le YAIO3 Фториды BaF2 CaF2 - SrF2 MgFa !¦ i Ромбоэдраль- ная Кубическая Моноклинная Гексагональ- Гексагональная Кубическая Гексагональ- Гексагональная Кубическая Орторомби- ческая ч Кубическая Tl-la^ _ —С2//П 7J-/O3. Г?м— Р~Ът Of — laM, Of — 1аЫ, Of-Ia3d, D^ — Pbnm, 0l — Fm3m, O\ — Fm3m, Тетрагональ- Тетрагональная 738
большее воздействие испытывают уровни, соответству- соответствующие внешним электронам ионов, так как внутренние электроны атома экранируются внешними оболочками. Как правило, кристаллы до введения в них ионов- активаторов являются совершенно бесцветными и опти- оптически прозрачными. Введение в них ионов активатора приводит к появлению областей селективного поглоще- поглощения и спонтанной люминесценции (центров окраски). Основные характеристики кристаллических материалов, используемых в качестве матриц для различных ионов- активаторов приведены в табл. 33.7. Одни и те же ионы-активаторы в зависимости от типа кристалла, в который они введены, образуют различ- различные лазерные системы, характеризующиеся и различ- различными генерационными параметрами. Большое влияние при этом оказывает температура активной среды, в за- зависимости от которой меняются радиационные парамет- параметры и спектр поглощения ионов элемента-активатора р кристалле. Одним из возможных методов вариации свойств лазерных кристаллов является концентрация ионов-активаторов. Основные лазерные системы иа кристаллах, активи- активированных различными ионами, режимы их работы, ис- источники накачки и другие параметры приведены в табл. 33.8. 1 В ряде случаев кроме ионов-активаторов в кристал- кристаллы вводятся также другие ионы, роль которых в систе- системе сводится к поглощению энергии иакачки и передаче ее лазерному иону. Тем самым повышается эффектив- эффективность лазера. Этот метод повышения эффективности преобразования энергии накачки в лазерное излучение носит название метода сенсибилизирующей добавки. Механизм сенсибилизации пояснен на рнс. 33.44. Ионы- сенсибилизаторы для различных кристаллов и ла- лазерных ионов перечислены в табл- 33.9. В таблицах данного раздела приняты обозначения: плотность, г/см3; температура плавления. С; твердость по Кнупу, кг-мм'3; значение твердос- твердости (по Моосу) помечено знаком ^М); коэффициент теплопроводности, вт/(см-град) коэффициент теплового расширения, 10"* • град~ г; показатель преломления; длина волны лазерного излучения, мкм; энергия нижнего лазерного уровня, см~1; массовая концентрация ионов активатора, %; время жизни верхнего лазерного уровня, мое к; ширина линии люминесценции, см'1; рабочая температура, °К- р— k а п Ei — С — Т — Режим работы: имп. — импульсный: непр. — не- непрерывный. ' Накачка: Хе — ксеноновая, W — вольфрамовая, Hg — ртутная или Кг — криптоновая лампы. Примечание. Характеристики кристаллов для лазеров могут слегка варьироваться в зависимости от приготовления и от образца к образцу. для лазеров [6] Табл и ца 33.7 г с 2040 2660 2350 2307 2410 2070 -1825 1970 1875 1280 1360 1400 1255 Н, кг/мм" 2100 — — — — 780 — 1380 1325 82 163 4 (М) ft, em/{cM~epad) о. 10~в град~1 Область прозрач- прозрачности. *(КМ Метод роста 0,35 || С-ОСИ 0,33±е-оси 0,27 0,05 0,09 0,13 0,09 i 0,11 ] — 0,097 0,031 5,31 || с-оси 4,781. с-оси 9,05 6 || с-оси 3± с-оси 6,9 9,5 || а-оси 4,3 || 6-оси 10,8 || с-оси 18,4 19,5 8,8 || с-оси 13, IX с-оси 0,14—6,5 0,23—8 0.35—8 0,3—5,5 0,3—5,8 0,23—12 0,13—12 ДО 6 1,763 («о) 1,755 {пе) 2,1 1.91 2,2 1,823 1,93 1,97 (ив) 1.96 (щ) 1,94 (пс) 1.473 1,433 1,438 1,38 Чохральского — Вернейля Бриджмена—Сток- бергера Чохральского Бриджмена—Сток- бергера Зонная плавка 739
Вещество MnF2 ZnF2 CeFs HoF3 LaF3 LiYF4(YLF) Вольфраматы CaWO4 SrWO4 NaGd (WO4J NaLa (WO4J Молибдаты CaMoO4 LaNa (MoO4J PbMoO4 SrMoO4 Gd2(MoO4)s KY(MoO4K Ниобаты Ca (NbO3J LiNbOg LaNbO4 Ванадаты Cas(VO4J YVO4 Фосфаты, силикаты, германаты Ca5 (PO4)8F, (FAP) CaY4(SiO4)sO, (SOAP) Ba2MgGj2O7, (BMAG) Симметрия Тетрагональ- Тетрагональная » t Орторомби- ческая Гексагональ- Гексагональная Тетрагональ- Тетрагональная > » Тетрагональная » » Орторомбичес- , кая » Ромбоэдраль- . ная i Моноклинная » Тетрагональ- Тетрагональная , i Гексагональ- Гексагональная » Тетрагональ- Тетрагональная Пространственная группа, структура О4д — Р4/тпт, » ' оЦ — РА/тпт, » s О|л — Сб/тст, тизонит •,. Рпта jD|a — С6/тст,' тизонит C^j — /4i/o, шеелит Ctft-fVa, ¦- » С^ —/4!/a, » Ctft-^/a, , » С|д — /4]Уа, шеелит Clb — Uja, » Cjk-/41/e, РЬа2, ¦ ( — D^-Pbna, f - D!? — P ben, ферсмит C|o -r- R3c, ильменит C2, J _ фергюсонит ' " \ \, ,, 4,rC2/c, p^—14/2/nd, циркон C|h — Р6з/т, апатит J C|,—P63/m, » p|j —P42xm, ' акерманит * Симметрия располо- расположения замещаемого нона , О2Й (Мп2+) D2ft(Zn2+) Ч С2 (Сез+) СЛНо*+) C2(La«+) — S4(Y3+) S4 (Ca*+) S4 (Sr2+) S4 (Gd3+) S4 (La^) S4(Ca2+) S4(La»+) (Pb2+) S4(Sf2+) (Gds+) S4 (Y3+) C2(Ca2+) _ (La3+) (Ca2+) D2d(Y3+) ' Cw (Caa+-I) Cs(Ca2+_II) — (Ba*-) Постоянные о решетки, А o0 = 4,715 co= 3,131 д0 = 4,703 c0 = 3,134 Oo=4,115 Co = 7,288 ao = 4,148 Co = 7,354 ao=5,26 co= 10,94 00 = 5,242 co= 11,372 Oo = 5,40 co= 11,90 — ao= 5,357 co= 11,743 ao= 5,226 c0 =11,43 ao = 5,328 co= 11,699 flo = 5,435 co= 12,110 a» =5,38 Co= 11,97 ao= 10,3858 60= 10,4186 co= 10,7004 ao=5,07 60= 18,23 c0 =7,95 — 00= 5,47 f bo = 5,112 co= 13,816 00= 5,56 bo= 11,54 co= 5,20 ao= 8,35 и in 77 I/O — 1U , I / co= 7,00 ao= 7,133 c0 =6,291 i ao= 9,368 c0 =6,884 — 00= 7,84 c0 = 5,01 p г/см* _ 4,84 6,16 — 5,94 — 6,120 6,18 — — 4,256 4,79 6,816 4,15 4,72 4,628 3,55 4,23 3,189 — _ 740
Продолжение табл. 33.7 930 872 1325— 1425 1100 1490 — 1570 1566 1400 1430 1070 1490 — 1560 1253 1650 1470 1750— 1900 1705 >2000 Н, кг/ммг — - — 4,5 (М) 743 4,5 (М) — 4,5 (М) — 4,3 (М) 4,5 (М) — — — 5,5 (М) 5(М) — 4,3(М) 5,5 (М) 540 ft, втЦсм-град) — э — 0,051 — 0,33 || с-оси 0,04 0,022 — 0.040Ц а-оси 0,041 || с-осн — 0,056 — 0,014 0,052 || с-осн 0,051 _|_с-оси 0,021 [0001] 0,019[1010] <х, КГ" град~1 — — — — 9,1 || с-оси 8,51. с-оси 11,2 || а-оси 18,7 || с-оси 25,5 || с-оси 19,4 |1 а-оси — — — — 55 || с-оси 35 || а-оси 7,3_Lc-och 10 [0001] 9,4 [1010] Область прозрач- прозрачности, мкм — : — 0,3—9,5 j 1 — i 0,3—3,0 — — — 0,33—5,5 0,3—5,5 0,37—5 0,3—6 — 0,45—4,8 — п ,— i 1,62 1,58 1,6 1,634 (п0) 1,631 (пе) 1,92 j — ¦ 1,97 — 1,94 , — 2,07 (а) 2,10(р) 2.18(Т) 2,286 («о) 2,200 (пе) 2,187 (Яр.) 2,094 (пт) 2,077(пр) 1,89 1,86 (по) 1.88 (пс) 1,63 1.8 Метод роста Зонная плавка » Бриджмена — Сток- бергера Чохральского » » » » » » » » » » » » Бриджмена — Сток- бергера Чохральского » 741
Рис. 33.40. Схемы энергетических уровней . ионов двухвалентных редкоземельных элементов, ионов, акти- актиноидов и ионов группы железа в матрицах некоторых кристаллов [6]. О — 10000 ?0000 30000 CM'1 - - f» Tm - f" НО f" тъ fs ft Eu r 5m fe Pm fs Nd f* Pr fs CO Л ДА/ 30000 CM' -1 Рис. 33.41. Спектры поглощения ионов двухвалентных редкоземельных элементов в кристалле CaFa [61. Поло- Положение переходов f-*f указано стрелкой.
Твердотельные лазерные системы на кристаллах [6] Таблица 33.8 со Ионы Группа железа Хром Cr3+,3d3 (Б2СГ3+) /62Q-3+) (Б1>СГ3+) Ванадий Кобальт Со2+, 3d' Никель Ni2+, 3d8 i Двухвалентные ионы редкоземе- редкоземельных элементов Самарий Sm2+, Af* 1 Диспрозий Dy2+, 4/10 Кристалл АЦО3 1 I) MgF2 KMgF3 ZnF2 l MgF2 r '• MgO MnFg f CaF2 SrF, CaF2 - Лазерный переход 2?AГ) -* 4Л8 2?BЛ) -¦ Мг г?(?) -¦ 'А, (Сг3+—Сг3+) *Тг -* М2 4Г2 -» «Г,. 4Г2 -» <7\ 1 «Г, -»¦ 4Г, 3Г2 -> 3Л2 3Т —» "Л2 т2 —»м» 5d -» 'F, 6D0 —» 7Fi 6/, —» ъ/е 0,6943A?!) 0,6934 0,6929(#2) 0,6934089 0,6934255 0,6934382 0,7009(Л'2) 0,7041(^1) 1,1213 , 1,821 1,750 ! 1,8035 1,99 И 2,05 * 2,165 1,623 1,636 1,674—1,676 {' i 1,731—1,756 1,785—1,797 1,3144 1,915 1,865 1,922 1,929 1,939 J f 0,7085 0,708 0,720 ч 0,729 0,6969 2,36 EV еж- 0 0 0 0 — -100 1150 1420 1087 1256 1780 1930 1895 340 380 526—533 У 723—805 898—93*5 398 580 560 600 620 650 f 263 — -270 90 90 28,8 — с, % 0,05 0,05 i 0,05 0,05 0,05 0,5—0,7 — 1 1 1,5 — — j i. -0,01 — — — 0,1 0,03 0,02 0,05 т , мсек 3 4,3 — , — 1 — — 1,1 1,3 2,3 3,1 1,3 — 0,4 11,5 _ 11,1 11,3 11,1 0,002 — 14 12 — 10 -10 — — — j _ -^ 9 -2 — — — а i _ | 1,6 — — ~1 — — Режим работы ИМП. непр. ИМП. непр. ИМП. X „ X » » ИМП. X X » X X X X | X непр. ИМП. непр. , ИМП 1 '» ! » i » j и непр. НМП. непр. ¦> ИМП. не пр. Т. °К 300 300 77 77 290 «70 «70 «70 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77 77—82 82—100 85 100—192 85 198—240 77 77 20 77 85 85 S 85 85 i 20 65—901 >65 >65 J 4,2 77 77 4,2 27 3 Накачка 1 Хе - Hg „ Хе •* Hg Хе Хе Хе Хе \е Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе W Хе W Хе Хе с Хе Хе Хе 1 Хе W Хе W Хе . Излучение рубинового лазера Хе * " Hg Хе W Излучение Солнца
Продолжение табл. 33.8 Иоиы Dy2+> 4/1° Тулий Tma+, 4P Трехвалентные ионы редкоземель- редкоземельных элементов Празеодим prs+i 4/s Неодим Nd?+, 4/3 Кристалл Поликристалл SrF« CaF8 Ca(NbO3)a CaWO4 LaF3 SrMoO4 Ba0 75Ca0,25Nbs°e BaFa BaFa-LaFs Ba2MgGeaO, Bi Ge Oi 4 3^12 CaFa CaF2(I) CaFa(II) CaF2-CeFs CaFa-CeOa CaFj-SrFg CaF2-SrFa-BaFg- V-YF3-La-Fs CaF8-YF3 CaMoO4 Ca(NbOs)a Лазерный переход **P -*¦ **Я Ч?4 —» 3Я4 4F3/s! -*• 4/,1Д 4-?з/ -»• 4/"A *л,' ->• */,,, /2 /2 *Va * /2 3/а "/• 4JT _^ 4/ */1 /« 4R _* 4/ ^"/l "/1 4f -*¦ *I 1 8/2 ' /* 4 С _^ 4/ •л 4 /• а/а "/г а/г "/• 4F3/ -* 4/.., /г /« 4Л, -* «/„, /2 /2 2,35867D,2°К) 2,3659 1,116 1,04 1,0468 0,5985 1,04 1,062 1,060 1,0540 0,0544 ,0640 ,0638 ,0457 ,0461 ,0457 1,0467 [,0448 1,0508 1,0650 1,0481 1,0448 1,0661 I,0885 1,0657 % 1,0885 1,0369 1,0535 1,0461 1,0545 1,0632 1,067 1,0673 1,06 Elt см-1 29,0 — 556 377 -4200 — -2000 -2000 -2000 -2000 —2000 — -2000 -2000 — — — — — — -2000 — -2000 -2000 -2000 -2000 -2000 -2000 — — -2000 — -2000 С, % 0,01—0,2 0,03 0,05 0,5 1,0 — — — 0,5—1,0 2,0 — — 0,41 0,62 — — — 4 0,2—0,5 1,0 1,0 0,5 1 0,5 — — — 0,5 •ср , мсек 50—15 50 4 0,05 — — — — — 0,45 — — 1,5 1,25 0,46 -1,2 1,4 0,4 -1,0 — 0,16 — 0,12 8v^ , см-1 0,25 ' G7° К) 0,5—0,6 0,03 -10 < -3 — — — — -10 — — 25 -3 -25 -20 — — — — — -2 Режим работы непр. имп. » непр. » имп. , — имп. » » » » » » » » » » » » » » т, °к 4,2—77 77 4 77 4,2" 27 4,2 77 20—90 77 — 295 77 300 300 295 77 77 300 50 50 50 50 50 50 120 120 300 300 300 300 300 300 300 300 77 295 77 Накачка W Хе Хе Хе Хе Hg Hg Хе Хе Хе — Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Х«
СП Ионы Кристалл Ca6(PO4KF Ca3(VO4J CaWO4 1 CdFa-YFs CeF3 Gd3Ga5Ola Gda(MoO4)s Gd2Os KY(MoO4J LaF3 LaFs-SrFa LaNa(MoO4J LaNbO4 LaaOs La2OaS Лазерный переход '¦¦ 4F,, -+ 4/tl/ /2 /2 *Ft/ -»• 4/,,; 4Fa/ ' -»¦ 4/i / /2 /2 4fs/ -*• 4/»/ 4fs/ -» 4/i«/ /2 /2 lFa, -*¦ */„. V./ - */„/ /2 /2 ч * 4Fs/ -»• 4/n/ 4P /S ^ i, h r*l -*¦ 'til /2 /2 \ /2 /2 ! 4F3/j -> 4/,,/2 V» /2 *F,.' _». 4/lf. /2 /2 5 4P«/ -» 4/ll/ /2 /2 «F,. ^. ¦>/,,. /2 /2 4F,, -» «/„. 4Fa/ -» 4/n/ 4f=/2 - 4/"A x,_ 1,0615 1,0612 1,0629 1,067 1,0584 1,065 1,0652 1,0633 1,066 1,0576 1,0582 0,9145 1,3372 1,345 1,387 1,3392 1,0651 1,0638" 1,0639 1,0410 , l,0404_ 1,0633 -1,06 1,078Q^ U0741 1,0789 1,0776 1,0669 1,0407 1,0633 1,0403 1,0407 1,0633 1,0486 1,0635 1,0597 1,0653 1,0595 1,0624 1,079 1,075 Et, см-' 1949 1952 1904 -2000 2016 2016 — — 471 3928 3971 4196 4004 -2000 2222 . -2000 -2000 -2000 1983 1983 2189 1979 . -2000 1953 1989 -2000 -2000 1909 c, % 2,0 1,1 2,0 3,0 0,14 — — — . -2 0,1 4—5 3,0 3 2,5 1.0 . 2,0 . 2 1—2 , 5—10 • 1 1,0 1,0 if , мсек 0,125 —. 0,24 0,15 0,172 0,13 — — — 0,31 0,225 0,27 0,2 0,12 0,13 0,67 0,3 0,26 0,15 -0,1 0,19 0,12 0,125 0,090 Ьтр , CM'1 -7,5 -4,5 -5,3 160 5,3 15 — — 270 -9 33 20 24 8,0 — 20—30 8 12 -2,3 -6 -1 -9 -6 \ 5 9 11 — Про до лж е н ие Режим работы непр. » имп. непр. имп. ,, непр. имп. ' непр. нмп. >, ,> » непр. имп. » » » » » » ;) » »" ;) ;) непр. непр. имп. ;) ,> ,> ;) » » Т °К" 300 77 300 300 300 300 300 77 85 295 77 77 77 295 77 77 77 77 295 300 90 300 77 300 77 300 135 298 300 300 77 77 300 300 300 77 300 300 400—500 300 300 300 300 300 300 77 300 табл. 33.8 Накачка Хе Хе Хе W Хе Хе Хе Хе Hg Хе Хе Хе Хе Hg Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе
! i Продолжение табл. 33.8 Ионы Неодим Nds+, 4p } * 1 } I г Кристалл LiNbO3 LiYF4 a-NaCaCeF, a NaCaYFe 5NaF-9YF3 Na0 5Gd0 ^ WO4 PbMoO4 " SrF5 SrFa-YF3A0%) i SrMoO4 ' YA1O3 @,3%Сгз+) Y3A16O12 + 1,0% Cr3+ Лазерный переход •F. -> «/„ лр 41 Гц1 -* In; It /2 4F -». ¦*/,,. *F -* */ '' , '* 4F -¦ "It A /s /2 /2 /s /2 4P _». 4i /z /2 V* "* "A 4Fa/ -»• 4^t/ /2 /г > *F -*¦ 4I '] /2 /г ! 4F3. -¦ 4/tl, /2 /2 *F,i ¦* 4,3, *h /2 if _,, 4/ /» /¦ * X, мкм i ,0842 ,0846 ,0846 ,0530 ,0471 ,0653 ,0538 ,0631 ,0506 ,0595 ,06 ,0586 ,037 i 1,0437 1,044 1,0567 1,0643 1,0576 ,0640 1,0652 I 059 I,0627 1,0611 1,0795 1,0725 1,0645 1,0612 1,0642 1,0519 1,0613 1,0640 1,0736 1,1119 1,1158 1,1225 1,319 1,318 1,338 1,358 0,946 1,0641 ?,, см-' 2033 — 2042 2042 — -2000 -2000 -2000 2000 — -2000 — — ¦; 2157 2097 2023 2001 2110 — -4000 — 848 2110 — 2.2 — 1.0 0,5 — -1 — 2 — 0,2 2,0 — — — — — — 3 1,5 0,9 3,0 — — — — — — — . 1,0 1,3 t/? ,мсек 85 — 0,42 0,44 0,36 0,96 — 0,18 0,13_0,14 1,1—1,2 1,6 0,36 0.065 -0,10 0,16 -0,2 — — — 0,29 — — _ 17 12,5 — -•— 1 -24 15 | 3 1 1 12 — 1,0—1,5 6,5 — — — Режим работы нмп » ¦D „ 1» ¦D У> ИМП. непр. ИМП. » '¦ непр. ИМП. ,) непр. нмп. » непр. т, °к 295 77 300 ! 300 ' 300 300 300 300 300 300 77 295 295 , 77 77 300 ! 295 295 77 77 77 77 77 300 300 300 295 295 77 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 230—295 300 300 300 Накачка Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе — Хе Хе Кг Хе Хе Hg W W W W W W W W Хе Хе Хе Хе Хе Hg W _
Продолжение табл. 33.8 Ионы Европий Eus+, 4f» Гольмий Но3+, 4/i° ! —- Кристалл t Y3Ga6Ola YaO3 YVO4 YaO3 YVO4 CaF2 3%ErF3, 3% YbF3, 3%TmF3 CaFa-ErF, CaFa-YF8 (+Ers+, Tm3+, Yb3+) CaMoO4 1 Ca (NbOs)a Ca5(PO4)sF CaWO4 CaY4(SiO4KO B2,5%Ers+, 0,5%Tm3+) EraQ, ) { t • I Er15 Yli5Al5Ol2 HoF3 LiNbQ, LiYF4 E% Er<+) a-NaCaErFe , Y3Al,Aa Лазерный переход 4f _^4/ *p,. _>. 4/ /2 /2 6A> - 7F2 '°Do - 'FI 6/, _> b] '°s'? -* 5/8 5/7 -» 5/8 bj .+ 6/ 7 8 5/, -» 5/8 6/7 -> 5/<i 6/7 - 5/8 5/, -» 5/8 5/, -» S/8 6/, -» 4S Ч-, -+ 4S 47 - •/, 1,0612 1,0633 1,073 1,078 1,069 1,0641 1,0664 0,6113 0,6193 2,092 0,55122 2,1 2,0600 2,0318 2,05 2,06 2,0740 2,0707 2,0556 2,047 =ъ2,075 2,046 2,059 — 2,121 t> о i ъ 2,0979 2,0917 -2,123 2,090 2,0786 2,066 2,0345 2,0312 2,0377 5,0914 - 2001 -2000 -2000 -2000 1964 1985 859 -1000 ~ 230 270 — -250 -80 — -250 — — — 230 — — •— 462 — 377 310 — — 120 — - — c, % — 3,0 1,0 — 0,1 -2 5,0 — — 0,4—0,8 1 0,5 3 0,5 — 0,5 — 0,5 — 0,5 — 2,5 — — — 100 — 2,0 -1 — — ~~~ - т , мсек 0,24—3,5 0,2 0,26 0,033 -0,09 0,87 .— .—. 0,7 6 — — — 1,3 — 2,2 — . — — — — — — 2,6 — 20 — — — ~4 8v , cur1 6,5 3,0 _ -6 ~90 — — 1,5 -120 -100 — Режим работы непр. имп. » » » » » » имп. непр. нмп. » » » » * » » имп. » » » » непр. имп. непр. » имп. » ь » » » .ж т, °к 77 77 / / 300 77 77 -90 300 300 220 90 77 77 7? 77 77 90 77 100 298 77 90 ZXJ 77 77 77 77 77 77 77 77 145 77 77 77 77 77 77 77 77 77 150 77 77 77 Накачка Hg W W Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe v~ Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe W Xe Hg W Xe Xe Xe Xe Xe _ Xe Xe Xe Xe
Продолжение табл. 33.8 Ионы Гольмий НО»+, 4/1° Эрбий Ег3*, 4/ч Тулий Tm3+, 4/W Кристалл @,5%Сг3+) E0% Ег^ 6,7% Тга3+) YA1OS E0% Ers+ 6,7%Tms+) Y,Fe4Oj2 C% Ers+ 5% Tms+) CaF2 CaF2-ErFs-TmFs CaFa- YF3 Ca (NbO3J CaWO4 LaF. YA1O3 Y3A15O12 E% Yb3+) CaFa-ErF3A2,5%) CaFa~ ErF3 Лазерный переход 5/, -> 5/8 4, -» 4S 4/l3/ -» 4/15/ 4/13.! -v 4/ * 2 44 -4/-/2 /2 /2 /* "/* *s, - «/ / /* fl/e /2 »/2 4/is ^4/i5 /г /2 4/.з/ -*/«, 41 41 */ -» 4/ *s,"^ -* 4/Г'2 4/ _^ 41 "U "/г 3Я4 -* «We 3Я4 ^ »Я6в 2,0975 2,1223 2,0975 2,1223 2,0982 2,1227 2,1288 2,13 2,119 2,086 2,0905 1,617 1,5298 1,5308 0,8456 0,8548 1,26 1,696 1,715 1,726 2,69 1,5448 1,5558 1,61 1,612 1,6113 1,663 1,6602 1,6452 1,6459 1,860 1,894 1,9 E , ли 462 518 462 518 462 518 532 532 474 . -400 -30 — -6200 — 10 000 12413 — —6200 -180 -260 —400 375 400 12 400 525 525 459 -300 -350 с, % — 5 — 5 1,67 2 ОЛ 0,05 4—8 0,1 0,1 — — 12,5 5 — — 1,0 0,05 0,5 — — 1,0 0,5 0,5 1,0 т , мсек — — — 3,0 4,8 — 20 0,8—1,3 ~1 — 0,3 0,3 — — 4,5 — — — — 0,12 — — 9,1 2,9 — 6 — —Г — 9,8 17 — — — — — -10 — — — — — — — 16 -20 — -10 — — — — -20 — — — Режим работы ИМП. » непр. ИМП. иепр. » нмп. » непр. ИМП. непр. ИМП. » » » » » » » >, » » » » » » » » » » » * Т. °К 77 77 77 85 77 85 85 77 77 85 295 295 77 77 77 300 77 77 77 4 4 77 77 77 77 77 77 298 77 77 77 77 77 295 77 77 295 100 77 77 Накачка Хе Хе Хе W Хе Hg W Хе Хе W Хе Хе Хе W Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе
Иоиы Иттербий Ybs+, 4/w Актиноиды Уран I Т8+ Ef3 U , О// Кристалл СаМоО4 @,75% Ег3+) Са (NbOsJ CaWO4 EraO3 Ert.5Y1.5A15°12 LiNbO3 ot-NaCaErFe SrFa Y3AlBOla @,5% Cr3*) CaF2 A—2% Nds+) Y3A1BO12 BaF8 CaF2 SrFa Лазерный переход зя4 -> зяв зя4 -* »я6 3Я4 - 3Яв 3Я4 -> 3Яв зя4 -> зя„ зя4 -> Зяв 3Я4 -» 3Яв зя4 - Зя6 зя4 -> Зяв ар _* ар aF6/ -* 2F,i / ? / ? /a /s Чш-**Чш 12 IS X мкм < ,9115 ,9060 ,91 ,911 ,916 ,934 ,880 ,884 2,014 ,8532 ,8580 ,8885 ,972 ,8834 2,0132 2,0132 2,019 1,0336 1,0296 2,556 2,613 2,57 2,51 2,44 2.24 2,407 ?j, см-1 -325 — — -325 -300 228 240 582 271 -470 —540 _ 240 582 582 600 623 107 609 609 470 398 0 334 с, % 0,5 — — 0,5 — — -1,0 — _ — 5—10 — — — 0,1 т , мсек >0,9 — — — 2,9 15 — — — — — 10 15 — — — ~1 0,15 <0,015 0,095 0,135 — — — ? 0,06 0,08 0,11 Ъ->р . см~1 -10 — — -10 — — -70 75 -50 — — — 10 — — — — -30 — — — Продол Режим работы непр имп. » у, » иепр. имп. » непр. имп » г » » непр. имп. иепр. » • имп. » * » иепр. имп. г * » » » ж е н и е Г, °К 77 77 77 77 77 77 77 -80 77 77 85 77 77 ЩЛ lOv 77 77 77 77 85 77 85 85 295 -120 77 20 300 90 20—77 77 300 77 77 77 90 77 20 табл. 33.8 Накачка Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе W Хе Хе W Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе W Хе Hg W Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе Hg Хе Хе Хе Хе Хе Хе Хе СО
I 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 П 12 10 в 6 4 2 0 Ce -1 2 ,3+ —о з 2 Л С В А R-w I 2 Wmm ? 2 Л 2 Р' в' /? t ^ 7 //I Ml Л- F- Е- 4F 'И X У Z •9 -Lff — 5 —— А -** ¦5" 1*г 13 'I 2 2 —7 SH. з+ '5/2 8S Nd ,3* $т3+ Eu3+ GdJ+ ТЪ" ,j+ ff/#2 Но jo 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Tm 3+ Рис. 33.42. Схема наблюдаемых уровней энергии трехвалентных иоиов редкоземельных элементов [6]. Ширина уровней показывает полное расстояние между штарковскими компонентами в безводных трихлоридах. Полу- Полукружки под уровнями означают, что наблюдается люминесценция, обусловленная переходами с данного уровня. I Рг 3-1- Н5 'На з+ % % НО 3-1- Ег Tm Не 115/2 ,3* Рис. 33.43. Подробная схема уровней энергии и лазерных переходов (указаны стрелкой) трехвалентных ионов редкоземельных элементов [6].
. 20 15 Ю 5 - Qr 3* 7/77 C) 3* 15 § 10 D L Tm * I 11 [2 .3+ f* ч i hs/2 — 13/2 11/2 S/2 F5/Z J~2F, У/г Передача энергии Быстрые каскадные переходы Лазерный переход Рис. 33.44. Энергетическая схема процесса сенсибилизации и соответствующие лазерные переходы в кристаллах [6]. Сенсибилизация ионами: а — Сг3+кристаллов с ионами Nds+ Ho3+ Tm3+; б — Nds+ кристаллов с ионами Yb3+; в — Yb3+ кристаллов с ионами Но3+, Er3+, Tm3+: г — Ег3+ кристаллов с ионами Но3+ и Тт3+. 751
Таблица 33.9 Лазерный нон Nd3+ Но3* Ег3" Тт3+ Yb3+ Кристаллические Лазерный переход 4F3/ -*-4/is/ /г it Ч-t -»¦ в/8 - - л4 -¦ °Пв 2f •/. ~ 2р•/. лазерные системы с сенсибилизацией [6] Ионы-сенсибилизаторы Се3+ Сг»+ Сг8* (VO4)»- Сг»+ Сг3+ Ег81- Ег3+ Ег3+ Ег3+ Ег3+ Ег3* ?Г3\ Тт3+ Er3+, Tm3+, Yb3+ Er3+, Tm3+, Yb3* Ег31-, Тт3+ Р-3+ TmS+ L.I , A 111 ^ Центр окраски Yb3+ Сг»+ Ег3+ Ег3* Ег3* Ег»+ Ег3+ Nd3+ Кристалл CeFs Y3A15O12 YAIO3 YVO4 Y3A15O12 Ca6(PO4KF CaF2—ErFs CaMoO4 Er2O3 LiYF4 a-NaCaErFe Y3A15O12 Y3Fe5O12 CaF2 Y3A15O12 YA1OS' CaF2 Y3A1BO12 Y3A15O12 CaF2:ErF3 CaMoO4 Er2O3 YSA15O12 a-NaCaErFe CaF2 Рис. 33.44 a a a a г ft) ft) г г г г в, г в, г с в а г г г г 6 33.5. ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ СТЕКОЛ Активными элементами в лазерах на основе стекол служат стекла, легированные ионами редкоземельных элементов. При переходах в этих иоиах с возбужденных на устойчивые уровни осуществляются генерация и усиление излучения. Стекло как основа активного ве- вещества лазера является некристаллической матрицей, поскольку оно не обладает кристаллической структурой дальнего порядка. Ионы элементов-активаторов входят в стекло не как ионы, изоморфно замещающие катионы решетки, а как компоненты стекла. В качестве активных веществ лазеров используются следующие типы стекол: кроны (состав БЮг-ВгОз- ВаО), боросиликатные (ВаОз-ВаО), боратные (ВаОз) 752 лантанборатные (ВгОз-ЬпгОз), лантаибариевоборатиые (BaO-B2Os-Ln2O3), фторбериллатиые [BeF2-AlFs(Al2F3)- CaF-MeFfMeFa), где Me означает Mg, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb], свинцовые {РЬО-ТЮ2 и PbO-GeO2), фосфатные. В качестве ионов-активаторов используют трехва- трехвалентные ионы Nd, Tb, Yb, Но и Ег. Для повышения эффективности преобразования энергии накачки в ла- лазерное излучение так же, как и в случае кристалличес- кристаллических материалов, используют сенсибилизирующие до- добавки (табл. 33.10). Подавляющее большинство лазеров на стеклах, ак- активированных ионами редкоземельных элементов, ра- работает только в импульсном режиме. Для накачки ис- используются импульсные ксеноновые газоразрядные лампы.
Таблица 33.10 Сенсибилизаторы в стекле [7] Активатор Nd3+ Tb3+ Но3+ Ег3-" Yb3+ Сенсибилизатор Се3+ Мп2+, Се2+ ио22+ Dy3+ Gd3+ Се3+, Се2+ Yb3+ Yb3+ Nd3+ Ces* Ce3*+Nd3+ UOf+Na3+ Тип стекла (массовое содержание, %) Li-Mg- алюмосиликатное (SiO2 —56,7; Li2O —7.4; MgO —29,6; A12O3 —5.7) Кальциевофосфатное Баритовый крон (SiO2 —75,1; K2O— 12,2; ВаОт-12,5; Sb2O3 —0,2) Боросиликатное Кальциевоборатное (ВгО3 —70,0; Li2O—10,0; СаО —20,0) Кальциевофосфатное Li - Mg-алюмосиликатное (SiO2 —56,7; Li2O —7,4; MgO —29,6; A12O:| — 5,7) Na - К - Ва-силикатное (SiO2 —73,2; Na2O—12,0; K2O-^12,8; BaO —2,0) Кальциевоборатное (BrO3 —70,0; Li2O— 10,0; CaO —20,0) Li -Mg-алюмосиликатное (SiO2 —56,7; Li2O —7,4; MgO —29,6; A12O3 —5,7) To же Баритовый крон (SiO2 —75,1; K2O — 12,2; BaO—12,5; Sb2O3 —0,2) Таблица 33.11 Характеристики промышленных лазерных стекол некоторых зарубежных фирм Все стекла содержат активный ион Nds+ Характеристика Концентрация: по массе окисла. % ИОНОВ, 1020/СЛ*3 Время люминесценции; мсек Длина волны генерации, мкм Ширина линии люминесцен- люминесценции, нм Потери*, %/см Показатель преломления: для 589,3 нм для 1060 нм Лазерные стекла фирм American Optical NS-2024 1,0 0,9 0,64 1,06 — — 1,5109 1,501 NS-1838 2,0 1,8 0,63 1.06 — 1,5135 1.5034 NS-102C 3,0 2,8 0.62 1.06 — — 1,5143 1,5045 NS-0835 5,0 '-.6 0,57 1,06 26 — ' 1,5196 ,5093 Owens- Illinois ED-2 3.1 2.83 0,3 1,0623 26 0,5 1,5559 Schott Ю 2 2 2,7 0.15 1,06 36 1,6769 Ю о CON) 0.08 1,06 37 1,6943 Й p 5 4,6 0,6 1,06 ¦ 22 — 1,5226 1,51 2 3 2,9 0,65 1,06 22 — 1,5199 1,5093 LG57 0,8 0,7 0,6 1,06 21 — 1,5171 1,5065 i 8 3,0 2,8 0,64 1,06 22 — 1,5199 1,5091 Sovircl 915 3,0 2,8 0,7 1,06 — 0,07 1,517 1,5067 25—748 753
Характеристика Поглощение2*, %/см Плотность, г/см3 Коэффициент теплопровод- теплопроводности, вт/(м-град): при 0°С при 100°С Удельная теплоемкость, кал/(г-град) Коэффициент теплового рас- расширения, 10~в /(град- см) Твердость по Кнупу, кг/мм2 Продолжение г а б л. 33.11 Лазерные стекла фирм American Optical « 0,2 2,54 — — 10,8 432 NS-1838 0,2 2,56 — — 10,2 441 ¦ NS-1020 0,2 2.59 — — 11,11 468 NS-0835 0,2 2,63 0,8 0.91 0,14 10.3 490 Owens- Illlnois ED-2 — 2,547 1T21 1.35 — 10,3 544 Schott LG52 0.51 3,77 0,8 — 7,2 671 LG54 0,51 4.34 0,6 — 8,6 677 LG55 0,73 2.62 0,93 — 9.1 450 8 S 0,51 2,69 0,93 — 9,3 475 8 0.73 2,59 1.16 — 9,6 391 LG530 0,1— —1,2 2,59 0,99 — 9,7 365 Sovirel 915 0,23 2,6 0,84 0,2 9,6 404 * Измерения для длины волны генерацин при наличии излучения накачкн. '* Измерения для длниы волны генерации без излучения накачки. Таблица 33.12 Характеристики лазерных стекол с нонами неодима, изготавливаемых в СССР [9—11] Характеристика Массовая концентрация ионов Nd**, % Плотность, г/см3 Показатель преломления* Средняя дисперсия, 10е Время люминесценции, мкс Ширина линии люминесценции, нм кгсс-з (силикатная) 1,95 2,90 1,534 — 550 — ГЛС-1 (силикатная) 2,0 2,66 1,522 913 360 21,4 Тип стекла (основа] ГЛС-4 (силикатная) 5,0 2,66 _ -. 1,515 907 430 20,8 ЛГС-54 (фосфатная) 1—5 2.8 1,57 1270 230—260 21,0 ЛГС-55 (борофосфатная) 1—4 2,7 1,54 870 180—230 22,0 754
Продолжение табл. 33.12 Характеристика Потери* (без накачки), КГ* см Термооптическая постоянная *, 10~' град~1 Коэффициент линейного расшире- расширения, 10~' град'1 Температурный коэффициент пока- показателя преломления*. 10~7 град~1 Оптический коэффициент напряже- напряжения 2*, мкм-см-кг~1 Удельная теплоемкость, ккал1(кг-град) Коэффициент теплопроводности, икал/{м-град) Модуль Юнга, кг-мм~2 Коэффициент Пуассона Тип стекла (основа) кгсс-з (силикатная) 1—3 —17 102 —38 0,16 0,76 6500 0,247 ГЛС-1 (силикатная) 1—3 38 92 —13 2.4 0,165 0,84 7500 0,229 ГЛС-4 (силикатная) 1—3 34 100 —18,5 2.5 0.165 0.60 7500 0.23 ЛГС-54 (фосфатная) 1—4 —31 170 — — — — — — ЛГС-55 ( тная) 1—3 -2,5 116 — — — — — — * Для длины волны генерации X = 1,06 мкм. "• Для X = 0,546 мкм. 33.6. ЛАЗЕРЫ НА ПОЛУПРОВОДНИКАХ Полупроводниковые лазеры используют в качестве активных элементов неорганические вещества (кристал- (кристаллы), обладающие свойствами полупроводников. В отли- отличие от лазеров на примесных кристаллах генерация излучения в полупроводниках происходит не на пере- переходах между уровнями примесных ионов, а на перехо- переходах между зоной проводимости и валентной зоной или между зонами и уровними, образуемыми примеся- примесями в запрещенной зоне, самого полупроводника. Таким образом, активным веществом является сама кристалли- кристаллическая матрица, а примеси служат источником зарядов (электронов и дырок), рекомбинация которых приводит к возникновению фотонов. Для создания инверсии в полупроводниках исполь- используют четыре типа возбуждения: инжекцию носителей заряда, облучение пучком быстрых электронов, опти- 1 ческую накачку и ударную ионизацию (лавинный про- пробой). Наибольшую эффективность имеют два первых типа накачки, которые и имеют наибольшее распрост- распространение. Существующие лазеры на полупроводниках, длины волн генерации и используемые виды возбужде- возбуждения перечислены в табл. 33.13. Для работы большинства полупроводниковых лазе- лазеров требуются низкие (от 1,7 до 77°К) температуры. При комнатных температурах генерация осущест- осуществлена пока только для лазеров иа ZnO, CdS, Ali-jtQajtAs, QaAsj.^P и GaAs. Из них благодаря доступ- доступности кристаллов хорошего качества и необходимой чис- чистоты наибольшее распространение имеет арсенид галлия. Осиовные физические свойства арсениаа галлия приве- приведены ниже. 25* 755
Физические свойства арсеиида галлия [7] Молекулярная масса 144,63 Плотность при 25°С, г/ом3 .... 5,3161+0,0002 Структура кубическая Пространственная группа F 43 т Тяп решетки ВЗ, сфалерит Постоянная решетки, А 5,6534+0,0002 Твердость: по Моосу 4,5 по Кнупу, кг /мм2 750+42 Температура плавления; °С .... 1238 Теплота плавления, ккал/моль . . 10,5+2,5 Температура Дебая (при 270°К), град 355 Коэффициент теплового расшире- расширения, град: при — 233°С _о,5-1О-в при — 218°С 0,0 при — 195 -=- +17°С 3,64-Ю-6 Диэлектрическая постоянная при 20°С й частоте 0,2—3 Мгц . . . 12,53 Подвижность электронов при 15°С, см2/{е-сек) 1,1-10* Подвижность дырок при 25СС, см2/(в-сек) 4,5-102 Эффективная масса электрона . . . 0,043—0,071 Собственное удельное сопротивле- сопротивление, ом-см 3,7-108 Таблица 33.13 Длина волны генерации полупроводниковых лазеров [12 Вещество ZnS ZnO Тл\~х CdjfS ZnSe CdS ZnTe GaSe CdSe^jfSj,; ^"^0.95 ^0,05 CdSe Alx ^Ga^As GaAs^P* CdTe GaAs InP GaAs! rSbr CdSnP2 InAsj yP " " ' — — ~ " InAso~94 POi06 * InASn el P() ,g GaSb' Ini -Ga As InQ 65GaQ ^As In0,75Ga0,25As InAs2 InAsj Sbv InAs0 98Sb(H2 ' . Cdi Нв Те : Cd0,32Hg0,68Te Те PbS InSb PbTe PbS Se PbSe"* PbSnTe PbSnSe ^, MKM 0,33 0,37 0,32—0,49 0,46 0,49 0,53 0,59 0,49—0,68 0,675 0,675 0,63—0,90 0,61—0,90 0,785 0,83—0,91 0,91 0,95—1,5 1,01 0,ff—3-,2- ' "" 0,942 1,6 1,55 0,58—3,1 1,77 2,07 0 1 ?i , i 3,1 3,1—5,4 3,19 3—15 3,8 3,72 4,3 5,2 6,5 3,9-^8,5 8,5 28 8—31,2 E, эв 3,8 3,4 2,5—3,82 2,7 2,5 2,3 2,1 2,5—1,8 1,8 -- 1,8 2,0—1,4 2,0—1,4 1,6 1,50—1,38 1,36 1,4—0,83 1,25 - •- -1,4—0,39- 1,32 0,78 0,80 2,14—0,4 0,70 0,60 0 *i8 VJ yOO 0,39 0,39—0,23 0,39 0,41—0,08 0,33 0,334 0,29 0,236 0,19 0,32-H),146 0,146 0,045 0,155—0,040 * Тип возбуждении Инжекдия носителей -f- -|- _|_ ( + ) ( + ) + -f- 4- + + -)- -j- _i_ -i- + Электрон- Электронный пу- пучок + _i_ _1_ _f_ + 4- _^_ -(- _1_ Оптичес- Оптическим + + -|- ¦ Лавина _|_ _(_ * Крестиком помечены осуществленные; а крестнком в скобках — возможные, но еще не осуществленные типы возбуждения 756
33.7. ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ Жидкостные лазеры используют в качестве актив- активных элементов растворы, содержащие ионы редкоземель- редкоземельных элементов. Все эти лазеры работают только в им- импульсном режиме с оптической накачкой излучением ксеноновых газоразрядных ламп. Лазеры на хелатах редкоземельных элементов Хелаты составляют класс лазерных материалов, в которых активными элементами являются трехвалент- трехвалентные ионы редких земель (RE), связанные с органически- органическими группами нлн лигандамн. Различают два главных типа лазерных компаундов: (REK+ [лнганд] _4Q+; (REK+ |лнганд]_3, где (^обозначает катнон. Наиболее часто в лазерах на хелатах редкоземель- редкоземельных элементов употребляют следующие лнганды, катио- катионы н растворители. Лиганды: О О Бензо ил ацетон (В) С„ НЦ—С—СН„—С—СН, Бензонлтрифторацетон (BTF) О О I! II CF3—С—СН2—С—С6Н5 О G II II Дибензонлметаа (DBM) СвН5—С—СН2—С—С6Н5 / Пентафторпропнонат (PFP) CF3CF2COO { о-Фенантролнн (o-Ph) C12H8N2 Теноилтрифторацетон (TTF) О О С4Н,—S—С—СН,—С—CF3 О О II II Трифторацетнлацетон (TFA) CF3—С—СН2—С—СН3 Катионы: пиперидин; пиридин; натрий; аммиак и его производные; нмидазол. Растворители: смесь спиртов (этанол—метанол 3:1); смесь (спирт—диметилформамнд (DMFA); ацетонитрил; днметилсульфоксид. Во всех лазерах на хелатах лазерный эффект осу- осуществляется на переходах между энергетическими уров- уровнями ионов редкоземельных элементов, а поглощение энергии накачки происходит через полосы поглощения лиганда. На рис. 33.45 показано расположение уровней лазера на ионах европия наиболее хорошо иссле- исследованной системы. Основные генерационные характеристики существу- существующих лазеров на хелатах приведены в табл. 33,14. Хе- Хелаты имеют очень большие коэффициенты поглощения (~100 еж), поэтому лазерный эффект осуществляется только в тонких слоях вещества (~1 мм). Таблица 33.14 Генерационные характеристики лазеров на хелатах редкоземельных элементов [13| Ион Eu3+ Eu" Eu3+ Eu3+ TV* Nd3+ Лиганд [DBM]4 ITTF]4 [BTF]4 [TFA]3 PFP o-Ph Растворитель Смесь спир- спиртов или DMFA DMFA Ацетонит- Ацетонитрил А пето пит- рнл Ацетонит- Ацетонитрил, 71-ДН- окса н Днметил- сульфоксид Концентрация ионов, 10" гл-1 1—15 9 3 6 1,5 120 Длииа волны лазерного пе- перехода, нм 611,1— —613,1 612,0 612,5 611,9 547,0 1057,0 Рабочая температура, "С от —150 до—130 — 145 —35 +30 +30 —30 Время флуо- флуоресценции, мсек 0,8 — — 0,8 — 0,005 Ширина ли- линии, емг1 20 6 25 34 — 140 Лазерный переход '!>.-*, SA,-'F, -С, Расщепление основного уровня, 10» см-1 9 9 9 9 — 20 Полоса по- поглощения, нм 280—380 — — — — Nd+3 Поглощение в максимуме полосы, 6,8 1—10 1—10 1-10 — — 757
Хелат 2,8 2,4 ! 3 0,4 Рис. 33.45. Расположение энергетических уровней в лазере на хелате европия [131. Поглощение энергии иакачки осуществляется между основным н синглетным состоянием лиганда с последующим переходом в трн- плетное состояние и передачей возбуждения нону Еи3+. Флуоресценция и лазерный эффект происходят при переходах между Б?>0- и '^г-уровнями иона европия. Апротонные лазеры Апротоиные лазерные жидкие материалы состоят из растворов солей редкоземельных элементов в неоргани- неорганических растворителях. Лазерный эффект был достиг- достигнут пока только Для ионов неодима Nds+ в селен- и фосфороксихлоридах. Основные генерационные ха- характеристики этих лазеров приведены в табл. 33.15. Типичные спектры поглощения ионов неодима показа- показаны на рис. 33.46. Значения поглощения в максимумах полос поглощения неодима в зависимости от типа неор- неорганического растворителя указаны в табл. 33.16. Об- Общие характеристики апротонных лазеров на ионах не- неодима: Температура раствора, °С . . -f-30°C Концентрация ионов, 1020 см~я 0,5—3 Лазерный переход *F3y2—4/ц/2 Ширина линии люминесценции, см-i ~12Э Расщепление основного уров- уровня, еж"» -2000 Таблица 33.15 Материалы апротониых лазеров [12] Растворитель (*)• SeOCl2+SnCl4@,5 M) POCls+SnCl4(l,0 M) POCls+ZrCU@,45M) Длина волны ла- лазерного перехода, нм 1055 1330 1051 1051 Время флуорес- флуоресценции, мсек 0,280 0.300 0,330 Сечение излучения. 10-м смг 8 0,7 6 ~6 • Состав растворителей: 1 л окснхлорида плюс к молей тетра- хлорида. Рис. 33.46. Типичные спектры поглощения ионов Nd 3+ в апротонных растворителях [13]. 758
Таблица 33.16 Поглощение в максимумах полос поглощения ионов Nd3+ в различных неорганических растворителях [12] Длина волны мак- максимума полосы погло- поглощения, нм 350 520 580 750 800 870 Поглощение в максимуме, л/(моль-см) SeOCU+SnCI. П.7 33,3 16,7 26,7 10,0 POClj + SnCU или POCU + Zr С14 11,7 6,7 2,0 16,7 26,7 5,0 33.8. ЛАЗЕРЫ НА ХИМИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЯХ Среди различных химических красителей в настоя- настоящее время лазерный эффект получен для шести классов органических красителей: оксазольных, антрацено- антраценовых, кумариновых, акридиновых, ксантеновых и поли- метииовых. Большинство красителей этих классов име- имеют схожие спектральные характеристики: 1. Ширины основных полос поглощения и испуска- испускания обычно имеют порядок 1000 смг1. Одна или несколь- несколько полос поглощения могут находиться в более коротди- волновой области спектра по сравнению с основным поглощением. 2. Максимум флуоресценции находится в более длин- длинноволновой области, чем главный максимум поглоще- поглощения. Величина сдвига между спектрами и ширина спект- спектров флуоресценции и поглощения могут быть такими, что коротковолновый край спектра флуоресценции су- существенно перекрывает длинноволновый край спектра поглощения. 3. Спектр флуоресценции обычно зеркально отобра- отображает спектр основной полосы поглощения. 4. Время флуоресцеиции обычно составляете-10~9 сек. 5. Расположение, величина, структура полос погло- поглощения и флуоресценции, а также время флуоресценции в значительной мере зависят от типа растворителя и концентрации раствора. В связи с тем что время флуоресценции типичного красителя составляет 5-10~" сек, источник оптической накачки для лвзеров на красителях должен обеспечи- обеспечивать высокие мощное! и накачки, чтобы превысить по- потери на спонтанное излучение. Необходимую мощ- мощность накачки можно получить, используя разнооб- разнообразные импульсные лампы или интенсивное излучение другого лазера. Второй способ дает значительно боль- большую мощность накачки и более эффективен. Органичес- Органические красители, для которых наблюдался лазерный эффект, перечислены в табл. 33.17 [14]. Здесь же приведе- приведены длины волн центра линии генерации, полученные как при накачке другим лазером, так и при вакачке излу- излучением импульсной газоразрядной лампы. Лазеры иа химических красителях |14| Таблица 33.17 Органическое соединение п-Терфеиил 2,5-Дифенил-/, 3, 4-окса- диазол 2,5-Ди-п-метоксифени л-3,4- оксадиазол Изопропил-^-фенил-5 D-би- фенил)-/,3,4-оксадиазол 2,5-Дифеиилфуран п-Кватерфенил 2,5- Дифен илоксазол Дифенилбутадиен 4-Метилбеллиферон 2-Бифенил-5-стирил-/ ,3,4- оксадиазол «NND, или2,5-ди(а-нафтил)- /,3,4-оксадиазол aNPO, или 2-фенил-5-а-наф- тил-/ ,4-оксазол 2-Гидрокси-4-метил-7-амино- хинолин / ,2-Ди-4-бифенилэтилен ВВО, или 2,5-Дибифени- линоксазол р, р'-Дифеннлстильбен /, 4-Дистирилбензол /, 4-Ди[.2-E-фенилоксазо- лил)]бензол Бис-MSB, илн р-бис (о-ме- тилстирил)бензол 4, 4'-Дихлор-/,4-дистирил- бензол Растворитель Циклогексан Диоксаи Этанол » Дноксан DMF Диоксан Толуол * Толуол » » Этанол Толуол Бензол » Толуол » Этанол Толуол Длина волны генерации прн лазерной / г1?Ш rVftTCftft t накачке, нм 341 C41) C48) 359 372 C69,8) C71) C74) C81) 383 385—574* 390,5 391 399,5 D00) D13) 408 408,5 408,5 D09) 415 417 419 D20) 420 D19) Органическое соедивенве РОРОР, или р-бис-|2-E-фе- ннлоксазолил)] бензол Диметил РОРОР, или 1,4- бис-2-D-метил-5-фенило- ксазолил)бензол Бис-MSB, или р-бис-(о-ме- тилстирил)бензол 2'-Метокси-/ ,4-дистирилбен- зол / ,2-Ди-(а-нафтил)этилен 2,2'-Диметокси - / ,4-днсти- рилбензол /-Стирил-4[<о-винил-(п-бифе- иилил)] бензол 9, /0-Дифенилантрацев Акрндон 2,5 -Бис- [5 - трет бути лбензо- ксазолил B)] тиофен 3-Этиламинопирин-5,#,/0- трисульфок ислота 7-Метиламино-4,6-диметил- кумарин 7-Этиламиио-4.б-диметилку марин Кальцеин голубой Р-Аминоакридин гидрохло- гидрохлорид 4-Метилумбеллиферон, или 4-метил-7-гидроксикума- рнн 7-Диэтнламнно-4-метнлкума- рии Растворитель Этанол, то- толуол Этанол, циклогексан Толуол, бензол Толуол » » э Циклогексан Этанол Бензол Вода Этанол » » » Вода (рН~9) Этанол Длина волны генерации при лазерной (лам- повойк няняч- ке. нм 421 D19) 423 431 425 425 D24) 426 430 432 432,5 437 D35) D37) 441 D43) D46) D49—490) D58,5) (-460) 450 450 D60) • Зависит от рН-растворителя. 759
Продолжение табл. 33.17 Органическое соединение Эскулин 7-Гидроксикумарнн, или ум- беллиферон Бензнл-р-метилумбеллиферон 2,4,6-Трифенилпирил фтор- борат З-Аминофталимид 7-Метиламино-4\6-диметил- кумарни 1,3-Дифеинлизобензофуран Бриллиантовый сульфофла- вин Трипафлавин Акрифлавин гидрохлорид ct^vopecueim 6 - К арбоксифлуоресцеи и Na-Флуоресцеин Эозин 2,7-Дихлорофлуоресцсш' Родамин 6 G Монобромофлуоресцеин Уранин Пина (орто) Дибромфлуорссценн Родамин В Родамин С Пиронин В Акридин красный Родамин G Родамин S Пиронин G Люцсгенин Эозин Сафранин-Т Изохинолин красный Фиолетовый красный Родамин ЗВ <3,<3'-Диэтилоксадикарбоциа- ниниодид Крезил фиолетовый 3,3' - Диэтил-2,2' -тнадикар- боцианин иодид 3,3'-Диэтил-/0-хлор-2,2'- E ,6 ,5' ,6' -дибензо)-тиади- карбоцианин иодид 3,3' -Диэтил-2,2'-E,5' -диме- тил)-тиазолинотрикарбо- цианин иоднд 3,3' • Диэтилокситрикарбоцв- анин иоднд 3,<3'-Диэтил-5,5' -диметокси- 6,6'-бис (метилмеркапто)- /О-метилтиадикарбоциа нин бромид Растворитель Вода (рН~9) Этанол Метанол Изоамило- вый спирт Этанол сла- слабо кислый кислый Этанол » » > Водный ра- раствор щело- щелочи Этанол Вода, этанол Этанол » Этанол, по- лиметилме- такрилат Глицерин Этанол » Глицерин Этанол Глицерин Ацетон, по- лиметилме- такрилат Этанол » » Изоамило- вый спирт Вода и сер ная кислота Этанол » Вода Изоам ило- иловый спирт » Метанол Толуол Ацетон » Глицерин Этанол » Длина волны генерации при лазерной (лам- (ламповой) накач- накачке , нм D60) -460) D60) 485 500 D84) D87) D84—518) E08—573) 505 510E17 5) 518 E39—548) 527 E45) 540 E45) 555 E951 560 560 565 568 577 F20) 570 F20) 576 580 F15) 585 E86) 590 F00) 600 600 610 620 620 620 F15) 658 F46—709) Т1 1 711 714 717 728,5 733 Растворитель Длина волны генерации прн лазерной (лам- повои) накач- накачке, нм 3,3' -Диэтил-2,2'-оксатрн- карбоцианин иоднд /,/'-Диметил-//-бром- 2,2'- хинодикарбоцианин иодид /'-Диэтил-4\4'-хинокарбо- цнанин иоднд или крип- тоцианин /'-Диметил-4,4'-хинокар- боциаиин иодид /,/'-Диэтил-2,2'-днкарбоци- анин иодид Голубой В /' Диэтил-4,4'-хинокарбо- цианинбромид Дицианни Нафталин зеленый Родулин голубой 6G Фталоцианин магния Бриллиантовый зеленый или малахитовый зеленый G ,/'-Днэтил-7-циано-2,2'- дикарбоциа н и нтетрафторо- борат, или DTCDCT Хлороалюминиевый фтало- фталоцианин З-Этил-3' -метилтиазолино- трикарбоцианин иодид 3,3'- Д иэти л-10- хлоро-2,2' - D,5.4' ,5' -дибензо)-тиа ди- карбоцианин иодид 3,3' -Диэтил-// -метокситиат- рикарбоцианин иодид / ,3,3,/',3'„З'-Гексамети- линдотрикарбоцианин ио- ДИД / ./'-Диэтил-у-ацетокси 2,2'дикарбоцианннтетра- фтороборат / .)'-Диэтнл--у-нитро-4,4'- дикарбоциаиинтетрафжоро- борат, или DTNDCT 3,3' Диэтилтиатрикарбоциа нин иодид Виктория голубая Виктория голубая R /,/'-Диэтил-//-бром-2,2'- хинодикарбоцианин иодид /,3,3,/',3',3'-Гексаметил-2,2'- нндотрикарбоцианин иодид 3,3' - Диэтилтнатрикарбоциа- нин иодид, или DTTC Метиленовый зеленый /,3,3,/',3',3'-Гексаметнл- 4,5,4' ,5'-днбензоиндотри- карбоцнанин перхлорат 3,3' -Диэтил-2,2' -селенатри- карбоцианин нодид Метиленовый голубой / ,/'-Диэтил-//-бром-4,4' -хи- нодикарбоцианин иоднд й ,3' - Диэтилтиатрикарбоци- анин бромид Ацетон Глицерин * Хинолин Изоамило- вый спирт Пиридин Диметил- сульфокснд Этанол^ Ацетон Этанол •> Метанол Пиридин Этанол Глицерин Ацетон Диметил- сульфоксид Серная кис- кислота Этанол Ацетон Серная кис лота Метанол » 753 754 756 756 758 759 760 760 761,5 770 J 785,5 793,5 797 800 807,5 809 814 815 819 (800) 822 823 824,5 826 829 830 835 744 745 745 749 750 760
Продолжение табл. 33.17 Органическое соединение Метиленовый голубой 3,3'-Диэтил-6,7,6',7'-ди- бензотиатрнкарбоцианнн иодид Толуидин голубой Тионин 3,3'-Диэтил-2,2'-E,6,5', 6' -тетраметокси)тиатри- карбоцианнн Растворитель Серная кис- кислота Этанол Серная кис- кислота » Ацетон Длина волны генерации при лазерной (лам- (ламповой) накач- накачке, нм 835, 838,5 848 850 853 Органическое соединение 3 „?'- Диэти л-6,7,6', 7'-ди бензо-//-метилтиатрикар- боцианин иодид 3,3'-Д,иэтил-2,2'-D,5,4' ,5'- дибензо) тиатрикарбоциа- нин иодид Фталоцианин /,/'-Диэтил-2-2'-хинотри- карбоцианин иодид 1 ,/'-Диэтил-4,4'-хинотри- карбоцианин иодид Аналоги пентакарбоцианина Растворитель Этанол Ацетон Серная кис- кислота Ацетон » Нитробензол Длина волны генерации при лазерной (лам- (ламповом) накач- накачке, нм 856 860 863 898 1000 1095—1175 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Willett С. S. Handbook of Lasers. Ed. b/y R. J. Pres- sley, Cleveland, Chemical Rubber Co., 1971, p. 183. 2. Moore С E. Atomic -Energy Levels, NBS-467, Wa- Washington, v. 1—3. S 3. Bridges W. В., Chester A. N. См. [1], p. 242. 4. Silfvast W. Т., Klein M. B. "Appl. Phys. Lett.", 1970, v. 17, p. 400. 5. Pollack M. А. См. [1], p. 298. 6. Weber M. J. См. [1], p. 371. 7. Рябцев Н. Г. Материалы квантовой электроники. M., «Сов. радио», 1972. 8. Woodcock R. F. См. [1], р. 360. 9. Бужинский И. М. и. др. «Докл. АН СССР», 1970, т. 190, с. 558. ! 10. Дианов Е. М. «Приборы и техника эксперим.», 1969, № 4, с. 169. 11. Атанов И. F. и др. «Изв. АН СССР. Сер. неорг. материалы», 1974, т. 50, № 5, с. 921. 12. Pankove J. 1. См. [1], р. 365. 13. Lempicki 1. См. [1], р. 355. ¦¦ 14. Deutsch Т. F. См. [1], р. 350. ГЛАВА 34 !¦'•- ЭЛЕКТРО-, МАГНИЮ- И ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ 34.1. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ ПОККЕЛЬСА) Линейный электрооптический эффект (эффект Пок- кельса) заключается в изменении преломляющих свойств кристаллов под действием внешнего постоянно- постоянного или переменного электрического поля (частота пере- переменного электрического поля значительно меньше опти- оптических частот). Связь между изменениями поляризационных коистаит вещества ДВ^ = ДA/е)у (где е — диэлектрическая про- проницаемость) и приложенным электрическим полем Ек дается электрооптическими коэффициентами гщ: где t, ;", k = 1, 2, 3. Коэффициенты rijk образуют по- полярный тензор третьего ранга, называемый тензором линейного электрооптического эффекта. В сокращенной записи ДВг = rlkEk I =1 '(G) и в зависимости от ij .индекс I пробегает'значе- пробегает'значения от 1 Я© 6: 1 = A1), 2 = B2), 3 == C3), 4 = B3), 5 = A3), 6 = A2).к ' Г' w s , а 1 з -. .,, Ниже приведены тензоры электрооптических коэф- коэффициентов по сингониям'[1] в зависимости от типа то- точечной симметрии кристаллов. . .' ' Триклинная / — Cj: Г элементов Моноклинная: 2 — Со '21 r22 r2S 0 761
Орто ромбическая: 222 — Dt тт2 — rO 0 О 0 0 0 0 0 0 г41 О О О гв2 О 0 гвз/C) Тетрагональная: 4- 4-S4 0 0 '61 0 0 0 —'61 '41 0 —г. 6 0 0 '. 'D) 422— D4 0 0 0 '«! 0 0 0 0 0 0 —'41 0 0\ °\ 01 S о/ 0/A) 4тт — о о о г13 О 0 г33 О г61 О 'м О О О О /C) Триклинная: з-с. D2d <0 О О \B||Х!) О О 0 0 0 '41 О О '41 О О 'вз /B) 32-D3 'и Г11 0 '41 0 0 0 0 0 0 —'41 —'11 о\ 0' 0 0 0 о) 1 / ГB) Sin— C30 0 0 0 0 'ei 'м '22 0 'и 0 0 1 '83 0 0 о> \ 1 1 44) Гексагональная: /0 /0 0 '« \'51 6~Се 0 0 0 'ы —'41 '13 '13 'зз 0 0 О 0/D) 622- о. 0 0 0 '41 0 .0 0 0 0 0 —'41 0 о\ о\ о 1 о 1 о / 0/A) бтт — 6т2 — , /о / о 1 ° 1 Q \ 'ei \о Кубическая 0 0 0 'в! 0 0 432- /0 /° 0 1 ° \о 0 0 0 0 0 0 'w\ г \ 13 1 'зз 1 0 0 / 0 /( -0 °\ о\ о 1 о 1 о / 0/@) C) 23 и 43т — Т и ТА Значения злектрооптических коэффициентов для различных типов кристаллов приведены в табл. 34.1 — 34.4. Если частоты электрического поля, при кото- которых произведены измерения, намного выше или ниже частоты собственного акустического резонанса, то ис- пользованы соответственно обозначения (S) и г, или (Т) и г../i . Погрешность измеренных значений r^fc составляет ~ 15%. В ферромагнетиках и других мате- материалах, имеющих фазовый переход, наблюдается силь- сильная зависимость электрооптнческого коэффициента от температуры, если последняя близка к критической температуре Гк. Зависимость гцк от длины волны света е области прозрачности веществ, как правило, кала. Одной из важных характеристик электрооптических кристаллов является полуволновое напряжение t/x/2, т. е. иапряженне.соответствующее набегу разности фаз, равной я, между двумя световыми волнами с взаимно- перпеидикулярными поляризациями. Эта величина может быть найдена из соотношения V-, где гс = г33 — ( wf/ «D 'iS. В случае одноосных крис- кристаллов ось г (или ось 3) — оптическая и свет распрос- распространяется в перпендикулярном к ней направлении. 762
Таблица 34.1 Электрооптические свойства кристаллоа типа KDP и ADP [1] Симметрия 42 т при температурах выше критической Т^ Вещество КН2РО4 (KDP) KD2PO4 (DKDP) KH2As04 (KDA) KD2As04 (DKDA) RbH2PO4 (RDP) RbH2As04 (RDA) RbD2As04 (DRDA) CsH2AsO4 (CDA) CsD2As04 (DCDA) NH4H2PO4 (ADP) ND4D2PO4 (DADP) NH4H2As04 (ADA) г TK , °K 123 222 97 162 147 110 178 143 148* 242* res, Ю-'2 м/в (Г) 9,37 (S) 8,15 res < 0 (Г) 26,4 (S) 24,0 0,93^3 (T) 10,9 (T) 18,2 (T) 15,5 (SH,91r?j (T) 13,0 (T) 21,4 (T) 18,6 (Г) 36,6 (T) —8,5 (S) 4,1 (T) 11,9 (T) 9,2 r4I, Ю-12 м/в +8,6 ra < 0 8,8 12,5 — — — — 23,1 r41 < 0 (T) (S) (T) (S) (T) (S) (T) (S) (T) (S) 21 21 50 48 ' 21 — 27 24 — — — 15 14 — ч 42 44 58 54 _ — 41 39 — — 56 .58 " АнтиферроэлЬктрический переход. Электрооптические свойства кристаллов типа АВО3 [1] Таблица 34.2 Вещество ( Гк , °К ) LiNbO3 A470) LiTaO3 (890) ВаТЮ3 C95) KsLi«Nbe0u F93) Симметрия Зт Зт 4mm 4mm »>. Ю-12 м/в (Т) r»3 = + 32,2 (Т) г13 = + 10 (Т) тс = 18 (Т) гс = 17 (Т) тс = 16 (S) r3S = + 30,8 (S) rls = + 8,6 ^o) Г33 = ло (S) ru = 6,5 (Г) rc = 22 (S) r33 = 30,3 (Sf rls = 7 (S) r33 = 27 (S) r13 = 4,5 (T) rc = 108 (S) rc = 23 (S) rc = 19 (S) r33 = 28 (S) rls = 8 (Г)гзз = 78 |Г) ri3 = 8,9 (Г) (Г) (Г) (Г) (S) (S) (S) (S) (S) (S) (S) (S) (Т) (S) г28 =6,8 ги = 32 г28 = 5,7 _ Q 1 Г28 — 0, 1 гм = 3,4 <-6i = + 28 г» = 3,1 ги = 23 г« = 20 too ?& I ги = 15 r22 ж 0,3 rel = 1640 лв1 = 820 X, ккм 0,633 0,633 1,15 3,39 0,633 0,633 3,39 0,633 0,633 0,633 3,39 3,39 0,546 0,546 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 (T) ei (T) e3 (SL (S) e3 (T) e2 (T) ?3 (S) e2 (S) ?3 (Г) ?i (Г) Ч (S) et (S) e3 (T) H (T) % = e2 = = 32 = e2 = = 28 = Ej = = 45 = H = = 43 = e3 = = 135 = ?2 = = 60 = eg = = 100 78 43 51 41 3600 2300 309 763
Вещество (Гц , "К) ('-330) (~'52OOJ KTa^Nbj.jiOs (—330) PbTiOa G65) KSraNbeO16 D33) LiIO3 (пироэлектр.) Ba2NaNb6016 (833) Симметрия 4mm 4mm 4mm 4mm 4mm 4mm нли 4 6 wn2 r,, „¦¦«, (T) rc =-- 1410 (T) r3s = 1340 (T) r13 = 67 (S) rc = 10-0 (T) rc = 218 A5 Мгц) rc = 96 A5 Мгц) rc = 45 (T) rc = 450 (S) ли = 5.9 (S) r13 = 13,8 (T) rc = 130 (S) гта = + 6,4 (S) лгз = + 4,1 (T) rc = 34 (T) r33 = 48 (Г) r13 = 15 (T) r23 = 13 (S) Гзз = + 29 (S) r23 = 8 (S) r13 = 7 m (S) (S) (S) (S) r/fe10-12 л/в гы !! 42 r51 = + 50 r — 14 41 — * • '¦ei = + 3,3 r42 = 92 r51 = 90 r42 = 75 rM = 88 П родол A, MKM 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 0,633 0.S33 0,633 0,633 0.633 0,633 0.633 0,633 0,633 0,633 0,633 0.633 жен ?3 = 4- (S) (T) (T) (T) IT) (S) (S) IT) (T) (T) (S) (S) ие табл. 34.2 ч = 3400 A5 Мгц) = 450 A5 Мгц) = 118 A5 Мгц) е3 = 31 е3 = 1000 е, = 1200 е3 = 554 ?l = 65 \ О у 6j = 235 ?2 = 247 ?, = 51 ?l = 222 е2 = 227 в, = 32 Электрооптические свойства кристаллов типа АВ [1] Таблица 34.3 Вещество CuCl С:-Вг ZnO ZnS Симметрия 43m ~43m 6mm 43 m rlk, 10-'г м/в (T) rtl = 3,6 (T) rn - 3,2 (S) rH = + 2.35 IS) ru = +2,20 (Л *¦« = 0,85 (S) r33 = + 2,6 (S) rM = - 1,4 (S) r33 = + 1,9 (S) r13 = + 0,96 [T) rtl = 1,2 Л r« = 2.1 S) r« = 1,6 S) г„ = 1,4 Xf ж/ел! 0,633 10,6 0,633 3,39 0,525 0,633 0,633 3,39 3,39 0,4 0,65 0,633 3,39 (S) e = 7,5 (S) ?j = s2 = 8,15 (T) г = 16 (S) e = 12,5 G\ S) ? = 8,3 764
Продолжение табл. 34.3 Вещество CdS CdSe CdTe HgS ZnS ZnSe ZnTe GaP GaAs Симметрия 6mm 6mm ~43m 32 6mm T3 m l3m ~43m 3m rlk, 10-»' м/в (T) rc = 4 (T) гЪ1 = 3,7 (T)rc = 5,5 (S) r33 = 2.4 (S) r13 = 1,1 (S) r33 = 4,3 (S) rls = 1.8 G) r41 Ц 6,8 (T) ra =\CJB (T) ra = 5> G1) rel = 5,0 -¦ (S) rn = 3,1 ^ (S) r41 = 1,4 (S) rjj = 4,2 (S) r41 = 2,4 (S) ,33 = 1,8 (S) r33 = 1,7 (S) rls = 0,9 (T)r41=2,0 ' (S) r41 = 2,0 (T) r41 = 2,2 (Г) r4i = 4,45 ~ 3,95 (Г)г„ = 1,4 (S) r41 = 4,3 (S) /-41 = 3,2 (S) ru = — 1,07 ~ (- 0,97) (S) rtt = 1,2 (S) r« = — 1.5 (S + T) rtl = 1,2 v 1,6 (T) г„ = 1,0 4- 1,2 (Г) г« = 1.6 (S) r41 = 1,5 X, мим 0,589 0,589 10,6 0,633 0,633 3,39 3,39 3,39 10,6 23,35 27,95 0,633 0,633 3,39 3.39 0,633 3,39 0,633 0,546 0,633 10,6 0,59; 0,69 10,6 0,633 3,39 0,56; 3,39 0,9 1,08 3,39 1,0; 3,0 4,0; 12,0 10,6 10,6 (T) e3 = 10,33 (T) ?l = 9,35 (S) ?l = 9,02 (S) e3 = 9,53 (T) s3 = 10,65 (T) ?X = 9,70 (S) н = 9,33 (S) e3 = 10,20 (S) e = 9,4 (T) El = e3 = 8.7 (S) et = 8,7 (T)e = 9,1 (S) e = 9,1 (T)e = 10,1 (S) e = 10,1 (S) e = 12 (S) e = 10 (S) e = 13,2 (S) e = 12,3 (Г) е = 12,5 765
Таблица 34.4 Электрооптические свойства кристаллов различных типов [1] Вещество Bi4(Ge04K (СН,.)вЫ4(НМТ-гексамети- лентетрамин) Гайнит (минерал) K2Mg2(SO4K (NH4bCd2(SO4K (N^feMn^SC^b Tl2Cds(SO4K KsMns(SO4K Rb^n2(S04)s TlaMn2(SO4K K«Ni«(SO4K NaClO3 Na3SbS4-9HsO Уранилацетат натрия LiKSO4 LiNaSO4 Турмалин Na3bi(CrO4),-6H2O Ag3AsS3 (прустит)» KSS2O, Cs,QH4Oe SrS2Oe.4HaO Se2» SiQj (кварцK» (QHwO^b NaBr-НгО AgGaS/ Gd2 (MoO4K5* CdGa^ (NH-bCoOi-HjO Сим- Симметрия 43m 73m 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 6 3m 3m 3m 3m 32 32 32 32 32 32 42m 4~2m mm.2 1 222 (T) (T) (T) (S) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (T) (S) (T) (Г) G1) (S) (S) (T) (T) (T) (S) (S) (Г) (П (S) s (S) (T) (T) (T) (T) (T) G1) (T) (T) (T) (T) (S) rlk, 10-'2 м/е ru = 1,03 ru = 0,71—0,8 a« = 0,78 '« < 0,14 r.i < 0,04 r« = 0,40 r41 = 0,70 ru = 0,53 ra = 0,37 ^41 = 2,0 »1 = 1,9 Г41 = 2,1 Г41 = 1,0 rn == 0,4 „з Г41 = 5,66 wf r41 = 5,62 Гц = 0,87 лс = 1,6 г„ < 0,02 rM = 0,3 ^33 = Г13 = '.7 гм = 0,92 Ли = 0,в2 г82 = 0,77 ( «? 'и - n3f33) = 70 я| г22 = 29 гц = 0,26 Гц = 1,0 Гц = 0,1 я, га = 89 u ~ 2,5 гц = - 0,47 гц = 0,20 ru = 0,23 ги = 0,29 ru = 0,174 г1т = 0,1 г63 = 3,0 '4i = 4,0 „з Гм = 17 D50°К) и? 'is — «з 'зз = 17.5 'is = 0.37 res = 3,5 г„ = 230 Гад = 330 Ъ = 250 г < 250 (ЗОО°К) 0 0 0 0 0 X, мкм 0,45—0,62 0,546 0,633 0,633 0,633 0,546 0,546 0,546 0,546 ,453—0,642 ,453—0,642 ,453—0,642 ,453—0,642 0,589 0,42 1,08 0,546 0,546 0,546 0,589 0,633 0,50 0,52 0,60 0,633 0,633 0,546 0,546 0,546 1,15 10,6 ,409—0,605 0,633 0,633 0,633 0,633 0,546 0,633 0,633 0.633 0,633 0,50 0,50 0.633 0,633 0,633 0,633 0,633 Пз (Xt мкм) п0 = 2,07 п0 = "о = п0 = 1 п0 = п0 = п0 == "о = 1,591 @,589) 1,594 @,633) ,496 1,535 @,589) 1,606 @,589) 1,57 @,589) 1,730 @,589) 1,62 @,45—0,65) 1,60 @,45—0,65) 1,80 @,45—0,65) 1,70 @,45—0,65) п0 = 1,515 я0 = 1,507 @,546) гц =ь «! = п2 =1,474 @,546) / пз = 1,495 \ пг = п2 = 1,490 ? я3 = 1,65 \ щ = п2 = 1,63 яг = «г = 1.643 @,50) th= п2= 1,635 @,52) я, = п2 = 1,612 @,60) яг = 3,02 @,633) я3 = 2,74 @,633) / я3 = 1,1518 \ щ = щ = 1,456 / я3 = 1,546 \ щ == Па-ь= 1,564 / -Из = 1,528 V Я! = я„ = 1.532 \ = 2,737 A,15) я3 = 3,573 Я1 = 2,64 A0,6) Пз = 3,41 я3 =1,555@,546) я, = «2 = 1,546 @,546) Пз = 1,560 @,546) Я] = я2 = 2,55 @,633) п, = 2,50 щ = пг = 1,528 Wl s- n2 = 1,848 @,633) Пз = 1,901 @.633) \ Я1 = Пг = 2,3 @,50) nt = 1,437 @,65) я2 = 1,547 Пз = 1,590 766
Продолжение табл. 34.4 Вещество NaNOf С (СН2ОНL Ca2Nb20, ) f Сим- Симметрия тт2 2 2 m (Т) (Т) (Т) (Т) (Т) (Т) (S). (S) r22 - r32 r22 - ^43 = rU = \i = Гц Гц 'и r12 = r22 = (S) г32 = (S)t {S)i (S), 41 = '52 < 63 = / «3 > I «2 J / «1 > I «3 i -- — 1,9 — 3,0 1,45 -'32 1= 4 4 «2 6,7 25,5 6.4 2,7 : 0,6 0,9 *м/в I" r. 1 "l l\ 0,7 '32 4 1 A 9 0 6 — 12 — 14 = 13 X, мкм 0,546 0,46—0,70 0,46—0,70 n 63 0,63 0,63 0,63 «t  «1 я2 «2 ... n- (X, мкм) 1 ОД7 /ft Ц4Л\ 1 4Ш 1 KK1 = 1,528 яв «з = 1.56 1 <W 9 lft = 2,17 * Прозрачен от 0,6 до 13 мкм; е, s е, = 20; р = 10' ой-см. 2* Граница прозрачности ~ 8 мкм; е, ~ 8. ** Гц < 0 и rtl > 0 в левовращающем кварце. «• (S) е, = 14, (S) е, = 10. и Гк = 432°К, е3 = 8. ** хг принято полярной осью, переход в mmm при 423°К; (S) s, = 5, е, = 4, е, = 8. 34.2 ЛИНЕЙНЫЙ МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ) Поворот плоскости поляризации света, распростра- распространяющегося в среде, находящейся во внешнем магнитном поле, называется линейным магнитооптическим эффек- эффектом или эффектом Фарадея. В пара- и диамагнитных материалах угол поворота плоскости поляризации фр дается соотношением фр = VHl cos -у, A) где V — постоянная Верде, зависящая от природы вещества, частоты света и температуры; Я — напря- напряжеиность приложенного магнитного поля; / — длина пути луча в веществе; Y — угол между направлением приложенного полян направлением распространения луча. В ферромагнитных материалах магнитное поле в выражении для <рр заменяется на намагниченность /И, а постоянная Верде на постоянную Кундта К- В табли- таблицах обычно приводится характерное для ферромагнети- ферромагнетиков значение вращения при насыщенной намагничен- намагниченности Ms, определяемое как удельное фарадеевское вращение плоскости поляризации для света, распростра- распространяющегося вдоль Ms, т. е. B) 767
При рассмотрении магнитооптических характерис- характеристик веществ необходимо учитывать ослабление излуче- излучения прн распространении его во вращающей среде. Для характеристики «качества» различных магнитоактивных сред служит величина 2F/a, где а — коэффициент ос- ослабления или поглощения в законе / = /оехр(—а/). К соотношениям A) и B) применимо обычное прави- правило правой руки. Так, положительные <pF и F соответст- соответствуют случаю, когда свет распространяется вдоль нап- направления магнитного поля и плоскость поляризации вращается по часовой стрелке. В табл. 34.5—34.7 — приняты обозначения: Температура Кюри 7"к Температура фазового перехода Тр Температура Нееля TN Температура компенсации ¦¦ Тсо Индукция насыщения при 0°К, гс .... 4rMs Удельное фарадеевское вращение, град/см F Коэффициент поглощения, слГ1 а Характеристики качества ,град 2F/a Длина волны излучения, нм X Объемноцентрнрованный куб о и.к. Гексагональная плотная упаковка .... г.п у. Гранецентрнрованный куб г.ц.к. Таблица 34.5 Характеристики ферромагнитных, ферримагнитиых н антиферромагнитиых веществ |2| , ' Вещество Металлы пере- переходной группы Fe Со Ni Ni* (монокри- (монокристалл) Бииариые компа- компаунды и сплавы Пермаллой СгТе MnAs Структура или состав о.ц.к. г.п.у. г ц.к. I г.ц.к. Mi . po в/ IN' ¦ Гс /q 82: 18 NiAs NiAs * л Критическая температура. Гк,= 1043 Гк = 1390 Тк = 683 Тк =803 Тк = 334 Тк = 313 4тсЛ1^, гс 21 800 18 200 6 400 10 700 1015 F, см 3,5 5,1 4,4 6,5 7 7 3,6 2,9 5,5 5,5 4,8 0,99 7,2 0,8 2,6 1,5 1 0,79 0,88 0,97 1,2 0,5 ¦ 0,4 0,4 0,44 0,49 0,59 0,78 0,62 а, 10° см~> 7,6 3,2 6,5 5 4,2 3,5 8,5 — 6,1 4,5 3,6 8,0 4,2 5,8 4,8 4,1 — <-. —- 6 2,0 1,2 0,€ 5,0 4,9 4,6 4,5 4,4 IF fa, град 0,92 3,1- 1,4 2,6 3,3 4,0 0,85 1,8 2,4 2,7 0,25 3,4 0,9 0,6 0,25 — — 0,4 0,5 0,7 1,3 0,174 0,200 0,26 0,34 0,28 Г, °к 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 J0O 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 X, нм 546 1000 500 1000 1500 2000 546 500 1000 1500 2000 546 4000 500 1000 1500 2000 546 546 546 500 > 550 900 ' 2500 500 1 ' 600 .. 700 800 900 * Направление световоЁ волвы соответственно вдоль < 100) , < 110 > н < Ш >, 768
Вещество Mnffi ¦ i ! ! 1 FeRh i Ni + Fe i i Вещество Ферриты Li0>5 Fe2r5 O4 1 1 1 1 MgFeA 1 CoFe204 ( 1 1 t \ NiFeO4 — r ! Структура или состав 1 NiAs 1 1 1 j 1 j — 100 : 0 , 90 : 10 80 : 20 70:30 60:40 50 : 50 , 40:60 ' 30:70 1 20:80 i 10 : 90 0 : 100 35 : 65 Структура или состав Шпинель ! 1 i 1 | Шпинель i 1 ! i i 1 i Критическая Гк = 639 i TK = 453 1 Tp = 333 Критическая температура. °K — ¦ Г„ = 793 : i Гд, = 858 i | 1 1 ! f 4icM , ее 7 700 G 500 прн 300 °K) E500 прн 300 Kj i. — 6 000 8400 10 800 12 900 14 900 16 000,' 14 400\ 8 000 19 400 20 800 21600 12 400 — 1 1 ! i , 4930 3350 1 1 F,1 см 4,2 5,0 7,0 7,7 7,6 7,5 7,4 3,2 3,3 3,3 3,3 3,3 3,2 3,2 0,9 ( 1.2 \ 1.6 \ 2,2 ) 2,7 7 2,9 2,8 2,2 3,3 3,6 3,5 2,1 F, — град см —440 — 190 + 10 +85 + 110 + 125 + 135 -60 -40 0 +30 4-35 +50 2,75-10" 3,8 -104 3,6 -104 1,3 -104 —2,5 -W 2,0 -104 2,4 -104 —0,75-Ю4 —1,0 104 +0.12.104 —120 +40 +75 4-110 + 110 "¦ а, 10» си-' 6,1 5,8 5,1 4,5 4,3 4,2 4,1 6,1 5,8 5,1 4,7 4,5 4,4 4,4 3,3 7,05 7,14 7,10 7,0 7,54 8,13 8,17 8,13 8,1 8,13 8,13 7,7 а, ' 150 135 85 60 44: 44! 80 100 40 12 4 6 13 12- Ю4 14-104 17-10* 13-10* 6-10« 5,9- W 7,4-fO4 16-104 105 1041 38 | 32 15 15 32 Продолжение 2F/a град 1,4 1,7 2,8 3,4 3,5 3,6 3,6 1,0 1,1 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 0,56 0,34 0,45 0,62 0,77 0,77 0,69 0,54 0,81 0,88 0,86 0,55 №/а, град 6 3 0,2 3 5 6 3. 1 2 0 15 11 8 0,5 0,5 0,4 0,2 0,8 0,7 0,7 0,09 0,2 0,2 6 2,5 10 15 7 г, -к 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 348 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 Г, °К 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 •зоо iW 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 ,300 300 300 табл. 34.5 X, нм 450 500 600 700 800 900 1000 450 500 600 700 800 900 1000 700 632,8 632,8 632,^ 632,8 632,8 632,8 632,8 632,8 632,8 632,8 632,8 400—700 /, НМ 1500 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2500 3000 4000 5000 6000 7000 286 330 400 500 660 286 330 400 500 ''' 660 , 1500 2000 3000 4000 ' - 5000 769
Вещество YIG BaFe^Ou BaFe12Oi8 Ba2Zn2Fe180j8 GdIG Фторнды FeFo *~* 3 Rb№0i75Co0r25F3 RbFeF* RbNiF32' T ;игалиды CrCl3 Структура или состав Гранат Гексагональ- Гексагональная Гексагональ- Гексагональная Гексагональ- Гексагональная Гранат Перовскит Перовскнт Перовскнт ВНз Критическая температура, °К Гд,==560 \ TN = 564 Тс0 = 286 Тк = 365 TN = 109 Тр = 102 TN = 220 Гк = 16,8 ШЛ8. гс 2500 7300 40 C00°К) — _ 1250 3880 р град см 240 2400 1750 1250 800 900 750 175 —50 +75 + 130 +150 +160 +165 +90 +80 +75 +70 —2000 —1050 —450 —300 —220 —80 670 415 180 180 3400 1600 950 620 420 300 360 210 70 — 70 310 100 75 2000 — 500 —1000 а, см~1 0,069 1500 1350 1400 1150 670 450 <0,06 —38 20 13 20 20 22 120 70 65 85 6000 900 400 100 230 70 \ 14 1 8,2 М 9 * 7 3 4,6 1.5 1,2 2,5 35 12 10 30 70 60 25- 200 300 70 Продолжение 2f/a, град 7-Ю3 3,2 2,6 1,8 1,4 2,7 3,3 >3-103 3 7,5 20 15 16 15 1,5 2 2 2 0,6 2,3 2,3 6 1,9 2,3 95 101 82 40 900 1100 410 830 700 240 20 35 14 5 9 3 6 20 3 30 т. °к 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 77 82 82 82 82 82 82 77 77 77 77 77 77 77 1,5 1,5 1.5 табл. 34.5 X, им 1200 555 588 625 667 715 770 5000—1500 2000 3000 4000 5000 6000 7000 5000 6000 7000 8000 500 600 700 800 900 1000 349 404 522,5 600 300 400 500 600 700 800 450 500 600 700 800 900 1000 410 450 590 * Имеется силььое естествеиное двулучепреломление. ** Измерено вдоль оси «с». 770
Вещество CrBr3 Crl3 Бораты FeBO? О Халькогеииды ЕиО EuS EuSe Вещество Ортоферриты* EuFeO3 GdFeO3 TbFeO3 DyFeO3 HoFeO3 ErFeOs TmFeOs YbFeO3 LuFeO3 SmFeO3 YFeO3 LaFeO3 PrFeO3 NdFeO3 Структура или состав Bil3 Bil3 Кальцит NaQ NaCl I/ / \ NaCl 83 ' 94 137 128 91 81 140 143 119 J 11 «c» s 84 || «a» 105 83 71 62 Критическая температура. Гк = 32,5 Гк=68 Тк = 348 , Тс= 69 Тс = 16,3 Гс = 7 600 8000 3400 4пМ , гс 3390 2690 115 C00°К) 23 700 13200 800 2200 700 р град см 3- 10» 1,6-10» 1,1-10» 0.8-10» 3200 2300 1100 450 —1,0-10ь 3,2-106 5-10» 3,6-106 0,5-105 3-104 660 —1.6-105 —9.6-105 5,5-105 5,110е 1,45-Ю6 1,17-10е 0.95-106 а, см-' 3-103 1,4-104 6,3-103 3-103 140 40 100 38 0,5-104 7,5-10* 9,7-10* 9,7-10» 7,8-104 >0,5 >1.0 ~0 3,3-104 1,2-105 1,0-106 80 70 60 Р (ерад/сч) для т) (мл) 1000 1000 400 1200 800 300 Продолжен ие 2F/a, град 200 23 35 53 45 115 22 24 40 8,5 10 7,5 1,3 -10* -1300 58 92 10 3600 3340 3170 1400 700 200 Т. °К 1,5 1,5 1,5 300 300 300 300 5 5 5 6 5 20 20 6 6 6 6 4,2 4,2 4,2 1600 600 150 табл. 34.5 X, им 478 500 970 1000 500 525 600 700 1100 800 700 ¦ 600 500 2500 10600 825 690' 563 495 750 775 800 а. см~г для /.= 1250 нм ~38 -10 -29 ~40 -10 -15 ~5 12,5 -5 -50 -10 -10 -35 -10 ' Все ортоферриты облапают сильным естественным двулучепреломлением. 771
Таблица 34.6 Парамагинтиые вещества [2] Кристалл Ионы редких земель в кристаллах CaF2 CaF2 EuF2 Вещество Перовскиты (оксиды) SrTiO3 ВаТаОз КТаО3 Вещество Редкоземельные гранаты ТЬАЮ* DyAIG HoAIG ErAIG TmAIG YbAIG Ион Eu2+ Nd3+ Eu2+ Концентрация, % T, °K 298 403 296 г, °к 405 300 77 4,2 1,45 300 300 300 300 298 77 —2,226 — — — — 1,241 —0.709 —0,189 +0.151 0,287 0,718 3 2.9 — Л, HM 413 496 620 82э 427 496 620 826 352 413 496 620 826 450 — —102,16 —200,95 —0,942 —0,320 —0,240 +0,103 0,215 0,540 Т. °К 4,2 4,2 4,2 300 300 300 300 300 \. нм 430 440 426,4 450 500 550 600 650 мин 3-CIH 0,78 0,31 0,14 0,066 0.95 0.38 0.18 0,072 0,44 0,19 0,096 0,051 0,022 V. мин/(э ¦ см), } 480 — 1,290 — — 83,45 — 172.52 —0.803 —0,260 —0,154 +0,093 0,186 0,481 S20 — 1,039 —3,425 — 64,80 — 139,28 —0,667 —0,335 —0,162 0,076 0,140 0,393 мин 29 22 0, 4, 2, 1, 1, 0, 19 5 6 6 1 8 а А НА см-' 11,5 1,8 5 20 7 6 5.5 5 2,5 12 0,04 0,2 0,4 0,3 0.2 0,16 ty при, а 10» см-' для X. ни 546 —0,912 —3,051 —58,35 — 125,07 —0,592 —0,304 —0,157 +0,069 0,133 С ,342 368 — 380 — — 327 — . —• 578 —0,787 —2,603 —53,77 — 111,27 —0,518 —0,299 —0,145 +0,059 0,116 0,302 [ см-' 413 — 446 — 370 , ' 635 — 0.620 — 2.008 —48,39 -97.47 —0,411 — —0 105 +0,048 0,094 670 — 0,542 — 1.815 —45,15 —93,42 —0,359 —0,206 —С,089 — — — • а - 02. — 0,6 см-' при Г — 300°К. 772
Таблица 34.7 Стекло Европиевое Массовое содержание Еи2+ 12,9 14,7 17,9 26,7 30,5 Стекло Боратиое с ионами ред- редкоземельных элемен- элементов - EuO 14,4 16,5 20,0 29,9 34,2 A12O3 15,3 11,2 13,4 11,0 14,8 Состав* R La Pr—La Nd—La Sm—La Eu—La Gd—La Tb—La Dy—La Ho—La Er—La Tm—La Yb—La Tb—Pr Dy—Pr Pr (I » 0 B2O3 70, 72, 66, 60, 50, 3 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 8 4 4 2 2 0 2 0 7 * ,04 ,44 ,41 ,97 ,69 ,71 ,73 ,88 ,36 ,50 ,75 ,58 ,99 ,63 ,56 / Магнитооптические ¦. 406 —0,633 —0,748 — 1,18 — — 435 —0,341 —0,400 —0,675 — 1,27 405 0 —0 —0 0 —0 0 —0 —0 —0 —0 0 0 —0 —0 —0, ,043 ,380 ,180 ,032 ,081 ,032 512 436 269 093 060 115 940 850 843 — 450 свойства —0,282 —0,327 —0,525 —0,980 —2,55 436 0 —0 —0 0 —0 0 —0 —0 —0 —0 0 0 —о, —о, ,036 ,307 ,147 030 060 026 419 361 252 078 046 094 786 646 V. 500 стекол [2] MUHJ{3-CM) , —0,162 —0,199 —0,2э1 —0,523 480 0 —0 —0 0 —0 0 —0 —0 —0 —0 0 0 —0 —о, ,029 ,230 ,120 ,025 ,038 ,024 319 2Э9 123 068 039 073 560 471 -1,23 V 550 при 5 —0,104 —0,131 —0,208 —0,367 —0,721 , мин / (э-см] 500 0 —0 —0 ъ —0 0 —0 —0 —0 —0 0 0 —0 —о, -о, ,(№ ,220 ,111 ,024 033 022 288 273 131 082 034 066 535 497 480 , при 520 0 —0 —0 0 —0 0 —0 —0 —о, о, 0, —о, —о, —о, Г2Л 2.1 096 022 029 021 262 246 112 031 060 489 465 4J 2 г=ЗЭО'К J-пя Х, нм 600 —0,076 —0,090 —0,149 -0,258 —0,478 650 —0,061 —0,070 —0,113 —0,191 —0,366 '/¦=300сК для X, ни 546 0,022 —0,178 —0,094 0,019 —0,024 0,020 —0,234 —0,220 —0,128 —0,045 0,026 0,054 —0,436 —0,413 —0,390 578 0,019 —0,153 —0,100 0,017 —0,019 0,018 —0,205 —0,193 —0,104 —0,042 0,023 0,046 —0,380 —0,358 —0,334 700 —0 —0, —о, —о, —о, 049 055 091 158 268 600 0 —0 —0 0 —0 0 —0 —0 —0 —0 0 0 —0 —0 —0 018 ,146 ,059 ,016 ,016 ,017 ,186 ,177 ,096 ,040 ,021 ,043 ,348 332 317 750 —0,042 —0,046 —0,072 —0,129 —0,225 635 0,016 —0,128 —0,056 0,014 —0,014 0,015 -0,167 —0,159 — —0,035 0,018 0,037 —0,306 —0,290 —0,271 800 —0 —0 —0 —0 —0 ,032 ,038 ,060 ,110 ,174 670 0 —0 —0, 0 —0 о, —о, —о, —о, —о, 0, о, —*>, —0, —о, 014 ПО 046 010 012 013 142 138 074 034 016 033 265 252 243 СО • Состав для La и Pr: R2O3 • х В2О3; для Tb—Pr н Dy—Pr: r' Oa ¦ r" Oa • x B2O3; для других R2O3 • 0,85 La2O3 • x B2O3.
Стекло Алюмосиликат Празеодимовый Диспрозиеиый Тербиевый Состав, массовое содержание, % РгвОц SiO2 А12Оз MgO Sb2O3 58 25 12 4 1 Dy2O3 SiO2 A12O3 MgO Sb2O3 58 25 12 4 1 Tb4O7 SiO2 A12O3 MgO Sb2O3 58 25 12 4 1 Стекло Фосфатное с иоиами ред. коземельных элемен- элементов (R)* ? Состав* R La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 2,67 3,09 2,92 2,87 2,93 3,01 2,94 2,51 2,94 3,01 2,79 3,01 ] Продолжение табл. 34.7 V, Мин/{3'СМ) ДЛЯ X, НМ 365 — 1,04 —3,42 —0,883 —3,34 — 1,17 —4,34 404 —0,760 —2,51 —0,676 —2,58 —о, aw —3,20 546 —0,350 — 1,16 —0,336 —1,28 —0,390 — 1,42 650 —0,238 —0,780 —0,231 —0,864 —0,264 —0,978 700 —0,19? —0.65Е —0,185 —0,721 —0.2Н —0,80( 800 $ —0,147 > —0,488 I 3 —0,159 ) —0,592 900 —0,112 —0,371 —0,120 —0,450 1100 —0,067 —0,232 —0,074 —0,281 1200 —0,051 —0,183 —0,059 —0,к25 1300 —0,035 —0,138 —0,047 —0,182 Т. "к 295 77,4 295 77,4 295 77,4 V. мин/(э-см), при Т = 300°K для X, нм 405 0,037 —0,672 —0,447 —0,250 0,026 —0,025 0,018 —0,560 —0,540 —0,299 —0,139 0,019 0,087 436 0,030 —0,510 —0,332 —0,209 0,024 —0,017 0,015 —0,458 —0,453 -0^3 ГЗ —0,121 Ю.013 .0,072 / Г 480 0,024 —0.366 —0,283 —0,167 0,020 —0,010 0,014 —0,357 —0,359 —0,156 —0,100 0,012 0,056 500 0,022 —0,326 —0,261 —0,155 0,020 —0,006 0,012 —0,323 —0,331 —0,153 —0,111 0,009 0,050 520 0,020 —0,287 —0,236 —0,136 0,017 —0,006 0,012 —0,295 —0,301 —0,138 —0,095 0,008 0,045 546 0,018 —0,253 —0,208 —0,134 0,015 —0,005 0,011 —0,261 —0,268 —0,138 —0,062 0,006 0,041 578 0,015 —0,217 —0,182 —0,094 0,014 —0,004 0,011 —0,226 —0,237 —0,119 —0,060 0,005 0,036 600 0,014 —0,197 —0,170 —0,080 0,012 —0,003 0,010 —0,206 —0,217 —0,110 —0,057 0,004 0,032 635 0,013 —0,173 —0,150 —0,080 0,011 —0,002 0,009 —0,190 —0,197 —0,098 —0,051 0,004 0,029 670 —0,150 —0,132 —0,071 0,010 —0,002 0,009 —0,164 —0,173 —0,084 —0,044 0,007 0,024 Состав: х Р2О6.
Таблица 34.8 Постоянные Верде V для жидкостей [3] Жидкость НаО НС1 ссц N2 NH3 N2O о\ РС13 so2 Ni(COL Br2 ВгН SiCl4 HI X. нм 546 578 589 589 578 589 578 589 589 578 578 578 700 589 589 589 T. °C 20 20 20 20 205 —19 —40 —922 —18 26 —10 17 0 20 16 20 ,, ln-2 »шн гс-см 1,54 1,37 1,307 2,24 1,68 0,415 1,73 5,54 0,782 3,05 1,87 7,35 5,3 3,43 1,89 5.13 Таблица 34.9 Постоянные Верде для органических соединений [3] Вещество Н10 О5Н12 СбН12 с6нв с,н14 CH3I CHCI3 \ ССЦ QH5C1 / С6НбВг сн,о 1 с,нво \ C4H5N } С„Н,Ы \, нм 578 589 589 578 589 589 589 589 589 578 578 578 589 589 589 589 589 589 Т, "С — 10 v 20 25 20 20 15 20 15 15 18 18 20 25 25 26 15,2 15,2 15 гс-см 1,179 ¦1,1490 1,240 3,10 1,2946 2,47 1,3785 3,82 3,22 3,53 1,67 1.68 2,891 3,25 0,9515 ' 1,13 2,44 4,14 34.3. КВАДРАТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ КЕРРА) Квадратичный электрооптический эффект, или эф- эффект Керра — появление двойного лучепреломления у изотропного вещества в однородном электрическом поле. Внешнее электрическое поле Е ориентирует моле- молекулы, обладающие электрическим моментом (диполь- иым, квадрупольным и т. п.), в результате возникает анизотропия н показатели преломления п\\ (вдоль по- поля) и п± (перпендикулярно полю) становятся различны- различными: л и — л л = КпЕг, разность хода необыкновенно- необыкновенного и обыкновенного лучей равна Д = KnlE2, здесь К — постоянная Керра, п — показатель преломления в отсутствии поля, / — длина оптического пути. Эффект Керра, вызванный электрическим полем световой волны, называют высокочастотным. Значение постоянной Керра зависит от природы вещества, часто- частоты света и температуры. Таблица 34.10 Значения постоянной Керра К для газов при давлении Р = 760 мм pm. cm. и длине волны X = 546 нм [3] Газ н2 о2 N2 С12 со2 N2O на H2S NHa HCN so2 сн4 QH,, Т. "С 34,6 0 0 22 24 17,5 56,7 26 18 18 17,5 20 18 0 0 К, 10-" м/в' 0,045 0,45 0,30 0,14 2,3 1,5 21,6 3,08 5,75 1,59 3,48 93,0 —9,4 0,24 0,67 Газ с3н8 С2Н4 (СН3JО (С2Н5)О СН3С1 С,Н5С1 сна, СН2С1х ХСН2С1 (СН3JСО С2Нв СвНбСНз СвН5С1 CeH5NO2 Т. "С 0 0 18 62,7 18 18 89,5 108,5 83,1 113,6 137,7 153,7 235,5 К. ю-" «/в2 0,85 1,06 —5,0 —3,9 36,5 55,2 —7,7 4.7 32,1 5.56 9,0 37.2 146 Таблица 34.11 Значения постоянной Керра для жидкостей при длине волиы X — 546 нм [3] Жидкость о2 N2 cs3 CeH^ QH* Т. "К 90 71,4 293 293 293 К, КГ1* ж/е* 10,1 4.02 12,1 0,227 1,46 Жидкость о-СвЩСНз), (С2Н5)аО СНС13 СвНбС1 C6H5NO2 Т. °К 293 293 293 293 293 К. 10-'* м/е» 5,48 —2,66 — 11,6 40,7 1410 34.4. ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ Пьезооптический эффект, или эффэкт фотоупру- фотоупругости, состоит в изменении показателя преломления ве- вещества в результате влияния внешних статических или переменных механических напряжений. Связь между изменением индикатрисы показателя преломления Д A/п2),-,- и тензором механических напря- напряжений Shi определяется упругооптическим тензором Pijki четвертого ранга. Так как A/п2),-у- и Sni симмет- симметричны и безразмерны, то элементы тензора рцы также безразмерны и в силу симметрии по парам индексов (»/) н (kl) можно использовать укороченную запись 6, 1=1 применяя для пар индексов (»/) н (kl) стандартные обоз- обозначения: 1 вместо A1), 2 место B2), 3 вместо C3) и 4, 5, 6 соответственно вместо B3) н C2), A3) и C1), A2) и B1.). Фотоупругие свойства разлнчных веществ для мате- материалов различных точечных групп симметрии (рис. 34.1) приведены в табл. 34.12. 775
Компонента . Нулевая • Ненулевая . . Равные а о Равные, противоположные по знаку ® © Совпадают со связанной с ней компонентой ~(P Р) Кубическая Классы 23, тз ' Классы43т,432,тЗп? Изотропная Классы 4,4,4/т Тетрагональная х::: f • • • • • * . . . <л» . Классы . . .\4тт, Трикшнная 05а класса 4/ттт Классы Классы Зт,32, Циада 11Х2 ' Моноклинная Все классы \Диада/* • • • (8) Классы 6,6,61т/, Гексагональная 'X Клаусы Вт2, Орторомбическая Все классы Рис. 34.1. Формы упругооптнческих тензоров (по сингониям) |4]. Фотоупругие свойства веществ по сингониям [4] Таблица 34.12 Все измерения выполнены при Т =300° К. Средняя погрешность для Р,у±5%. Если знак не указан, известен только модуль Рц. Коэффициент качества М2 нормирован по плавленому кварцу. Для плавленого кварца М2 = 1,51 • 10~18 сек3/г Сингодня (класс) Изотропная Вещество Кварц плавленый As2S3 — стекло Вода 33% Ge, 55% Se, 12% As Sba03 Стекла разные Тяжелый флинт РЬО • 2Sb2O3 ,, Людйт х. ' Полистирол ' ,,'¦ к, МКМ 0,63 1,15 0,63 1,06 0,63 0,59 0,63 . 0,63 О.'бЗ ' о;бз Рн +0,121 +0,308 0,31 0,21 — 0,09—0,24 0.27 __ ¦"¦• 0,30 ' ' '0,30 ¦¦ Pi 2 : 0,270 0,299 1 0,31 0,21 — 0,184-0,28 0,24 0,28 1 ' 0,31 М._ 1,0 230 106 164 18 12,5 18,5 - зз ¦ 1 '«4 ¦•¦¦¦' ¦! ; i 776
1 Сингоння (класс) Кубическая D3т, 432 и тЗт) Сиигония (класс) Кубическая B3 и тЗ) Сишонпя (класс) Тригональная (Зт, 32 и Зга) C и 3) Гексагональная Fт2, бтт, €22 и 6/ттт) . F, ~6 и 61т) Тетрагональная Dтт, ~42т, 422 и 4/ттт) D, ~4 и 4/т) Вещество GaP GaAs Y3A15O12(YAG) Y3Fe60l2 (YIG) Ti-ZnS Ge ZnAI2O4 SrTiO3 Y3Ga5012 Бромид таллия Алмаз LiF MgO Bi4Ge3O12 KBr KC1 KI NaCI Вещество Ba(NO3J Bi12GeO2O Bi12Si020 Pb(NO3J NaBrO3 NaC103 Вещество LiTaO3 a-Al2O3 Те LiNbO3 (PE ) Рубин (А12О3 + + 0,05%Cr) a-Кварц (SiO2) CaCO3 Lip WO, CdS LilQ, 1 io2 (рутил) ADP KDP Zr SiO4 TeO2 Sr0.75BaO,25Nb2Oe Sr0 tfia^ gNbaOd PbMoO4' CdMoO4 PbWO4 k, MKM 0,63 0,63 10,6 0,63 0,63 0,59 — 0.63 0,63 0.63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 K. MKM 0,63 1,15 0,63 1,15 0,63 10,6 0,63 0,63 0,63 0,63 0,59 0,59 0,59 0,63 0,59 0,59 0,59 0,59 k. MKM 0,63 0,63 0,63 0,63 0,59 0.59^' 0,08 0,20 0,155 —0,02 —0,23 +0,128 +0,095 — 0,142 0,32 —0,011 +0,302 +0,251 0,06 0,0074 0,16 0,06 0,24 0,12 — Pit —0,151 —0,165' —0,029 0,025. +0,091 +0,27 < 0,009 0,15 0,091 — —0,31ч—0,43 +0.02 —0,32 — +0.22 +0,17 +0,210 +0.110 Рч 0 1 '' 0 0 0,08 0,078 0,130 +0,08 —0,03 +0,25 +0,189 — 0,066 — +0,172 +0,246 +0,249 — +0,187 0.10 0,08 0,24 0,10 ,15 — — — ,185 ,162 0,09 — 0 — +0,13 +0,02 +0,259 +0,215 — — —0,168 +0,236 +0,246 0,13 +0,340 0.08 0,17 0,255 0,13 П po д о Pi, —0,082 —0,140 +0,009 0,073 —0,01 +0,235 0,03 0,095 0,019 — —0,03-^+0 0,35 — — — 0,218 0,24 Pi 4 0,03 — — —0,08 0,00 —0,029 —0,006 — 0.03 — — — — — — — — +0,128 —0,08 — +0,171 +0,124 +0,169 +0,153 0,29 — — 0,213 0,20 p. 0,09 0 — +0,17 —0,04 +0,258 +0,309 — 0.041 0,41 —0,096 +0,195 +0,225 0,07 +0,090 0,11 0,09 0,15 0,11 19 л ж е н и e табл. —0,074 —0,072 —0,061 0,041 +0,075 +0,125 — 0,072 0,079 — —0,16 —0,064 — — —0.026 — — —0.01C P44 0,02 — — — —0,0139 —0,198 P, ( ( +c +( +( ),15 ).252 — ),07 ),20 ),098 ).178 — — —0,058 +0,263 +0,221 ( 5,09 +0,240 ( ( ( ( 5,47 ),23 5,29 5,18 ,4, 0,02 — —0,15 +0,01 —0,042 +0.01 — _ — —0,17 — 34.12 29,5 69 0.048 0,22 2,3 540,0 0,005 1,1 0,56 118,3 —. — — 33 — — — 15,0 6,6 6,0 17,0 — />44 0,02 0.09 — +0,12 —0,10 —0.0685 —0.090 — 0.054 — 0,075 0,058 0,10 —0,046 __ мг 0.91 0,22 2,92 9,0 _ — 2,5 8,0 8,3 2,6 4,2 2.5 2,4 525,0 26,0 5,8 23,7 4,5 21,0 777
Сингоиия (класс) Ортером- Ортеромбическая Моно- Моноклинная [все классы) Вещество а-НЮ3 Ca(NbO3J РЬСО3 Ba2NaNb50i6 BaSO4 Pb2MoO5 К мкм 0,63 0,63 0,63 0,59 0,63 Ai 0,406 0,15 +0,21 Pi 2 0,277 0,12 +0,25 Pis 0,304 0,16 +0,16 Рм 0,279 0,05 +0,34 Рю 0,343 0,06 +0,24 Pa 0,305 0,21 +0,19 thi 0,503 0,14 0,17 +0,27 Рэг 0,310 0,16 +0,22 Продолжение р»> 0,334 0,12 +0,31 Рм — +0,002 Ре» — -0,012 табл 0,092 +0,037 34.12 м, 55,0 1,3 15,0 5,0-т- —10,0 27,0 Изменение показателя преломления веществ под действием акустических волн может быть использовано для отклонения у пучков оптических лучей (табл. 34.13). В табл. 34.12 и 34.13 кроме значений ptj приведены также часто используемые для вычисления свойств ма- материалов коэффициенты «качества» Mi, Мг и М3: м, = п'р2 где п — показатель преломления; р — компонента тензора фотоупругости; р — плотность вещества и v — скорость звука в нем. Таблица 34.13 Акустико-оптические свойства веществ [4] Поляризация определяется параллельно ( || ) или перпендикулярно (_1_) к плоскости, проходящей через направление распространения световой и акустической воли. Продольная (поперечная) поляризация помечена знаком %(%^с). Коэффициенты качества нормированы по плавленому кварцу. Коэффициент перевода: 1,51 • 10~18 сек?/г. Ослабление звука нарастает с частотой как fx, где х > 1. При экстраполяции к f=500 Мгц предполагалось, что х = 2 Вещество н2о D2O GaP Ge Кварц плавле- плавленый, SiO2 a-HIOs LiNbO3 PbMoO« As2S3-cTeMO Ge33Se55As12-стек- Ge33Se55As12-стекло Те TeO2 TiO2 Область прозрачности. мкм 0,2—0,9 0,2—1,8 0,6—10,0 2—20 0,2—4,5 0,3—1,8 0,5—4,5 0,4—5,5 0,6—11 1—14 5—20 0,35—5,0 0,45-5,5 X. мкм 0,633 0,633 10,6 0,633 0,633 0,633 0,633 1,15 1,06 10,6 0,633 0,633 п 1,33 3,31 4,0 1,46 1,98 2,20 2,39 2,46 2,7 4,8 2,27 2,58 Направление акустической волны %[110] ;k;k [100] ^ч [111] %Ыс [100] * * [001] ^[1120]' >к [001] * * ;к [1120] ^ч [001] ;k;k [110] *[1120] зв> 10s см/сек 1,5 6,32 4,13 5,50 3,51 5,96 3,76 2,44 6,57 3,66 2,6 2,52 2,2 4,26 0,617 7,86 Поляризация, направление световой волны || ИЛИ X II || ИЛИ X , [ОЮ] II || ИЛг1 X X || или X X, [010] — II или х , [100] X || или X II . [0001] 1. [010] || ИЛИ X , [001] X [0001] м. ( 0,1 7 75 17,4 1270 182 1,0 0,12 13,6 8,3 15,3 78,0 53,0 1320 18,5 8,8 7,9 1 ~'мч 106 29,5 16 540 190 1,0 0,31 55,0 4,6 23,7 230 164 2920 22,8 525 2,6 24 69 25,7 1380 308 1,0 0,2 32 7,5 24,9 182 128 3550 25,6 85,0 6,2 О 'лабленне звука для f = 500 МГц дб/мксек 75 <^1,0 4,2 0,8 1,8 — 0,6 <0,03 1,2 11,0 1,8 1,0 3,0 — 34.5. ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ Способность вещества вращать плоскость поляриза- поляризации света при прохождении его через вещество называ- называется (естественной) оптической активностью. Оптичес- Оптическую активность веществ характеризуют удельным вра- вращением [а]' , т. е. углом поворота а плоскости поляри- поляризации света, Проходящего через слой вещества толщи- толщиной 10 см пРи температуре t, °C, длине волны А, и кон- концентрации оптически-активного вещества, равной 1 г/см3. Для чисто активной жидкости [а] = а/(/р), для раст- растворов [а] = 100а/(/Рр), гдеа — угол вращения, град; I — толщина слоя, дм; р — плотность, г/см3; Р — концентрация оптически-актнвиого вещества в граммах на 100 г раствора. Молекулярная вращательная способность определя- определяется выражением [М] = [а]М/100 см3-град/дм, где М— молекулярная масса активного вещества, г. 778
Таблица 34.14 Оптическая активность метиловых эфиров [3, 5] Таблица 34.16 Удельное вращение кристаллов [3] Эфир нсоА0н18 ПН РП С Н V-.1 *з*^2 10^19 С2НбСО2С10Н18 С3Н7СО2СюН19 С^НдСОгСюНи СбНцСОгСюНи 7 16 ^-^2^"*1(И~~^ 19 QH^COAoHu, град-си? г-дм —79,52 —79,42 —75,51 —69,52 —65,55 —62,07 —58,85 —55,25 —53,16 ГЛП2П град-см' D' дм — 146,3 —157,3 —160,2 — 156,9 — 157,3 —157,7 —155,7 —155,8 —157,3 Таблица 34.15 Оптическая активность этилтартрата в различных растворителях [3, 5] Растворитель s-QH3(CH3K QH5OCH3 QHe с5н5сн3 QH6I QH5Br С6Н6С1 QH5CN QH5NO2 QH5COH Чистый этилтартрат Днпольный момент рас- растворителя |JL, дебай 0 1,16 0,4 0 1,25 1,56 1,56 3,85 3,90 tM]i«,i HM- град- см3 дм. 0 5 7,4 12,5 20,2 21,8 23,0 67,9 80,6 Л 107.7 ^ 16,25 Кристалл Лнтия-ка- лия суль- сульфат Кварц Киноварь Натрия хло- хлорат Сахар Сегнетова соль Формула KLiSO4 SiO2 HgS NaClQ, С12Н22Оц KNaC4H4Oe-4H2O Класс А. А, т с2 А, Длина волны, нм 589 434 486,1 589,3 656,3 687 556 589 589 [¦К град мм ±3,43 41,924 32,761 21,724 17,320 6 6 6 6 325 ±1,42 1,6—5,4* -1,4 1 Для различных направлений. 34.6. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ При воздействии на материальную среду оптического излучения большой интенсивности в ней возникает на- наведенная поляризация, которая может быть представ- представлена в виде разложения в ряд по степеням действующего электромагнитного поля Е: где^С) х'2'» Х'3> и т. д. — нелинейные восприимчивости среды, ответственные за нелинейные эффекты, а е — диэлектрическая проницаемость среды. В общем случае в разложеинн поляризации по степеням поля необходимо учитывать также низкочастотные поля и, кроме того, акустические н оптические фононы. В этом общем слу- случае нелинейные воспринмчнвости среды будут описывать целый ряд явлений: различные электро- и магнитоопти- магнитооптические эффекты, генерацию второй и третьей гармоник, многофононное поглощение, параметрическую генера- генерацию, вынужденные рассеяния — комбинационное, ман- дельштам-бриллюеновское н рэлеевское, акустнко-опти- ческне н другие эффекты. Генерация второй гармоники в кристаллах Генерация второй гармоники в кристаллах описыва- описывается поляризацией среды 2 /. ft=l,2. 3 где коэффициенты df^ образуют тензор третьего ранга. Перестановка компонент поля Е^ и ?^ не влияет на значение <р<.2<">, поэтому члены тензора dffk удовлетво- удовлетворяют условиям симметрии dffk dfZ В iikj. d силу этого, так же как и для тензора пьезооптического эффекта (см. разд. 34.4), для <12Д можно воспользоваться со- сокращенной записью df/, где I в зависимости от / н k пробегает значения от 1 до 6. В сокращенной записи компоненты поляризации среды записываются в матрнч- пой форме 779
(Px, py, pz) = d12 di3 AЫ dl5 di6\ d2l d2S d23 d2i d2& d2t I ^2 d33 d3i dsi dm) 2EyEz 2EXEZ 2ErE y_ тываемом от направления оптической оси крис- кристалла: и в направлении в2 Число ненулевых членов в тензоре d?™ зависит от группы точечной симметрии среды. Для различных кристаллических классов вид тензора d?™ приведен в табл. 34.17. , Мощность излучения второй гармоники' Р2"' опре- определяется соотношением где и и Р'" ¦— частота и мощность исходного излучения; пт и п2'" ¦— показатели преломления среды для излуче- излучения исходной частоты и его второй гармоники; L — дли- длина пути луча в среде; л0 —раднус луча; /(Aft)—функ- /(Aft)—функция, описывающая рассогласование волновых векторов исходной световой волиы и ее второй гармоники fe(O и fe2m. В тех случаях, когда выполняется условие син- синхронизма, т. е. 2km = fe2u) или v (<») = v B»>), Ak = 0 и /(Aft) = 1- Это возможно только в средах, необладающих дисперсией. В реальных же средах фа- фазовые скорости о(<в) и оBш) различны, в силу чего Aft > С и f(Ak) < 1. Более того, при распространении, световых волн в среде величина A ft постоянно меняется. Поэтому фазовые соотношения между исходной волной и ее гармоникой сохраняются только на некоторой длине, называемой когерентной: 'ког — В кристалле кварца, например, /ког составляет всего -^КГ3 см. Существенное увеличение /Ког достигается при точ- точном выполнении условий синхронизма в анизотропных кристаллах. Здесь, так как показатель преломления, а следовательно, и фазовая скорость, зависят не только от частоты, но и от поляризации волны, оказывается возможным выполнение условий синхронизма на зна- значительно больших длинах. При этом, в зависимости от выбора поляризации и ориентации кристалла, возмож- возможны два типа фазового синхронизма. В отрицательных одноосных кристаллах, где показатель преломления для обыкновенной волны п0 (волны с поляризацией, перпендикулярной к плоскости, проходящей через опти- оптическую ось кристалла и направление луча) больше показателя преломления для необыкновенной волны пе (волны с поляризацией параллельной указанной плос- плоскости), имеем в некотором направлении 6i, отсчи- Соответственно для положительных одноосных крис- кристаллов Для двуосных кристаллов также возможно выполне- выполнение фазового синхронизма. Однако и для тех и для других кристаллов само по себе наличие анизотропии показателя преломления недостаточно. Необходимо, чтобы соответствующие поверхности показателей прелом- преломления для исходной длины волны и ее гармоники по крайней мере касались друг друга, т.е. чтобы анизотро- анизотропия была достаточно большой. Когерентная длина /ког в реальных условиях экс- эксперимента не обращается в бесконечность, как этого следовало бы ожидать при выполнении условия синхро- синхронизма. Расходимость реальных световых пучков при- приводит к тому, что часть лучей отклоняется от направле- направления синхронизма, даже если ось пучка точно направле- . на по этому направлению. Синхронизм называется критическим, если нап- направление фазового синхронизма В отличается от 90°, и некритическим, если в = 90°. В первом случае по- поверхности показателей преломления для исходной вол- волны и ее гармоники пересекаются, что соответствует раз- различию в направлениях для групповых скоростей (век- (векторов Пойнтинга) обыкновенной и необыкновенной волн. Во втором — направления групповых скоростей кол- линеарны (поверхности показателей преломления ка- касаются). Переход от критического синхронизма к не- некритическому можно осуществить с помощью выбора температуры кристалла. Коэффициенты генерации второй гармоники (эле- (элементы тензора df™ ) нелинейных кристаллов приведены в табл. 34.18. Элементы тензора df?k связаны с ли- линейными оптическими восприимчивостями сред через тензор третьего ранга 6^, (тензор Миллера)* аЦк 72о> Значения 6?J" также приведены в табл. 34.18. Харак- Характерным является то, что вариации элементов тензора f от вещества к веществу значительно меньше, чем р 8 f™ вариации для (^. Так как абсолютные или относительные знаки коэффи- коэффициентов второй гармоники определены только для неко- некоторых кристаллов, то они вынесены в отдельную табл. 34.19. * Соотношение справедливо для кристаллов с метрией, отличной от триклинной н моноклинной. сим- 780
Таблица 34.17 Форма тензора генерации второй гармоники для различных кристаллографических классов [6| Сингония Триклин- ная Моно- Моноклинная Ромби- Ромбическая Тетраго- наль- нальная Триго- наль- ная щ— Класс 1-е. т — Cs m—Cs 2-С2 2~С2 тт2—C2v 222—D2 4-Ci 4-St 4mm—C4v 42m—D2d 422—Л4 3~C3 I dtt t ii 1 ^21 / d 1 d (d°l \ d3 /° 0 w (d \ о2' /° 0 \d31 / ° 0 \ о I d3 ( ° 0 V d3] ( ° 0 \ о / о 0 v о ooo Форма тензора di2 d22 d32 OR.R. ,du 0 0 d:;2 0 o2S a. oo ooo S 0 0 t i2 d „a o13 d33 0 0 d33 0 o3' o1 0 d33 0 0 0 0 0 d33 0 0 0 0 —d3i 0 0 0 0 0 0 0 ooo I -d22 ds V d31 d 0 0 0 0 0 0 ooo ii 0 2 0 a d. di4 di6 d,6\ 13 0 0 du\ 23 0 0 d26 d34 d350 J 0 dio о \ d24 0 d2e 0 da 0 / du dJ6 0 \ d24 d25 0 0 0 d3(j / di4 0 di6\ 0 d26 0 d34 0 d36/ 0 Л-. 0\ d24 0 0 0 0 0/ (i,,0 0 \ 0 d25 0 0 0 d3e/ du du 0 \ о16 о14 о / di4 di6 0 \ -du du 0 0 0 d36/ D du 0 \ its 0 0 0 0 4/ di4 0 0 \ 0 du 0 0 0 d3e ' dM 0 0 N 0 —dM 0 0 0 0/ di4 di6—d22\ ,3" о1* о11/ 11римеча- ние — hilY 2 |l Z 2 У Y i — — — — — Сингония Триго- нальиая Гексаго- Гексагональная Кубичес- Кубическая Класс 3m—C3v Зт— C3v 32-D3 e-c3h 6—С6 ~6m2—D3h 6m2—D3h 6mm—Свг, 622—D6 23—T 43m — Td 432—0 ( ° -d2 \ d3 Форма тензора 0 0 0 du- 2 d22 0 di6 0 i d3, d33 0 0 -d22\ о / du 'o 0 du 0 \ 0 0 d15 0-du d3i d33 0 0 0/ /d.i-du 0 dM 0 0 0 0 0 —di4- \ 0 0 0 0 0 l-d \ о f 5 n-du 0 0 0- 0 0 0 0 0 0 dlt d 0 0 di6—d d«. Л«. 0 fl 1 0 0 0 0 0- -d22 d220 0 0 \ 0 0 0 0 0 ( on V о (o ooo ooo 0 '\ -odllj -d22\ 5 0\ 4 0 o/ —d22\ 0 0 / —Йц 0 U U 0 \ 0 0 0 0 —du 0 0 0 0 0 / 0 0 0 di6 0 0 dJ6 0 d:u d3:,0 0 0 0 d,* 0 0 0 0 — d, 0 0 0 0 0 0 dH 0 0 0 0 dI4 0 0 0 0 / 0 0 0 d14 0 0 0 0 0 d14 \ 0 0 0 0 0 Все члены тензора ны нулю ooo 0 A 40 0 / 0 \ 0 du J 0 ^ 0 1 рав- Примсча- ние m ± X m.LY — — Совпада- Совпадает с классом го .1 X т ± Y Совпа- Совпадает с классом 4mm—Civ Совпада- Совпадает с классом 422—Di — _ — 781
Коэффициенты генерации второй гармоники по сннгонням [6] Таблица 34.18 Сиигоння Вещество Класс 8?™. Ю-'м'/к X,, мкм П2ш(в. град) Моиоклииная Литня сульфата моногидрат U2SO4-H2O Калия битартрата гидрат K2C4H4Oe.i/2H2O Триглицинсульфат (TGS) (NHjCHjCOOHV HgSO4 Ромбическая Аммония биоксалата моногидрат (NH4JC2O4H2O Гадолиния молибдат Gd2(MoO4), Гиппуровая кислота CHCONHtCHC а-Иодноватая кислота о-НЮ, Калия дигид • >сфат (KDP) КН.'«4 при Т < —150°С Литий метагадолиниево- кнслый LiGdO2 Лития формиата моно- моногидрат УСНО2-Н2О Натрия-бария ниобат Ba2NaNb5OiB Натрия нитрит NaNOs Поливинилнденфторнд (CH2CF2)n Свинца ниобат PbNb4Ou d-Треоинн 2-С2 2-С, 222—D2 тт2—Сч 222—D. 2 222—Da mm.2—С. 2v mm.2 —C, 2v mm.2 — C. 2v mmZ—C, 2v mm2— С 2v mm.2— С ¦2» mm2—C, ¦2v 222—D- d2i=(?) d,2 = 0.46 ±0,07 d» = 0,33±0,05 dS4 = 0,29±0,04 d21 = 0,13 d22 = 4,26 da, = 0 d14=0.43 ±0,07) du = 2,98±0.45 da4 = 2.93±0,44 dn = 2,83±0,42 Йз„ = 2.75 ±0.41 d3, = 0,05±0,009 = 7,28±l,8 14 3X dsa= 4,83±0,9 0,57±0.05 0,38±0,05 0.58±0.05 0,39±0,0S 0 dal =0.08±0.009 dia =O.175±O,O19 djs = 0,686 ±0,07 si =@.H ±0.02) ^24=4,2 =1.27 ±0.09 d3, dlf d24 dal d32 l,86±0,ll 14,56 ±0,73 13,83+0,73 14,56±0,73 14,56±l,46 20+1.46 di6 = 0.2 d2i = 0,87 ,2 d33= 0,36 6,7±1.0 09 6,68±l,00 10.1±l,5 0.45.±0,07 0,49 ±0,07 0,46 ± 0.07 0.68 19.2 0 0,93 1,09 816 = 2,44±0,37 8M = 2,4±0,36 831 = 2,30+0,34 ft» = 2,24±0,34 8S, = 0.04+0,007 8i4==7.16 814 = 4,43+1,09 814 = 3,02+0,56 8u = 3,3±0.3 8,4=2,2±0,3 »n = 3,4±0,3 »»a=2.3±0,3 8», = 0 0,1+0,01 0,25+0,027 8SJ = 0,88+0,09 8U= 1,33+0,24 832 = 8.19+0,6 83,= 10,03+0,6 8M = 2,35+0,11 821= 2,23+0.11 831= 2,42+0,12 8,2 = 2.41 ±0,16 8S,= 4,06+0,30 0,88 15.73 831=1,9 832 = 0 ha— 3,8 81Б = 0,84+0,12 824 = 0,76+0,11 831 = 0,93+0,14 832 = 0,83+0,12 833= 1,19+0,18 8U= 1.72 ±0,27 826= 1,86+0,27 83e= l,74±0,27 1,0642 1,0642 1,0642 1.0642 1.152 0,6943 0,6942 0,6942 1,152 0,6943 1,06 1.06 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 0,6943 1,064 1,1526 0,6943 0,6943 0,6943 0,6943 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1.0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,153 1,153 ,064 1,064 1,064 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 .4636 ,4521 ,4657 .4752 ,4704 ,4893 ,5194 ,5294 ,5043 ,567 1,4802 1,8386 1,8384 1,8146 ,8142 1,8637 1,644 1,9391 1,935 1,4906 1,4906 1,5117 1,5117 1,4694 1,7433 1,7131 1,7399 1,3593 1,4673 1,5035 2,2133 2,2140 2,2567 2,2580 2,1700 1.629 1,3391 2,3115 2,3131 2,2979 2,3010 2,3254 1,5821 1,5471 1,5440 I,4624 1,4868 1.4868 1,4868 1,4769 B5) I.5693 1.5693 1.5693 1,5693B0;40) 1,618 1,5996 .8549 .8545 ,9102 ,9102 .9102 .61 ,8547 24; 41.5) ,845 ,540 ,540 ,4917 .4917 ,4917 ,7705 ,7705 ,7705 ,5229 (SI—95) 1,5229 E5,1) 1,5229 2,3655 2,3672 2,2502 G3—75) 2,2502 G5-77) 2,2502 1,4124 1,4124 2,4113 2,4137 2,4396 2,4396 2,4396 1,5243 1.5965 1,6043 782
Продолжение табл. 34.18 Сннгоння Вещество Тербия молибдат ТЬ2(МоО4K Тригональнаи Алюминия фосфат А1РО4 Бензил С6НБСОСОСвНБ Калня днтнонат K2S2O4 а-Кварц a-SiO^ Лнтня ннобат LiNbO3 Литня тантглат ЫТаО3 Пираргнрнт AggSbSj Прустит Ag3AsS3 Ртутн сульфид a-HgS Селен Se Теллур Те Турмалин ¦етрагональная Аммония дигидрофосфат (ADP) NH4H2PO4 Аммония дидейтерофос- фат (ADDP) ND4D2PO4 Барни титанат ВаТЮ3 Бария-стронция инобат Sr0,5Ba0.5Nb2°e Бериллия сульфата тет- рагндрат BeSO4-4H2O Кадмия-ртути тиоциаиат Cd[Hg(SCNL] Класс тт2—С2 32—D3 32-D3 32-D3 32—D3 3m—C3 3m-C3o 3m-C3o 3m-C3o 32-D3 32-D3 32-D3 3m—C3o 42m—D2d l2m—D2d 4mm—C4C 2m — D2d ~4-St it ' du = 2,87 + 0,43 d24 = 2,9±0,4 d3i = 2,6±0,4 d32== 2,52+6,38 d33=0,12±0,03 du. = @,41 +0,03) dlt^. 0,009 dii = D,08±0,55) dii = 0,087 ±0,015 dn = @,4±0,02) di4 = 0,009 dii = 0,364 + 0,04 d22 = C,07 + 0,28) ^31 = E,82±О,85) ^зз — D0,68± 10,4) d3i = E,01 +0,47) ^22= B,41+0,95) du = F,28+0,63) d33 = C0,27+7,57) d22 = B,08+0,24) dal = A,28+0,24) ^зз = A9,39+2,36) <V=A2,6±4) d-a = A3,4+4) dsi = A5,08+2,2) du + d22=B8,38+l,8) dn = 50,3±17 rfii = 79,6+42 du = E319,8 ±837,7) dlB = 0,27±0,04 d22 = 0,08+0,01 d3i = 0,16+0,03 ^33 = 0,57 ± 0,07 di4= 0,553+0,024 йзв= 0,558 + 0,028 d14= 0,482+0,024 йзв = 0,487+0,028 ^ = 0,544+0.14 dm = 0,57+O-,068 <*зв = 0,66±0,14 d3e= 0,52+0,08 du= 17,2 ±1,42 d3i=17,97±l,42 <*зз=6,6±0,5 d15=19,33±2,0 d3i= 17,85±2,0 ^зз = 7,79+1,17 d^= 12,85+3,8 ^ = 6,8+2,3 d3e=0,16 d3i = 6,0+2,4 d3i = 7,57±l,4 dse= 1,76 ±0,53 г??", ю-2 мг/к 51Б = 2,26±0,34 524=2,33±0,32 531 = 2,08±0,32 832=l,98±0,30 833 = 0,08±0,02 5u = 2,07±0,15 814= 0,046 5Ц = 9,36±1,26 8ц = 0,69±0,12 511= 1,86 + 0,09 814=0,04 5U= 1,6 + 0,2 822= 0,497 + 0,045 831= 1,04 + 0,15 833 = 8,7 + 2,2 83! = 0,82+0,09 822 = 0,4±0,16 81Б=1,18±0,12 8зз =6,7+1,7 822 = 0,48±0,06 831 = 0,29+0,06 &зз=4,4±0,53 531 = 0,58±0,18 822 = 0,55 + 0,16 831 = 0,64±0,09 5U = 2,93±1 5Ц = 4,2±2,2 8Ц= 1,07+0,17 81Б=0,70±0,1 822 = 0,22 + 0,03 831 = 0,42+0,08 833= l,58±0,19 814= 3,19+0,14 83e = 3,27±0,16 814 = 2,52+0,12 53e = 2,57+0,15 53e = 3,25±0,84 83, = 2,93+0,35 83e = 3,65±0,77 53e = 2,88±0,44 51Б=1.98±0,16 531=2,ll±0,17 »зз = 0,85 ±0,06 51Б = 2,23±0,23 83i = 2,10+0,23 »зз= 1,0+0,15 0,78±0,24 2,20±0,65 5lB=1.07±0,36 8se = (?) 831 = 4,21±1,69 83i = 5,3±0,98 B3e= 1.23+0.37 Xt, мкм 1,0642 ( ( 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0582 1,0582 1,0642 3,6943 1,0582 1,0582 I,0642 ,0582 ,0582 ,0582 1,152 1,152 ),6328 1,152 1,0582 1,0582 I,0582 10,6 10,6 1,152 10,6 10,6 10,6 10,5915 — — — 1,0582 1,0582 0,6943 0,6943 1,15 0,6328 0,8250 0,6943 ( ,058 ,058 ,058 ,0642 ,0642 ,0642 ,0642 ,0642 ,0642 ),6328 ,06 ,064 ,064 1,8459 1,8458 1,8226 1,8222 1,8704 1,5156 1,5198 1,6313 1,4518 1,532 1,536 1,5341 2,2322 2,2322 2,1544 2.2J78 2,2278 2,1854 2,1506 2,1366 2,1366 2,1406 2,7352 2,7352 2 8042 —2,697 2,596 2,64 6,243 1 1,618 1,6274 1,6274 1,6088 1,4874 1,5067 ,4973 I,5193 ,50364 ,5217 ,5145 ,5138 — — — 2,3175 2,3379 2,2970 2,2506 2,2138 2,2322 — 1,924 1,924 ,824 п2<о(в, граду 1,8649 1,8645 1,9185 1,9185 1,9185 1,5275 1,5275 1,669 1,4728 1,542 1,542 1,5468 2,3241 2,2325 2,2325 2,2153 2,3037 2,2854 2,2153 2,2043 2,2089 2,2089 2,6221 / OQ 1 1 \ (^9±1) 2,758 2,5731(80> -2,728 B2,5 +5) 2,624 2,645 A0> 6,305 /1 Л ЪС\ 1,6433 1,6433 1,6231 1,6231 1,5277 1,4816 D1,9±1> 1,5498 1,5004 E1,9±1) 1,4794 1,5075 ,4907D2) 1,4926D7) — — — 2,4760 2,4128 2,4128 2,3092 2,3092 2,3583 F0+1) 1,792 1,792 1,792 783
Сиигония Вещество Калия дндейтерофосфат (KDDP) KD2PO4 Калия дигндроарсенат (KDA) KH2AsO4 Калия дигидрофосфат (KDP) КН2РО4 Калия-лития ниобат K4Li,Nb6O16 Калия-натрия-бария ни- обат чг М D ML /~\ Ko,8NaO,2Ba2Nb6°i5 Рубидия дигидроарсенат (RDA) RbH2AsO4 Рубидия дигидрофосфат (RDP) RbH2PO4 Свинца титанат РЬТЮ;, Серебра тногаллат AgGaS2 Цезия дигидроарсенат CsH2AsO4 Цннка-германня фосфид ZnGeP2 Гексагональная Бериллия окнсь ВеО Кадмия селенид CdSe Кадмия сульфид CdS Кремния карбил SiC Лития иодат LilO3 Лития-калня сульфат LiKSO, Динка окись ZnO Цинка сульфид ZnS Класс 42т — D2d Т2т — D,d 42т — D«a 4тт — С, 4тт — С4о 4~2т—Оы 42т — D2d 4тт — С. 1 4& Т2т — Djjd 42т — D2d 42т — D2d 6mm — С6о 6mm — Сбс 6mm—C^ 6mm — C6o 6-С« 6-Q 6mm — Cfi0 6mm — Cqv сРю, 10-" м/в и dlt = 0,Ь± 0,02 d36= 0,5 ±0,02 d14 = 0,46 ± 0,04 d36 = 0,5 ±0,02 du = 0,55 + 0,02 d3() = 0,52 + 0,03 d,4 = 0,41 + 0,05 d3e = 0,47 + 0,05 d,4=0,49 + 0,02 dw,= 0,47 dl4 = 0,47 + 0,03 d3e = 0,47 d36 = 0,46 ±0,07 d36 = 0,47 + 0,03 rfl5 = 6.2± 1,1 d31 = 7,0±l,5 dOT= 12,7+1,8 d31 = 12.77 d36 = 0,3 ± 0,04 dM = 0.49 d14= 0,56 ±0,08 d36 = 0,43 + 0,05 d15 = 37,9 ±5,7 d31 = 42,8 ±6,4 d33 = 8,5 + 1,4 d14 = 56,5 ± 19 d3f,= 0,25 ± 0,04 d14 = (lll±33) j d.u = 0,17 ±0,01 d33= 0,23 + 0,01 d33 = 79,6 ± 4,9 d15 = 31 ± 7,5 d3l = 28,5 ±6,3 d3, = 54,5± 12,6 di. = 17,0+ 1,4 d3, = 15,6 ± 0,9 d,3 = 30,7± 1,9 d15 = 28,9+ 7,1 d31 = 26,4+ 6,3 d3, = 44,0+ 12,6 d№ = 9,l ± 1,1 d31 = 9,83± 1,1 d33= 16,4 ± 1,8 d31=5,2±0,7 d31 = 5,6 ±0,3 d3, = 5,86 + 0,36 d3; = 7,5± 1,1 d31 = 0,38 d33 = 0,71 du = 2,32 ±0,2 d31 = 2,l±0,2 d33=7,0± 0,2 d33= 13,5 ± 0,8 d15 = 21,4 + 8,4 d4] = 18,85 ±6,3 d33=37,3 ± 12,6 Продолж! «2ю, 10-* м2,'к и 614 = 3,23-t- 0,13 63e=3,24 x0,13 514 = 2,71 ±0,23 636 = 3,04 + 0,12 614=2,35 ± 0,08 B.,s= 2,24 ± 0,13 614= 1,58 + 0,19 Й36= 1,83 + 0,19 В14 = 3,10± 0,13 В36 = 3,02 + 0,2 В1Д = 2,71 ±0,17 Ъ^= 2,73 В36 = 3,01 + 0,46 636=3,01 ±0,2 йц= 1,19 ±0,2 В31= 1,38 + 0,3 В33 = 3,14±0,44 6з1 = 2,22 636= 1,27 ±0,17 636 = 2,83 В14 = 3,47± 0,49 Вз6=2,74 ±0,32 616 = 2,09 ± 0,3 В31 = 2,39 ± 0,36 В3, = 0,48 + 0,08 614 = 7,17 ±2,4 озе= 0,93 ±0,15 &14= 1,96 ± 0,58 В.„ = 0,26 +0,015 63,= 0,34 +0,015 633 = 3,54 ±0,22 В15= 2,8 ±0,67 В.„ = 2,56 ±0,57 Й33 = 4,73± 1,09 6^ = 1,62 ±0,13 В,! = 1,5 ±0,09 В3, = 2,83 ±0,1? В15 = 4,88+ 1,2 В31 = 4,45± 1,06 В33=7,1 ±2,0 В16 = 0,50+ 0,06 В,! = 0,54 ± 0,06 о33 = 0,84 ±0,09 В31 = 4,8 ± 0,65 В31 = 5,05 + 0,3 В3, = 8,37 + 0,51 В31 = 6,79± 1,0 631 = (?) йзз = (?) В1Б= 1,08 ±0,09 В31= 0,98 ±0,09 о,з = 3,16 + 0,09 В33= 1,74 ±0,1 В16=3,42± 1,34 6з1 = 3,01 ± 1.0 &3g=5.89 ± 1,99 л,, мкм 1,0582 1,0582 0,6943 0,6943 1,0582 1,05«2 0,6943 0,6943 1,0582 1,0582 0,6943 0,6943 1,15 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 1,0642 0,6943 0,6943 1,0642 1,0642 1,0642 1.0642 1,0642 10,6 0,6943 1,06 10,6 1,0642 1,0642 1,058 10,6 10,6 10,6 1,0582 1,0582 1,0582 10,6 10,6 10,6 1,0642 1,0642 1,0642 1,0845 1,0642 1,0642 0,5145 0,6943 0,6943 1,0582 1,0582 1,0582 1,058 10,6 10,6 10,6 ; ине та 1,4789 1,4978 1,4830 1,5022 1,531 1,554 1,538 1,562 1,4751 I,4939 ,4856 ,5058 ,4913 1,4942 2,1585 2,2057 2,1113 2,2601 -1.555 1,502 1,4813 1,4926 2,5704 2,5712 2,5692 2,316 1,563 3,094 1,7055 1,7204 2,560 2,453 2,445 2,462 2,336 2,327 2,345 2,252 2,242 2,263 2,6027 2,5830 2,6225 1,856 1,86 1,719 1,7876 1,947 1,939 1,955 2,299 2,266 2,264 2,269 б л. 34. 18 п2ш(в, град) ,5085 ,4689 1,5285 ,4855E2) ,572 ,521 ¦ ,606 ,549 ' ,5123 ,4706D0,3) ,5335 ,4874E0,4) ,4687 ,4708 2,3297 2,1980 2,1980 2,2007 -1.542 1,4969F6) 1,5106 1,4811 2,7398 2,7260 2,7260 2,383 1,572 - (90) 3,114 1,7376 1,7376 3,036 2,447 2,465 2,465 2,649 2,654 2,654 2,244 2,265 2,265 2,6689 2,7167 2,7167 1,746B8,9) 1,750C0,2) 1,750 1,9018 . 2,031 2,048 2,048 2,403 2,265 2,270 < 2,270 784
Продолжение табл. 34.18 Сингония Вещество Кубическая Алюминия антимонид AlSb Висмута германат Bi4GeO12 Галлия антимонид GaSb Галлия арсенид GaAs Галлия фосфид GaP Индия антимонид InSb Индия арсенид InAs Индия фосфид 1пР Кадмия теллурид CdTe Меди бромид CuBr Меди хлорид CuCl Меди иодид Cul Натрия бромат NaBrO3 Натрия хлорат NaClO3 Уротропин N4(CH2N Цинка селенид ZnSe Цинка сульфид {3-ZnS Цинка теллурид ZnTe Класс 43т — Тй 43m — Td 43т — Та 43т— Тй l3m — Та 43т — Та 43т — Td 13т — Та 43т — Td 43т — Та 43т — Та 43т — Та 23 — Т 23 — Т 43т — Та 43т — Та 43т — Td 43т —Т d d2<oj 10-i2 н/в du = 49 ± 36 di4 = 1.46 du = 628 ± 63 d14 = 274 + 66 d36 = 249 ± 15 d14= 188,5 + 19 d14=140+ 10 d14 = 137 di4 = 85,6± 14,2 d,6 = 41,2+ 2,5 du=35,0 d14 = 109 di4 = 520 ± 47 d14 = 364 + 47 d14 = 418,9 ± 12,6 <J14= 167,0 du=- 16,7 ±6,3 du = 7,96 ±2,7 d14= 15,3 ±6,9 du=4,19 du=9,l +4,1 du = 7,96 ±2,6 du = 30,2± 13,6 du = 0,28 du=0,69 d14 = 4,73 d36= 31,7 ±1,95 d14 = 78,3 + 29,3 d,6 = 24,6± 1,5 d14= 30,6 ± 8,4 d36= 106,7 + 6,6 d14 = 94,6 ± 9,5 d,4 = 92,l + 33,5 8?™, Iff m'/k B14= 0,4 ±0,29 Bu = 0,47 B14 = 2,84 ±0,28 S14= 1.4 + 0,34 83,5=1,27 + 0,08 Bl4 = 2,26 ±0,23 S14 = 0,72 + 0,05 S14=0,31 B14= 1,14 ±0,19 B36 = 0,55 + 0,03 814=0,73 Si4=1.9 S14=1.8 &14 = (?) B14 = 3,27±0,l S14 = 0,94 Bu=0,76 ±0,29 Bi4 = 3,73± 1,27 B14 = 5,07 ±2,28 Bl4 = 2,74 B14 = 4,64 ±2,09 8M= 1,72 ±0,56 S14 = 4,65 + 2,09 Su=0,71 S14 = 3,43 6i4=15,7 S36 = 2,21+0,14 B14=7,6±3 S36 = 3,2 + 0,19 B14 = 5,08+ 1,39 S36 = 2,96 ±0,18 B14=2,62 + 0,26 ^14 = 4,19+ 1,5 ^¦1, MKM 1,058 1,0642 10,6 1,0582 1,058 10,6 1,06 0,84354- 4-0,8450 1,058 1,058 3,39 10,6 1,058 1,058 10,6 1,058 10,6 10,6 1,064 10,6 1,064 10,6 1,064 0,6943 0,6943 1,06 1,058 10,6 1,058 10,6 1,058 1,058 10,6 3,3 2,0443 3,8 3,479 3,479 3,27 3,478 3,60 3,10 3,10 3,018 3,00 , 3,49 3,44 2,69 1,970 2,01) 1,893 1,923 2,176 2,223 1,611 1,512 1,577 2,48 2,42 2,289 2,25 2,772 2,772 2,69 nm (в, град) 3,87 2,1152 3,82 4,352 4,352 3,30 4,346 5,90 3,49 3,49 3,04 3,01 _ 3,54 4,24 2,71 1,972 2,164 1,895 2,012 2,178 2,392 1,661 1,540 1,593 2,66 2,43 2,40 2,26 3,182 3,182 2,70 Знаки коэффициентов генерации второй гармоники [6] Таблица 34.19 Вещество dlt dss Вещество Бария-натрия ниобат Бария титанат Бериллия окись Гадолиния молибдат Галлия аптимонид Галлия арсенид Галлия фосфид Индия арсенид Кадмия селенид Кадмия сульфид Кадмия теллурид Калия дигидрофосфат Кварц Кремния карбид Лития формиата моногидрат Лития галлат Лития иодат Лития ниобат Лития танталат Меди хлорид Натрия нитрит Свинца ниобат Свинца титанат Тербия молибдат Цинка окись Цинка селенид Цинка сульфид Цинка теллурид I 26—748 785
Показатели преломления нелинейных кристаллов В табл. 34.20 представлены данные по показателям преломления нелинейных кристаллов [6]. Для двуос- ных кристаллов принято, что главные показатели пре- преломления соотносятся как Буквами а, Ь, с обозначены кристаллографические, а X, Y, Z — пьезоэлектрические оси кристаллов. В ря- ряде случаев даны дисперсионные соотношения и измене- изменения показателей преломления с температурой. В этих формулах X, v и Т представляются соответственно 1 ° в мкм, см' °К- Таблица 34.20 Показатели преломления нелинейных кристаллов [6] Алюминия фосфат А1РО4 X, мкм 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 1,2 по 1.5369 ,5287 ,5243 1,5215 [,5192 1,5161 1,5136 "е ,5465 ,5385 ,5334 1,5301 1,5281 1,5245 1,5223 X, мкм 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 "о 1,5112 ,5088 1,5062 ,5034 ,5001 ,4969 ,4928 пс 1,5198 1,5174 1,5145 1,5116 ,5083 1,5048 1,5006 Аммония дигидрофосфат ADP NH4H2PO4 X, мкм 0,2138560 0,2288018 0,2536519 0,2967278 0,3021499 0,3125663 0,3131545 0,3341478 0,3650146 0,3654833 0,3662878 0,3906410 0,4046561 0,4077811 0,4358350 0,4916036 0,5460740 0,5769590 0,5790654 0,6328160 1,013975 1,128704 1,152276 % ,62598 ,60785 ,58688 ,56462 ,56270 ,55917 ,55897 ,55300 ,54615 ,54608 I,54592 ,54174 I,53969 1,53925 I,53578 1,52662 1,52478 1,52466 1,52166 1,50835 1,50446 1,50364 пе ,56738 ,55138 ,53289 ,51339 ,51163 ,50853 ,50832 ,50313 ,49720 ,49712 ,49698 ,49159 ,49123 ,48831 1,48390 1,48079 1,47939 1,47930 1,47685 1,46895 1,46704 1,46666 п20= 2,302484+ 1,117089-10-i°v2/(l —v2/7,605372 X X 109) + 3,751806-104/B,5-10* — v*) " = 2,163077+ 9,670312-Ю-" ^2/A _ v*/7,785289 X X Ю9) + 1,451540-106/B,5-105 дпо = (п20 — 3,0297п0 + 2,3004) • hne =п2е @,675- Ю-6) • B98 — Т) 0,713-10-2B98 — T) Аммония дидеитерофосфат ADDP ND4D2 Kt MKM 0,350 0,530 no 1,5414 1,5198 ne 1,4923 1,4784 X, мкм 0,690 1,060 % 1,5142 1,5088 PO4 ne 1,4737 1,4712 Аммония биоксалата моногидрат (NH4JC2O4 X, мкм 0,4471 0,4713 0,4922 0,5016 0,5461 0,5780 0,5876 0,6678 0,7016 1,014 1,129 1,367 1a=Z ,4460 ,4447 ,4435 ,4426 ,4406 ,4391 ,4388 ,4362 ,4352 ,4295 ,4276 ,4235 "р=У 1,5599 I,5561 1,5544 1,5536 1,5493 1,5470 1,5469 1,5426 1,5408 1,5312 1,5284 1,5222 ¦н2о V-* [,6119 1,6084 ,6050 ,6037 1,5993 1,5965 1,5952 1,5892 1,5874 ,5763 1,5728 1,5652 X 0, 0, 0, o, MKM 4579 4765 4880 5145 2 2 2 2 По ,5637 ,5355 ,5206 ,4917 Бария титанат ВаТЮ,, 2 2 2 2 пе ,4825 ,4605 ,4487 ,4255 х. 0 0 1 2 МКМ ,5321 ,6328 ,0642 ,1284 2 2 ? 2 По ,4760 ,4164 ,3379 ,2947 2 2 ?, 2 пе ,4128 ,3637 ,2970 ,2593 п2 — 1 = 4,239Х2/[Х2 —@.2229J] 20— 1 = 4,0854X2/ [\2— @,2087J] Бария-натрия ниобат Ba2NaNbr,O15 X. 0 0 0 0 0 0 0 0 1 мкм ,4579 ,4765 ,4880 ,4965 ,5017 ,5145 ,5321 ,6328 ,0642 na=c=Z 2,2931 2,2799 2,2727 2,2678 2,2649 2,2583 2,2502 2,2177 2,1700 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ,4266 ,4076 ,3974 ,3903 ,3862 ,3767 ,3655 ,3205 ,2567 2,4284 2,4094 2,3991 2,3920 2,3879 2,3786 2,3672 2,3222 2,2580 и^— 1 = 3,6008Х2/[Х2 — @,17944J] п2, — 1 = 3,9495Х2/[Х2 — @,20035J] п2 — 1 = 3,9495Х2/[Х2 — @,20097J] Бария-калия-натрия ниобат KArNai_JfBa2Nb5015 И2 = 3,6680 +24,681/[D,3004J —A,2394/ХJ] п2 = 2,9198 +46,737/[E,1605J—A,2394/ХJ] прн 22°С 786
X, шур 0,4205 0,4358 0,4380 0,4620 0,4860 1 1 1 1 1 По ,737 ,716 ,712 ,694 ,682 Бензил (С6Н5 пе 1,737 1,720 1,718 1,705 1,695 X. 0, 0, 0, 0, мкм 5461 5780 5893 6560 1 1 1 1 «о ,667 ,660 ,658 ,648 1 1 1 1 "е ,684 ,680 ,679 ,672 Продолжение табл. 34.20 Гадолиния молибдат Gd2(Mo04K п\ — 1 = 1,08 + 0,535Х2/[Х2 —@,24J]+0,0150Х2/[Х2- - @,398J]; п2е — 1 = 1,35 + 0,370Х2/[Х2 — @,24J] + + 0,0138Х2/[Х2 — @.395J] Бериллия окись ВеО, 22,4°С X. мкм 0,4579 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,064 "a=b=Y 1,8758 ,8694 1,8659 ,8634 1,8621 1,8588 ,8545 ,8385 ,8142 1,8762 1,8699 1,8663 1,8639 ,8625 1,8593 1,8549 ,8390 ,8146 ,9342 ,9270 1,9229 1,9201 ,9185 ,9148 ,9102 1,8915 ,8637 я X, мкм 0,430 0,440 0,450 0,460 0,470 0,480 0,490 0,500 0,510 0,520 0,530 0,540 0,550 0,560 0,570 0,580 0,590 0,600 0,610 0,620 0,630 0,640 0,650 0,660 0,670 0,680 0,690 По 1,73039 1,72924 ,72820 ,72725 1,72626 ,72542 ,72460 ,72388 ,72308 ,72249 ,72177 ,72121 ,72062 ,72006 ,71950 ,71903 ,71856 ,71795 ,71762 ,71710 ,71668 ,71632 ,71589 ,71554 ,71517 ,71482 ,71450 1,74556 ,74447 ,74348 ,74251 ,74162 ,74073 1,74002 ,73918 ,73852 ,73779 ,73703 ,73644 ,73588 ,73530 ,73477 ,73423 ,73381 ,73322 1,73279 ,73233 ,73191 ,73156 ,73113 ,73075 1,73041 п\— 1 = 1,919О87Х2/(Х2_о, 00727575) +3,972323Х2/(Х2 -199,31087); пге— 1= 1,972142Х2/(Х2_0,00748564) 4- 17,5787Х2/(Х2 _ 779,49122) Висмута германат Bi4Ge012 X, мкм 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 п 2,142 2,135, 2,1318 2,128s 2,1237 X. мкм 0,5321 0,6328 1,0642 а 2,115, 2,086х 2,0443 - L= 3,08959Х2/(Х2 — 0,01337) nl—1=2,2450Х2/(Х2—0,022693); п^— 1=2,24654X2/(Х2 • 0,0226803); п2 _ \ = 2,41957X2/A.2 _ 0,0245458) Галлия арсенид (ЗаAs X, мкм 1,127 1,239 1,377 а 3,455 3,425 3,400 К мкм 1,550 1,652 п 3,375 3,366 Галлия фосфид GaP X, мкм 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1.0 1.1 1,2 1,4 1,6 п 3,4595 3,3495 3,2442 3,1830 3,1430 3,1192 3,0981 3,0844 3,0646 3.0509 X, мкм — 1,8 2,0 " 2,2 < 2,4 2,6 2.8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 ! 4,0 л 3,0439 3,0379 3,0331 3,0296 3,0271 3,0236 3,0215 3,0197 3,0181 3,0166 3,0159 3,0137 X. мкм 0,64 0,66 0,68 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,20 1,40 2,00 Германия-цинка фосфид ао 3,5052 3,4756 3,4477 3,4233 3,3730 3,3357 3,3063 3,2830 3,2638 3,2478 3,2054 3,1820 3,1490 ZnGeP 3,5802 3,5467 3,5160 3,4885 3,4324 3,3915 3,3593 3,3336 3,3124 3,2954 3,2493 3,2244 3,1889 26* 787
| оо оо 0,5120 0,5130 0,5140 1 1 1 to to ю 00 *. СП ¦*) 00 — »a *. 00 00 00 00 00 NS S3S3K3N5—_—— — —О О "о 00 0>**."tO ООО О>"*. to O00 О 4k"to"o СО 00 I s a S3S3tOtOtOtON9N»WtOtOtOtOtOtOtOtOtO ь^ь^^к Jb* ел СЛ СЛ О^ >-j ooco — ел оо .- *^*.слслслслслслото^с COCOO — CoJ^O^tO-**( — oocoootosstootossi I a oo to — ел a> *. > со — ss coo to 5 ) S3 00 CD to to O> 00 tOtOS5S5tOS3K5S3NSS3NSS3tOS3tOS3tOtO 95 „ _ §88Sg283 oooooooooococo^ to — <ооо-ао5Слсл 8588181835 I r MKM а 88888888о8о8о- I oooooococoooooc^oooooococo 263 223 186 149 101 040 0961 0880 0788 0689 0552 oocococooooooooooooooooooo So — юсоЕлсл5т55555СЗ ¦t-ooooMuitoeooftO'^cooo (O-IUIOOOOU-S-JMO I X — oo CD CO О N3 "О О 4Ьь О СО X, мкм oS 3 п о. I 1 II СЛ 1 о 'frrp 1 — о<о Г S СО to to to to 7,0—10 10 14,0 о S3 S3 S3 X, мкм 3 I s a i ТСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСПСЛСЛСЛСЛСП COCO CO CO CO CCnCOOO — ^СООО- СП W 005tO 3
Калия X, мкм 0,3650 0,4047 0,4358 0,5461 0,5780 1,014 1,129 1,367 битартрат К2С4Н4Ов • i/2H «о ,5156 1,5090 ,5049 ,4961 1,4945 1,4846 [,4832 1,4809 1.5487 ,5409 ,5368 ,5271 1,5253 1,5142 1,5127 1,5102 2о "т 1.5630 ,5541 ,5494 ,5384 ,5363 ,5238 ,5218 1,5183 Продолжение табл. 34.20 Калия дидейторофосфат KDDR KD2PO4 Xf мкм 0,4047 0,4078 0,4358 0,4916 0,5461 0,5779 0,6234 0,6907 1,000 "о 1,5189 1,5185 1,5155 ,5111 1,5079 ,5063 ,5044 ,5022 ,4700 пе ,4776 1,4772 1,4747 1,4710 1,4683 ,4670 1,4656 1,4639 ,4400 Калия дигидроарсеиат KDA KH2As04 X, 0, 0, мкм 4861 5460 1 1 "о ,5762 ,5707 1 1 пе ,5252 ,5206 0, 0, МКМ 5893 6563 1 1 по ,5674 ,5632 Апо = 0,228- hne = 0,955 • 1,5179 1,5146 Калия дигидрофосфат KDP КН2РО4 X, мкм 0,2138560 0,2536519 0,2800869 0,2980628 0,3021499 0,3035781 0,3125663 0,3131545 0,3341478 0,3650146 0,3654833 0,3662878 0,3906410 0,4046561 0,4077811 0,4358350 0,4916036 0,5460740 0,5769580 0,5790654 0,6328160 1,013975 1,128704 1,152276 1,357070 1,523100 1,529525 по 1,60177 1,56631 ,55263 ,54618 ,54433 ,54117 ,54098 ,52932 ,52923 ,52909 ,52341 ,52301 ,51900 ,51152 ,50987 ,50977 ,50737 ,49535 ,49205 ,49135 ,48455 1,54615 1,51586 1,50416 1,49824 I,49708 1,49667 1,49434 1,49419 1,48954 1,48432 ,48423 I,48409 ,48089 ,47927 1,47898 ,47640 ,47254 1,46982 1,46856 1,46685 1,46041 ,45917 ,45893 ,45521 ,45512 п2 =2,259276+1,008956- 10-1<М/A— v2/7,726408-10°) + 3,251305- 106 ; п2= 2,132668+8,637494- 10-"v2/(l— B,5-Ю5 —- -РП, 142631-10»)+ 8,069981 • 10»/B,5-10»— v«); Ano= 0,402- 10-*-("о— 1,432) B98—Г); Дпе=0,221- 10~*Х - 1,105) B98 — Т) n^ — 1,047) B98 — Т) П2 B98 _ Т) Калия дитионат K2S2O6 X? мкм 0,313 0,334 0,365 0,405 0,436 0,546 0,578 1,014 1,367 1,709 2,930 3,39 no ,480 ,475 ,470 ,465 ,463 ,456 1,455 ,448 ,446 ,444 ,436 ,430 ne ,568 ,55? ,546 ,537 ,530 ,518 1,516 1,503 ,500 1,498 1,489 ,485 Калия-лития ниобат — 0,04601) 1 = 3,349X2/(X2—0,03564) X, мкм 0,4500 0,4750 0,5000 0,5250 0,5324 0,5500 0,5750 0,6000 0,6250 0,6500 0,6750 no 2,4049 2,3751 2,3546 2,3349 2,3260 2,3156 2,3016 2,2899 " 2,2799 2,2711 2,2631 ne 2,2512 2,2315 2,2144 2,2010 2,1975 2.1S00 2,1801 2,1720 2,1645 2,1586 2,1529 789
а-Кварц a-SiO2 X, мкм 0,185 0,198 0,231 0,340 0,394 0,434 0,508 0,5893 0,7680 0,8325 0,9914 1,1592 ,3070 ,3958 ,4792 ,5414 ,6815 ,7614 .9457 2^0531 2,3000 2,6000 3,0000 3,5000 4,0000 4,2000 5,000 6,4500 г, 000 "о 1,65751 ,65087 ,61395 ,56747 1,55846 ,55396 1,54822 1,54424 1,53903 ,53773 ,53514 I,53283 ,53090 ,52977 ,52865 1,52781 ,52583 ,52468 ,52184 ,52005 1,51561 1,50986 ,49953 1,48451 ,46671 1,4569 ,417 ,274 ,167 "е ,68988 ,66394 ,62555 ,57737 ,56805 ,56339 ,55746 ,55335 ,54794 ,54661 ,54392 ,54152 ,53951 ,53832 ,53716 ,53630 ,53422 ,53301 ,53004 ,52823 X. ooo Кислота мкм 350 589 700 гнппуровая С6 "а 1,55 1,5348 1,534 1, 1 1 •NH(CH2CO2H) «0 61 5921 589 1 1 1 Т 78 ,7598 ,755 Кислотг X. мкм 0,450 0,500 0,5325 0,550 0,600 0,650 0,700 0,800 0,850 0,900 0,950 1,000 1,065 1,100 1,200 i а-иодноватая а-Н1О3 п а—а—А ,8798 ,8621 ,8547 ,8497 ,8409 ,8352 ,8308 ,8250 ,8223 ,8206 ,8180 ,8147 1,8123 1,8116 1,8086 %=c=Z 2,0184 ,9930 ,9829 ,9787 1,9665 1,9571 1,9505 1,9407 1,9378 1,9347 1,9318 1,9292 1,9275 1,9260 1,9230 "T=fc=K 2,0560 2,0192 2,0103 2,0049 1,9922 1,9812 ,9765 ,9672 1,9639 1,9595 ,9564 1,9537 ,9508 ,9484 ,9436 Продолжение табл. 34.20 Кремния карбид SiC X, мкм 0,4880 0,5017 0,5145 2,6916 2,6837 2.6771 2,7423 2,7337 2,7261 0,5321 0,6328 1,0642 2,6689 2,6351 2,5830 2,7167 2,6794 2,6225 п20 —1=5,5515Х2/[Х2_@,1625J) п2 — 1 = 5,7382Х2/[Х2_@.16897J] Лития галлат LiCaO3 X, мкм 0,4100 0,4500 0,5000 0,5500 0,6000 0,7000 0,8000 0,9000 1,0000 1,2000 "а, Р=У, Z ,7702 ,757 1,7466 1,7395 1,7343 ,7268 1,7218 ,7185 1,716 ,7122 1,804 1,7895 1,7785 1,7702 1,7615 ,7565 1,7507 1,7475 1,7445 1,7405 i.. мкм 1,4000 1,6000 1,8000 2,0000 2,2000 2,4000 2,6000 2,8000 \ v=r, z 1,7095 ,707 1,7045 1,7025 1,7005 1,6978 ,6955 ,6925 1,7372 ,735 ,7325 ,7303 1,7268 1,7242 ,7225 ,720 X 0, 0, 0, 0, 0, мкм 4579 4765 4880 4965 5017 1,9186 1,9124 1,9089 1,9065 1,9051 Лития иодат 1ЛЮ3 пе 1,7633 1,7586 1,7560 1,7541 1,7531 X 0 0 0 1 , мкм 5145 5321 6328 0642 1 1 1 1 ,9018 ,8978 ,8815 ,8517 1 1 1 1 "е ,7506 ,7475 ,7351 ,7168 гг0 — 1 =2,40109Х2/(Х2—0,021865) п2е — 1 = 1,91359X2/(^2 __ 0,01940) Лития формиата моногидрат LiCHO2-H2O X, мкм 0,4579 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 ,3708 ,3698 ,3692 ,3688 1,3686 1,3680 1,3675 1,3645 1,3593 ,4901 ,4883 ,4873 ,4866 ,4862 ,4851 1,4838 1,4784 1,4673 n^Z=c ,5308 ,5286 1,5272 1,5264 1,5258 1,5245 1,5229 1,5163 1,5035 п2а—1=0,8415Х2/[Х2—@,0953J]; „2_i= — @,1183J1; п2л — 1 = 1,2454Х2/[Х2 —@,12496J] 790
Литии ниобат LiNbO, X, мкм 0,42 0,45 0,50 0,55 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2.6U 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 "о 2,4144 2,3814 2,3444 2,3188 2,3002 2,2862 2,2756 2,2598 2,2487 2,2407 2,2291 2,2208 2,2139 2,2074 2,2015 2,1948 2,1882 2,1814 2,1741 2,1663 2,1580 2,1493 2,1398 2,1299 2,1193 "е 2,2638 2,2765 2,2446 2,2241 2,2083 2,1964 2,1874 2,1741 2,1647 2,1580 2,1481 2,1410 2,1351 2,1297 2,1244 2,1187 2,1138 2,1080 2,1020 2,0955 2,0886 2,0814 2,0735 2,0652 2,0564 „2_1=3,9130 + 1,173- 105 + 1,65 • 10-2Г2 X2 —B,12 • 102 + 2,7 • 10-5 Г2J ¦ 2,78-10-" X2; i?e — 1 = 3,5567 + 2,605 • 10"' Г2 + 0,970- 105 4- 2,70 - 10~2 Г2 X2 _ B,01 • 102 4- 5,4-10-5T2J — 2,24 • 10-" X2 Лития сульфата моногидрат USO X, мкм 0,3650 0,4047 0,4358 0,4471 0,4713 0,5016 0,5461 0,5780 0,5876 0,6678 - 0,7016 1,014 1,129 1,367 1,530 1,709 "а ,4771 ,4722 ,4693 ,4686 ,4670 ,4652 ,4631 ,4619 ,4616 ,4593 ,4585 1,4538 ,4525 1,4502 1,4485 ,4466 ,4926 ,4876 ,4849 ,4834 ,4802 1,4782 ,4772 ,4766 ,4743 1,4678 1,4666 1,4636 1,4588 1-Н, о 1,5029 ,4980 1,4951 1,4941 1,4926 1,4905 1,4882 1,4867 ,4866 ,4838 1,4831 1,4777 1,4761 1,4732 1,4708 1,4676 Продолжение табл. 34.20 Лития танталат LiTaO3 X, мкм 0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 "о 2,2420 2,2160 2,1834 2,1652 2,1538 2,1454 2,1391 2,1305 2,1236 2,1174 2,1120 2,1066 2,1009 2,0951 2,0891 2,0825 2,0755 2,0680 2,0601 2,0513 2,0424 2,0335 "е 2.2468 2,2205 2,1878 2,1696 2,1578 2,1493 2,1432 2,1341 2,1273 2,1213 2,1170 2,1115 2,1053 2,0993 2,0936 2,0871 2,0799 2,0727 2,0649 2,0561 2,0473 2,0377 Меди бромид СиВг Х? мкм 0,4358 0,4678 0,4800 0,5086 0,5461 п 2,336+0,002 2,229+0,002 2,207±0,002 2,171+0,002 2,141+0,002 X, мкм 0,5791 0,5896 0,6438 0,7699 п 2,122 + 0,002 2,117 + 0,002 2,096 + 0,002 2,069+0,004 Меди иодид Cul X, мкм 0,4358 0,4678 0,4800 0,5086 0,5461 п 2,562+0,002 2,461+0,002 2,448+0,002 2,411+0,002 2,372 + 0,002 X, мкм 0,5791 0,5896 0,6438 0,7699 п 2,347 + 0,002 2,342 + 0,002 2,315 + 0,002 2,280 + 0,004 Меди хлорид CuCl X, мкм 0,4047 0,4078 0,4358 0,4678 0,4800 п 2,153+0,001 2,141+0,001 2,072+0,001 2,033 + 0,001 2,023+0,001 X, мкм 0,5086 0,5461 0,5791 0,5896 0,6438 0,7699 п 2,004 + 0,001 1,987 + 0,001 1,976 + 0,001 1,972 + 0,001 1,958 + 0,001 1,941+0,002 Натрия бромат NaBrO3 п2— 1 = 1,3194Х2/[Х2 — @,09J] + 0.2357Х2/ГХ2 — -@,2J1 —0.0174Х2 791
X, мкм 0,4358 0,4800 0,5086 0,5461 0,5791 0,5889 0,6438 Натрия нитрит 1,3531 ,350 ,3484 ,3470 ,3458 ,3455 1,3442 NaNO2 1,4212 ,4166 1,4158 1,4137 1,4122 1,4120 1,4105 1.690 ,675 ,6685 ,6620 ,6567 1,6555 1,6510 Продолжение табл. 34.20 к, мкм 0,2310 0,2573 0,2748 0,3256 0,3404 0,3467 0,3611 Натрия п 1,616 1,585 1,572 1,549 1,544 1,542 1,539 хлорат NaC103 X, мкм 0,4862 0,5173 0,5892 0,6563 0,6867 0,7188 1,522 1,519 1,515 1,513 1,512 1,511 П2_ 1 = 1,1825Х*/[Х2 — @,09J] @,185J]—0,00864X2 0.07992Х2/ГХ2 _ Пираргирит Ag3SbS3 п\ — 1 = 6,585Х2/[Х2 _ @,4J] + 0,1133Х2/[Х2_A5J] п2е—1— 5,845Х2/[Х2_@,4J] +0,0202Х2/[Х2_A5J] X, мкм 0,5876 0,6328 0,6678 1,0140 1,1290 1,3670 1,530 1,709 2,50 3,56 4,62 Прустит Ag3AsS3, 20 "о 3,0190 2,9804 2,8264 2,8067 2,7833 2,7728 2,7654 2,7478 2,7379 2,7318 °С 2,7896 2,7391 2,7094 2,5901 2,5756. 2,5570 2,5485 2,5423 2,5282 2,5213 2,5178 п\ = 7,483 + 0,474/(Х2 — 0,09) — 0,0019X2 п2 = 6,346 + 0,342/(Ха _ о,09) _ 0,0011X2 ooo МКМ ,62 ,65 ,68 Ртути сульфит "о 2,9028 2,8655 2,8384 a-HgS www пе ,2560 ,2064 ,1703 X, мкм 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 "о 2,8224 2,7704 2,7383 2,7120 2,6884 2,6730 2,6633 2,6567 2,6518 2,6483 2,6455 2,6433 2,6414 2,6401 2,6387 2,6375 2,6358 2,6353 2,6348 2,6267 2,6233 2,6156 2,6112 2,6066 2,6018 2,5914 3,1489 3,0743 3,0340 3,0050 2,9680 2,9475 2,9344 2,9258 2,9194 2,9146 2,9108 2.S079 2,9052 2,9036 2,9017 2,9001 2,8987 2,8971 2,8963 2,8863 2,8799 2,8741 2,8674 2,8608 2,8522 2,8434 Рубидия дигидрофосфат RDP X, мкм 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 "о 1,514 ,5132 1,5126 ,5121 1,5116 ,5106 ,4976 ,4926 RbH2PO4 пе 1.4861 ,4832 ,4827 1,4825 1,4820 х 1,4811 1,4775 ,4700 п20 — 1 = 1,2068Х2/(Х2 —0,01539) п\— 1=1,15123Х2/(Х2—0,010048) Свинца ниобат PbNb4Ou X, мкм 0,4579 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 "о=с=Х 2,4754 2,4554 2,4445 2,4371 2,4329 2,4231 2,4113 2,3644 2,2979 2,4766 2,4571 2,4465 2,4392 2,435 2,4254 2,4137 2,3667 2,301 n^c—z 2,5047 2,4845 2,4735 2,466 2,4618 2,4518 2,4396 2,3922 2,3254 п2а—1=4,124Х2ДХ2—@,202J]; п| — 1 = 4,139Х2/[Х2_ —@,2011J]П2 — 1 = 4.246Х2ДЛ2 — @,2014J] 792
Свинца титанат PbTiO3 Продолжение табл. 34.20 -•>¦ X, мкм 0,4880 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 1,152 2,793 2,7742 2,7586 2,7398 2,6676 2,5712 2,5637 пе 2,7744 2,7574 2,7431 2,7260 2,6594 2,5692 2,5623 n\ — 1 = 5,359XV[X2—@.224J] n\ — 1= 5,365XV[XS — @,2170)a Селен Se X, мкм 1,06 1,15 3,39 10,60 % 2,790+0,008 2,737±0,008 2,650+0,01 2,64±0,01 пе 3,608+0,008 3,573+0,008 3,460+0,01 3.41+0,01 Серебра тиогаллат AgGaS2, 20°C X, мкм 0,4916 0,5016 0,5461 0,5780 0,5876 0,6678 "о 2,700 2,683 2,619 2,587 2,579 2,529 пе 2,710 2,676 2,585 2,546 2,537 2,481 1 п\= 5,728 + 0,2410/(Х2 — 0,0870) — 0,00210Х2 г? = 5,497 + 0,2026/(Х2 _ 0,1307) — 0,00233X2 Теллур Те X, мкм 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 12,0 14,0 "о 6,372 6,316 6,286 6,270 6,257 6,253 6,246 6,237 6,230 4,929 4,864 4,838 4,821 4,809 4,802 4,796 4,789 4,785 X, мкм 0,4579 0,4765 Тербия 1, 1, молибдат 8864 8797 Tb(Mo04K 1,8867 1,8800 «, 1 1 ,9433 ,9358 X, мкм 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 1,8760 1,8734 1,8720 1,8687 1,8645 1,8476 ,8222 1,8764 1,8739 1,8724 1,8690 1,8649 1,8482 1,8226 1,9316 ,9288 ,9271 ,9232 ,9185 ,8993 ,8704 ; — 1=2,2724Ш/(Х2—0,023359) \— 1 = 2,273955Х2/(Хг_ 0,02333) * — 1 = 2,443016X2/(X2 — 0,025133) d- Треонин X, мкм 0,4579 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5321 0,6328 1,0642 ,5299 ,5282 [,5272 1,5266 1,5263 1,5254 1,5243 1,5196 ,5114 чр=У 1,6039 1,6017 1,6004 1,5996 1,5991 1,5979 1,5965 1,5898 1,5788 1,6125 1,6100 1,6087 1,6077 1,6072 1,6059 1,6043 1,5974 1,5855 п2а— 1 = 1,273Х2/[Х2—@,1032J] Пр— 1 = 1,477Х2/[Хз— @.1137J] n2_ i = i,497X2/[Xs _@.1169J] Турмалин X, мкм 0,4765 0,4880 0,4965 0,5017 0,5145 0,5320 0,6328 1,0642 "о 1,6474 1,6465 1,6457 1,6454 1,6446 1,6433 1,6378 ,. 1,6274 1.6273 ,6263 ,6255 ,6251 ,6248 ,6231 ,6183 ,6088 п20—1 = 1,6346Ха/(Ха—0,010734) п2е —1 =5 1,57256Х2/(Хз-.0.011346) Уротропин (CH2)eN4 X, мкм 0,4861 0,5016 0,5461 Л, мкм 1,5984 1,5953 1,5917 0,5780 0,5876 0,6676 1,5899 1,5893 1,5856 793
Циика окись ZnO Продолжение табл. 34.20 Циика теллурид ZnTe, 25°C "~~ А, Л4/СЛ? 0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2.40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 "о 2,1058 2,0511 ,9985 ,9735 ,9597 1,9493 1,9435 ,9354 1,9298 1,9257 1,9226 ,9197 ,9173 1,9152 1,9128 1,9100 1,9075 1,9049 1,9022 1,8994 ,8964 ,8891 пе 2,1231 2,0681 2,0147 ,9897 ,9752 1,9654 1,9589 ,9500 ,9429 ,9402 1,9370 ,9330 ,9313 ,9297 ,9265 1,9251 ,9214 1,9186 ,9160 1.9127 ,9101 ,9068 X, 0 1 мкм ,589 ,0 Циика селеиид п 2,61 2,48 ZnSe X, МКМ 1,5 2,0 2 2 и ,45 ,44 1 = 2,855 + 2,045Х2/(Х2 — 0,109) Циика сульфид ZnS X, м/ш 0,3600 0,3750 0,4000 0,4100 0,4200 0,4250 0,4300 0,4400 0,4500 0,4600 0,4700 0,4750 0,4800 0,4900 "о 2,705 2,637 2,560 2,539 2,522 2,511 2,502 2,486 2,473 2,459 2,448 2,445 2,438 2,428 пе 2,709 2,640 2,564 2,544 2,525 2,514 2,505 2,488 2,477 2,463 2,453 2,449 2,443 2,433 X, мкм 0,5000 0,5250 0,5500 0,5750 0,6000 0,6250 0,6500 0,6750 0,7000 0,8000 0,9000 1,000 1,200 1,400 "о 2,421 2,402 2,386 2,375 2,363 2,354 2,346 2,339 2,332 2,324 2,310 2,301 2,290 2,285 пе 2,425 2,407 2,392 2,378 2,368 2,358 2,350 2,343 2,337 2,328 2,315 2,303 2,294 2,288 >., МКМ 0,569 0,577 0,579 0,589 0,600 0,616 0,650 0,700 0,725 0,750 п 3,111 3,085 3,079 3,054 3,035 3,005 2,962 2,913 2,893 2,879 X, мкм 0,760 0,770 0,800 ,000 ,200 1,300 1,400 1,500 1,515 2,060 п ' 2,871 2,866 2,853 2,790 2,758 2,748 2,741 2,734 2,734 2,71 Вынужденное рассеяние света В сильном световом поле в нелинейной среде может происходить взаимодействие оптических волн не только друг с другом, но и с акустическими и молекулярными колебаниями вещества. Интенсивная световая волна частоты со, возбуждая в среде когерентные акустические или молекулярные колебания с частотой Я, одновремен- одновременно дает рассеянную световую волну с частотой to' = ы + Q. Если возбуждаемые колебания являются акусти- акустическими, то рассеяние носит название вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюена (ВРМБ) и где v3B и с ¦— соответственно скорости звука и света в среде; 6 — угол, отсчитываемый от направления рас- распространения световой волны (угол наблюдения). Наибольший сдвиг частоты происходит при рассеянии назад F = я), при этом &М_Б —1010 гц (~1 см~1). Если возбуждаются молекулярные колебания, то в зависимости от строения молекул вещества ?3 — A00 -i- -i- 1000) см~х и рассеяние носит название вынужденно- вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР). В общем случае в ВКР может наблюдаться целый набор частот* <о' = ю ± mQ' ± nQ." + ... , где Й', Й" — характерные молекулярные колебания дан- данного вещества, а т и п — целые числа. Характерные сдвиги частот О при ВКР [7] Жидкости Q, см'1 Бромоформ 222 Тетрахлорэтилен 447 Четыреххлористый углерод 460 Этил йодистый 497 Гексафторбензол 515 Бромоформ 539 Трихлорэтилен 640 Сероуглерод 656 Хлороформ 667 о-Ксилол 730 * Для рассеяния Мандельштама—Бриллюена анало- аналогично (k—целое): 794
Q, см-1 о-Диметилфенетиламин 836 Диоксан 836 Морфолин 841 Тиофеиол 916 Нитрометан 927 Бензол дейтерированный 944 Кумол 990 /,3-Дибромбензол 990 Бензол 992 Пиридин 992 Анилин 997 Стирол 998 л-Толуидин 999 Бромбензол 1000 Хлорбензол 1001 Беизонитрил 1002 mpem-Бутилбензол 1002 Этилбензол 1002 Толуол 1004 Фторбензол 1012 f-Пиколин 1016 .и-Крезол 1029 /-Фтор-2-хлорбензол 1030 jn-Дихлорбензол 1030 Иодбензол 1070 Бензоил хлористый 1086 Бензальдегид 1086 Анизол 1097 Пиррол 1178 Фуран 1180 Стирол , . . . . 1315 Нитробензол 1344 /-Бромнафталин 1368 /-Хлорнафталин 1368 2-Этилнафталин 1381 .«-Нитротолуол 1389 Хинолин 1427 Бромциклогексан 1438 Фуран 1522 Метиловый эфир салициловой кислоты 1612 Коричный альдегид 1624 Стирол 1629 З-Метилбутадиен 1638 Пентадиен 1655 Изопрен 1792 Гексин-/ 2116 о-Дихлорбензол 2202 Бензонитрил 2229 Ацетонитрил 2250 /,2-Диметиланилин 2292 Метилциклогексан 2817 Метиловый спирт 2831 цис-, транс-/,З-Диметилциклогек сан 2844 Тетрагидрофуран 2849 Циклогексан 2852 Ч«с-/,2-Диметилциклогексан 2854 а-Диметилфенетиламин 2856 Диоксан 2856 Циклогексан 2863 Циклогексанон 2863 цис-, транс-1,3-Диметилциклогексан 2870 цис-1,4-Диметилциклогексан 2873 Циклогексан 2884 Хлористый метилен 2902 Морфолин 2902 2-Октан 2908 2,3-Диметил-/,5-гексадиен 2910 Лимонен 2910 о-Ксилол 2913 Гексин-1 2915 цыс-2-Гептан 2920 Мезитилен I ... 2920 2-Бромпропан 2920 Ацетон 2921 Этиловый спирт 2921 Карвои 2922 цис-1,2-Диметилциклогексан 2927 Диметилформамид 2930 2-Хлор-2-Метилбутан 2931 2Октан , 2931 цис, транс-1,3-Диметилгексан 2931 л«-Ксилол 2933 /,2-Диэтиловый эфир винной кислоты 2933 о-Ксилол 2933 Пиперидин 2933 /,2-Диэтилбеизол 2934 2-Хлор-2-Метилбутен 2935 /-Бромпропан 2935 Пиперидин 2936 Тетрагидрофуран 2939 Пиперидин 2940 Циклогексанон 2945 2-Нитропропан 2948 /,2-Диэтилкарбонат 2955 1,2- Дихлорэтан 2956 траяс-Дихлорэтилен 2956 /-Бромпропан 2962 2-Хлор-2-Метилбутан 2962 а-Диметилфенетиламин 2967 Диоксан 2967 Циклогексанол 2982 Циклопентан 2982 Циклопентанол 2982 Бромциклопентан 2982 о-Дихлорбензол 2982 я-Хлортолуол 2982 а-Пиколин 2982 «-Ксилол 2988 о-Ксилол 2992 Дибутилфталат 2992 /,/,/-Трихлорэтан 3018 Хлоргидрин этилена 3022 Изофорон 3022 Нитрозодиметиламин 3022 Пропиленгликоль 3022 Циклогексан 3038 Стирол 3056 Бензол 3064 mpem-Бутилбензол 3064 /-Фтор-2-Хлорбензол 3084 Живица 3090 Псевдокумол 3093 Уксусная кислота 3162 Ацетонилацетон 3162 Метилметакрилат 3162 f-Пиколин 3182 Анилин 3300 Вода 3651 Твердые вещества Кварц 128 Нисбат лития . 152 а-Сера 216 Ниобат лития 248 Кварц 466 а-Сера 470 Ниобат лития 628 Вольфрамат кальция 911 Стильбен ...... 997 Полистирол 1001 Кальцит 1084 Алмаз . . . « 1332 795
Q, см'1 Нафталин 1380 Стильбен 1591 Триглицинсульфат 2422 Триглицинсульфат 2702 Триглициисульфат 3022 Полистирол 3054 Газы Кислород 1552 Калия пары 2721 Метан 2916 Дейтерий 2991 Водород 4155 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Kaminow I. P., Turner E. H. Handbook of Lasers. Ed. Pressley R. J. The Chemical Rubber C°, Cleveland, 1971, p. 447. 2. Chen D. Cm. [1], p. 460. 3. Волькенштейн М. В. Молекулярная оптика. М.—Л., Гостехиздат, 1951. 4. Pinnow D. А. См. [1], р. 478. 5. Справочник химика. М.—Л., «Химия», 1965. 6. Singh S. См. [1], р. 489. 7. Johnson F. М. См. [1], р. 526. ГЛАВА 35 ¦ РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 35.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ В СПЕКТРОСКОПИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Рентгеновским излучением называют электромагнит- электромагнитные волны, длины которых лежат в интервале от 80 до 10" нм. Исторически первый и наиболее распространенный способ получения рентгеновского излучения состоит в бомбардировке твердого вещества заряженными части- частицами, ускоренными до достаточно больших энергий. При этом могут иметь место два механизма возникнове- возникновения рентгеновского излучения. При первом механизме рентгеновское излучение воз- возникает как тормозное излучение заряженных частиц, взаимодействующих с полем атомов вещества. Спектр такого тормозного излучения имеет непрерывный ха- характер, причем граничное значение Длины волиы не за- зависит от атомного номера вещества мишени и определя- определяется только энергией заряженных частиц /mrp = ?кин. Второй механизм состоит в возбуждении электронов внутренних электронных оболочек атомов вещества ми- мишени и последующим излучении этих атомов. Спектр возникающего таким образом рентгеновского излучения имеет линейчатый характер, причем длина волны одно- однозначно определяется атомным номером 1 и электронной структурой атомов вещества мишенн. В рентгеновской спектроскопии приняты следующие обозначения. Термы уровней атома, для которых глав- главное квантовое число равно 1, 2, 3, 4, 5, 6, обозначаются соответственно буквами К, L, M, N, О, Р. Индексы у этих букв соответствуют разным значениям орбитально- орбитального и полного момента электрона согласно приведенной ниже схеме: Уровень электрона в атоме Терм уровня .... Уровень электрона в атоме Терм уровня .... Is К 2s L, 3s My 34 м ш и т. д. Линии, соответствующие переходам электрона в ато- атоме на К-, L-, М-, W-оболочки , образуют К-, L-, М-, JV-серин. Линии, возникающие при переходах по такой простой диаграмме уровней называются диаграммными линиями. Обозначения диаграммных линий и соответ- соответствующие им переходы приведены в табл. 35.1. Таблица 35.1 Обозначения диаграммных линий рентгеновского излучения [2] К -серия Переход K-La K-L1U к-мп к-мт К—Муу К—My K-Nu ' K-Nlu К—Мц, ш K-Nlv K—Ny » = Si ct2 «l Рз Pi Pi p2 fW Pi L-серия Переход Li -Ми Lj —Мш Lr — Mw L, —My Lj _^II L, -On h -Ohi Lr — PIini Ln—Ml Ln—Mlv Ln-Nl Ln-NK Ln-0x Lm— Mu Lin—Щи Lm—Mv Liu—Niv Lju—Nv Ljn— "^VI, VII о S*: P* Рз PlO Ps Ts Тз T4 T« Ti3 T] Pi Тб Ti Ye Ye s a2 й„ гб Pl5 h h I: М- серия Переход Mlu-Ny Mlv—Nm MIV~ MiV-V " Mv -Nlt My — -Nn, in MV-WVI Mv —Nvu h T 5 P ~? «2 «1 796
Переходы, имеющие одинаковое начальное (конечное) состояние и различающиеся значениями полиого момента конечного (начального) состояния, дают две диаграммные линии, называемые спин-дублетом. Например, JCO - н Ка -линии образуют спнн-дублет. Помимо диаграммных линий в характеристическом спектре рентгеновского излучения существуют слабые по интенсивности линии, называемые недиаграммными линиями, или сателлитами диаграммных линий. Корот- Коротковолновые сателлиты могут возникать при дополни- дополнительной ионизации излучающего атома, а также при переходах на внутренний уровень с оптических уровней атомов, которые были предварительно возбуждены. Сателлиты, проявляющиеся с длинноволновой стороны от диаграммной линии, могут возникать при пере- перекрестных переходах электронов атомов, образующих химическое соединение. Например, длинноволновой сателлит /С-линии хлора проявляется в соединении КС1 и может быть объяснен переходом 2р электрона иона К+ на уровень Is нона С1~ [1, 2]. 35.2. ЗАКОН МОЗЛИИ ПРАВИЛО СПИН-ДУБЛЕТОВ ДЛЯ ДИАГРАММНЫХ ЛИНИЙ Для энергий наинизших уровней атомов можно в пер- первом приближении использовать выражение для уровней энергии водородоподобных атомов, тогда для данной линии зависимость от атомного номера вещества мише- мишени имеет следующий вид (закон Мозли): где k —• волновое число рентгеновской линии; R — постоянная Ридберга; величины к и а постоянны для рассматриваемой лнннн. Например, для Ка,-линии о = 1,13, х = 0,874; для ?я,-линнн а = 7,9, -х. =¦ =0,376. В этом же приближении можно получить другое простое соотношение для ДЯ-разности длин волн двух спин-дублетных рентгеновских линий: АЯ не зависит от атомного номера [1]. 35.3. ТАБЛИЦЫ ДИАГРАММНЫХ ЛИНИЙ И КРАЕВ ПОГЛОЩЕНИЯ ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Практическое использование рентгеновского излу- излучения часто требует более точного знания характерис- характеристического спектра для каждого элемента, чем то, кото- которое следует из закона Мозлн. В табл. 35.2—35.5 пред- представлены длины волн и края поглощения для различных элементов. Длины волн рентгеновского излучения обычно изме- измеряют в единицах «икс» (X) илн «килоикс» (kX), которые имеют следующую связь с метрической единицей: 1 kX = @,100202 ± 0,000003) нм. ЛГ-серия Таблица 35.2 Диаграммные линии и края поглощения А"-серии элементов от F'm до Ne (длины волн в X) [1, 2] Элемент looFm 99Es 98Cf »'Bk 9eCm 96Am 94Pu 93Np 92U 90Th 33 Bi 82Pb 81X1 80Hg '9Au j8pt "Ir ">Os '6Re 74W 73Ta L 11 107,661 110,233 113,451 115,611 118,461 121,385 124,406 127,526 130,698 137,542 165,370 169,942 174,675 179,56 184,691 189,988 195,494 201,220 207,179 213,384 219,846 ill 102,597 105,171 107,830 110,576 113,412 116,342 119,369 122,499 125,686 132,538 160,453 165,031 169,788 174,69 179,822 185,130 190,648 196,386 202,359 208,573 215,050 M и — — — 112,062 118,022 142,484 146,506 150,666 154,92 159,477 164,157 169,016 174,072 179,325 184,790 190,492 Конечный i M III 90,928 93,184 95,534 97,917 100,402 102,968 105,620 108,363 111,161 117,152 141,655 145,668 149,830 154,08 158,651 163,334 168,193 173,257 178,509 183,994 189,693 вровень (начальный M IV — — — — — — 110,46 116,43 140,82 144,82 148,86 153,13 157,773 162,36 167,23 172,26 177,46 182,882 188,53 м V — .— — — —. 116,43 140,82 144,65 148,86 153,13 157,551 162,20 167,02 172,09 177,29 182,711 188,36 уровень К) N II N III 88,302 90,496 92,761 95,103 97,521 100,019 102,602 105,273 108,15 114,01 137,86 141,83 145,84 150,00 154,505 159,053 163,808 168,75 173,88 179,232 184,802 107,96 113,80 137,67 141,62 145,65 149,79 154,295 158,863 163,613 168,56 173,69 179,05 184,625 IV N V . . 107,58 113,42 137,30 141,26 145,23 149,38 153,90 158,48 163,18 168,07 173,26 178,55 184,12 . . 173,26 178,55 184,12 о и, ш ¦ 107,22 113,00 136,81 140,72 144,79 148,90 153,374 157,92 162,68 167,63 172,72 178,07 183,65 Край поглоще- поглощения 87,436 90,616 91,868 94,194 96,598 99,082 101,651 104,309 106,58 112,70 136,78 140,49 144,41 148,93 153,20 157,70 162,09 167,55 173,5 178,22 183,60 797
Продолжение табл. 35.2 Элемент J2Hf 71Lu T!1Yb «eTm esEr «'Ho «4Gd e3Eu 82 Sm eiPm 60Nd 59 pr 68Ce 67La 5eBa 56Q. =>*Xe 63 J 62Te "Sb 60Sn ^In *3Cd 47 Ag 46 Pd «Rh 44Ru *>Tc 42Mo «Nb 40Zr S9y 38 Sr 3«Rb 36 Кг »Br 34Se 33As 32Ge 3*Ga 30Zn 29Cu 28Nj 27Co 2eFe 2БМп 24Cr 23y 22Ti 21Sc 19ТГ i«Ar i7Cl 'eS 1Бр l4Si 13A1 12Mg "Na i°Ne Ln 226,56 233,61 241,00 248,64 256,70 264,99 273,68 282,92 292,53 302,69 313,13 323,73 335,768 348,025 360,936 374,522 388,861 403,996 419,58 436,922 454,832 473,834 494,02 515,484 538,317 562,65 588,62 616,37 646,058 667,90 712,105 748,887 788,513 831,317 877,613 927,761 982,1 1041,66 1106,52 1177,43 1255,43 1341,24 1436,04 1541,23 1658,34 1789,17 1935,99 2101,46 2288,89 2502,24 2746,51 3028,4 3354,81 3737,07 4186,10 4720,96 5363,92 6144,4 7113,36 8323,30 9872 11884 4618 L 221 228 236 243 252 260 268 278 287, 297, 308, 319, 331, 343, 356, 369, 384, 399, 415, 432, 450, 469, 489, 511, 533, 558, 584, 612, 641, 673, 707, 744, 784, 827, 873, 923, 978, 1037, 1102, 1173, 1251, 1337 1432 1537 1654 1785 1932 2097 2285 2498 2742 3025 3351 3733 4183 4718 5361 6141 7110 8321 9872 11884 14618 Ш 76 85 27 90 00 30 91 22 80 97 45 06 153 428 355 962 313 461 12 420 353 373 57 059 904 253 240 00 735 57 831 649 297 122 447 636 1 59 48 44 48 ,33 ,20 ,396 ,51 ,30 ,06 ,51 ,00 ,42 ,87 ,0 ,48 ,68 ,17 ,07 ,10 ,7 ,92 ,96 M 195 202 209 215 223 237 246 254 263 273 293 304 315 327 340, 354, 383 399, 416, 434, 454, 474, 496, 520, 545, 571, 600, 631, 664, 700, 739, 781, 827, 877, 931, 990, 1055, 1127, 1205, 138S 6764 8042 9647 1702 П ,86 ,55 19 61 03 90 32 74 89 95 410 337 857 999 80 32 77 829 87 96 23 73 65 09 09 93 20 543 96 83 72 83 49 19 34 62 64 04 87 ,74 1497 1617 1752 1906 2080 2279 2508 2773 3083 ,0 Конечный M 195 201 208 214 222 237 245, 254 263, 272 282, 292, 303, 315, 327, 340, 353, 367, 383, 399, 416, 434, 453, 474, 496, 519, 544, 571, 600, 630, 664, 700, 739, 781, 826, 876, 930, 990, 1055, 1126, 1205 1292 1389 ,05 ,48 ,99 ,24 ,59 ,72 ,74 ,9 ,4 3446 3877 4394 5021 5792 6764 7944 9539 11550 II 18 74 37 90 18 13 54 97 10 54 04 683 625 155 298 102 633 72 110 166 22 32 59 10 01 47 49 31 20 978 376 284 188 299 956 68 86 13 12 62 ,42 ,55 ,36 ,8 ,99 ,2 ,56 ,1 ,0 уровень i Mw 312 324 337 413 430 450 470 499 515 540 566 625 694 ,91 ,95 64 2 96 05 38 09 65 09 83 78 47 начальный уровень Л 312 324 337 412 430 449 470 499 515 539 566 625 694 733,01 Til 82( 86< 1,80 ),17 ),04 923,6 985 104f 111/ 119E 1281 137* 14K 160E 174C 189; 206f 2264 249C 275} 3066 3434 !,3 ,6 Ml 5,37 >2 5 ,'4 ),57 ),58 ),54 5,21 5,62 1,85 $.0 5,0 5,0 1,5 V ,77 78 44 92 87 93 38 09 65 92 68 62 47 N 190 196 203 216 231 239 247 256 265 275, 285 296, 307, 319, i 11 ,44 ,52 ,25 ,74 31 15 65 48 78 07 76 43 77 446 33 K) Nm 190,44 196,52 203,25 216,74 231,31 239,15 247,65 256,48 265,78 275,07 285,76 296,17 307,514 319,01 ,074 345,386 359,16 374,65 390,292 407,128 425,02 444,071 464,30 486,03 509,18 534,01 560,51 588,99 619,698 652,80 688,50 727,13 769,21 81' 4,76 864,34 918,66 97' ?,90 1042,87 111' 1,57 1193,54 128 - 1 1,07 — — — — — — — — — — N 306 318 331 406 424 443 463 484, 533, 559 588, 618, 651, 687, «y 72 64 59 62 43 47 33 86 17 74 99 95 86 56 Л 306 318 331 406 424, 443, 463 484, 532, 559, 588, 618, 651, 687, 726,19 768,30 813,63 863,47 'v 72 97 59 18 07 01 33 86 94 74 99 73 86 56 °H. Ill 306 317 330 388 405 423 442 ,030 ,97 57 93 82 79 82 Край поглоще- поглощения 190 195 201 208 222 230 237 246 254 264 284, 295, 306, 318, 330, 344, 357, 373, 389, 406, 423, 442, 463, 484, 508, 532, 559, 618, 651, 687, 726, 768, 813, 863, 918, 977, 1042, 1114, 1193 1280 1377 1485 1604 1739 1892 2065 2263 2491 2751 3064 3431 3862 4388 5008 5774 6715 7935 9492 11516 " 10 ,10 6 5 64 10 6 2 8 4 58 1 23 14 70 04 77 44 27 09 82 98 15 84 12 88 34 48 59 38 15 14 85 72 09 73 63 3 ,4 ,7 ,65 ,02 ,87 ,83 ,54 ,9 ,0 ¦ 2 ,7 ,3 ,0 ,88 ,0 ,1 ,9 ,2 ,2 ,5 ,0 798
L-серия Таблица 35.3 Элемент *>°Fm "Es 9IBk ««Cm S5Am 94Pu "No sipa »oTh 83Bi 82Pb 81T1 8°Hg '9Au '8Pt "Ir ^Os 75Dp 74W '3Ta !2H[ «Lu '°Yb e»Tm e8Er «'Ho "Dy «Tb e4Gd e3Eu e2Sm eiPm eoNd Б9Рг 58Ce 6ILa 6eBa 66Cs 631 Б2Те «Sb 60Sn «In - . 746,4 768,3 791,92 975,01 1005,63 1036,99 1069,2 1104,34 1139,86 1177,15 1215,0 1256,3 1299,14 1343,07 1389,3 1437,2 1488,2 1541,2 1596,4 1655,3 1716,7 1781,4 1849,3 1922,1 1996,4 2162,2 2250,1 2344,2 2443,8 2549,7 2661,1 2906,10 3040,35 3183,60 3336,50 3499,75 "HI 708,79 730,7 753,24 936,66 967,21 998,50 1030,46 1065,64 1101,65 1138,47 1177,2 1217,6 1260,3 1304,09 1349,7 1398,2 1449,4 1502,3 1557,9 1616,0 1677,0 1742,5 1810,9 1882,7 1958,0 2037,9 2122,2 2212,4 2305,9 2405,3 2510,9 2622,9 2868,40 3002,75 3146,10 3299,10 3462,70 686 707 728 903 932 961 993 1025 1066 1094 1169 1209 1251 1296 1339 1491 1664 1728 1796 1865 2019 2102 2191 2285 2381 2486 2715 2841 2973 3115 3267 Конечный уровень [/ 4 3 6 5 3 6 6 60 0 8 8 77 4 ,7 ,8 ,3 ,1 ,7 ,3 ,5 ,6 ,7 ,6 ,4 ,00 ,05 ,35 ,35 . 679,5 700,3 721,8 896,0 925,1 954,5 984,2 1018,64 1052,4 1087,4 — 1162,4 1202,37 1244,4 1287,0 1333,0 —. — 1482,3 _ — —. 1788 1858,1 .—. 2011,7 2095,8 2184,0 2277 2371,3 2473,0 2707,95 2833,20 2986,50 3108,80 3260,95 (начальный Nl 603 622 640 794 819 845 872 902 932 963 .—. 1029 1065 1103 1141 1183 1225 1271 1318 1367 1420 1473 1531 1593 1655 1797 1875 1955 2041 2134 2232 86 6 79 00 17 71 4 44 33 32 9 89 0 3 2 6 ,2 ,4 ,7 ,3 ,8 ,0 ,9 ,9 ,4 ,0 ,9 ,6 ,1 ,4 2442, 2562, 2689, 2826, 297C $, уровень Lj ) *,I. . . 597 615 634 789 812 839 866 896 925 957 1023 1059 1097 H35 И77 1219 1265 1311 1361 1413 1468 1525 1587 1651 1792 1869 1950 2036 2129 2228 4 1 7 8 8 11 6 13 46 93 34 2 20 99 13 6 80 08 6 5 8 3 8 3 9 ,3 ,9 ,7 ,7 ,5 ,9 ,9 ,6 ,6 ,0 . 575 611 760 866 1025 3 °lll . 573. 592,5 2 5 609, 759, 784,3 810,1 831,6 53 865, 895,2 925,7 . . 991,0 69 1026, 1062,4 1100,1 1141,1 1182,0 1226,4 1273,2 1319,7 1371,4 1423,9 1481,8 1540,7 1603,3 1740,8 1815,3 1895,2 1978,7 2071,9 2169,6 2386,3 2506,1 2634,3 2771,7 2920,3 6 5 3 34 57 pn, in . 568,9 604,6 755,3 — — — _ — — .— — — — — — — — — — — — — — 803, 827 852 1056, 1090 1125 1161 1200 1240 1281, — 1370 1418 1467 1519 1573 1631 1692 1754 1822 1893 1935 2045 — 2214 2404 2507 2614 2734 2856 2986 3273 3431 3600 3780 3975 l 5 8 8 5 0 4 6 27 3 7 6 26 9 7 8 3 8 0 5 2 2 7 ,2 ,7 ,25 ,30 ,25 ,95 ,05 конечный уровень (начальный уровень L\ «IV 567,960 584,57 601,741 619,548 638,014 657,125 676,934 697,463 718,51 740,7 763,56 950,02 980,83 1012,99 1046,52 1081,26 1117,58 1155,40 1194,90 1236,03 1279,18 1324,23 1371,1 1420,7 1472,5 1526,8 1583,4 1643,5 1706,6 1772,7 1842,5 1916,3 1993,6 2075,4 2162,2 2253,9 2351.0 2453,3 2562,2 2678,0 2931,41 3070,46 3219,09 3377,96 3548,03 -I — — — — 634, 653, 673, 837, 864, 892, 922, 953, 985, 1019, — 1091, ИЗО, 1170, 1212, 1256 1303, 1352, 1403 1459 1515, 1574, 1637 1705 1775 _ 1931 2016 2105 2200 2302 2412 2651 2784 2925 3078 3242 2 6 4 7 7 9 9 73 7 5 2 09 8 1 0 3 2 2 6 1 3 1 6 8 5 2 65 35 85 ?0 45 485,692 499,758 514,342 529,439 545,090 561,337 578,151 595,600 613,59 632,5 651,76 811,43 838,01 865,71 894,6 924,70 955,99 988,76 1022,96 1058,7 1096,31 1135,58 1176,5 1220,3 1264,8 1312,7 1362,6 1414,2 1469,7 1526,6 1588,6 1654,3 1723,1 1795,2 1873,8 1956,8 2044,3 2137,2 2236,7 2343,0 2577,14 2706,84 2845,75 2995,01 3155,71 600, 637, —. 822, 849, 908, 938, 971, — _ 1078, 1118, — 1202 1248, 162f 1851 1932, 2019 2218 ¦ ' ' р ) 0 4 0 0 25 6 9 93 5 3 ) 4 2 «IV 593, 612, 631, 788, 815, 842, 872, 901, 932, 964, 1034, 1072, 1111, 1196, 1240, . . . . 4 0 13 74 14 28 4 15 3 9 4 26 5 9 5
00 Элемент «Cd 47 Ag 4ejb(j «Rh *4Ru 42Mo «Nb 40Zr Конечный уровень (начальный уровень Lj ) -II 3674,35 3862,40 4062,7 4280,0 4513,7 5038,4 5334,5 5656,5 Элемент looprn "Es 98Cf 97 Bk 9eCm 9EAm 94Pu 93Np 9lPa 90Th 88Ra 83B{ 82Pb 81J1 80Hg I9Au 78Pt "Ir '«Os 76Re 74W 73Ta !2Hf "Lu 70Yb e<Tm , e8Er «7Ho e«Dy «Tb 3637,40 3825,45 4026,2 4243,5 4477,5 5003,0 5299,3 5621,4 -IV 3429,6 3604,15 3791,0 — — — 3423,10 3597,70 3784,2 — — — "и 3131,5 3300,С 3482,1 3678,С 3889,4 4370,? 4644,7 4943,4 ) PII, III _ — — — — — П родолженне таб л. 35.3 Конечный уровень (начальный уровень /,ji) Ml 4184,50 4409,2 4650,8 4911,6 5194,4 5835,4 6198,1 6593,3 -iv 3730,54 3926,50 4137,60 4365,10 4611,10 5166,35 5481,0 5824,0 Ni 3418,50 3609,05 3814,4 4036,6 4278,5 4827,0 5141,1 5486,4 Конечный уровень (начальный уровень ^щ) . . 1064, 1088, 1112, 1313, 1347, 1381, 1418,' 1456,1 1496, 1530, 1627,. 1674, 1724, 1774, 1831, 1890 1951, 2015, 2082, 2154, ( 2229,( 9 5 8 7 1 9 11 57 1 9 3 75 9 1 В 1 1 1 ) ) — — — — 1032, . 1078,. — 1269, 1305,( — 1410,( 1449,( 1490,( 1621,( 1671,' — . . 9 Ъ ) ) ) ) 7 — — — — .—. 961,' 1009 — 1209, 1242,( — __ 1348,! 1429,; 1561,( 1608 Л — — 12 1 ) 21 ) -IV 767,889 784,890 802,399 820,545 839,246 858,580 878,639 899,331 920,62 942,7 965,85 — 1153,01 1184,08 1216,26 1249,51 1285,02 1321,55 1359,8 1398,66 1441,0 1484,42 1529,78 1577,04 1626,36 1678,9 1733,9 1791,4 1852,1 1915,96 1982,3 -v 755,418 772,444 790,052 808,217 827,017 846,422 866,517 887,271 908,74 930,9 954,05 — 1141,50 1172,58 1204,93 1238,63 1273,68 1310,33 1348,47 1388,59 1429,97 1473,37 1518,85 1566,07 1615,51 1667,8 1722,8 1780,4 1841,0 1904,90 1971,5 Nl _ — — — — — 786,79 806,2 826,46 — 991,31 1019,06 1047,48 1076,8 1108,79 1141,00 1175,45 1204,8 1248,1 1287,32 1328,4 1371,1 1414,3 1462,7 1511,5 1563,6 1618,8 1677,7 1737,5 "IV _ — — — 755,1 4 793,94 — 955,08 980,83 1010,С 1069,« 1101,6 1134,t 1205,7 0 1243,80 1283,1 -v 622,416 636,930 651,897 667,368 683,365 699,949 717,109 734,870 753,07 772,1 791,92 953,24 980,83 1008,22 1037,70 1068,01 1099,74 1132,97 1168,84 1204,1 1242,07 1281,90 1323,5 1367,2 1412,8 1460,2 1510,6 1563,7 1619,8 1679,0 VI ^ _ — — — — — _ 739, — 775, — 933, 959, 987, — 1045, 1076, 1109, — — 1216, — — — — — /II 3 2 0 5 0 30 9 1 23 °i — — — — — 734,6 753,0 772,8 — 933,0 960,3 988,0 1015,5 1047,79 1079,4 1112,6 1183,3 1221,51 1261,3 1303,5 1345,9 . . 1489,2 . . 1595,7 1655,8 IV, V 724 743 763 923 950 978 1006 1038 1070 1103 1140 1174 1213 1253 1296 1339 1656 ,85 ,7 ,6 ,65 ,77 ,49 ,7 ,31 ,21 ,57 ,7 ,01 ,2 ,7 ,8 -iv 3328,80 3515,45 3716,9 3935,5 4173,6 4716,1 5025,8 5373,2 «IV ¦ Край поглощения L 449,878 462,905 476,416 490,408 504,959 520,027 535,697 551,947 568,0 603,9 755,9 781,2 807,2 834,2 862,2 891,4 922,3 955,8 987,3 1022,53 1057 1095,3 1136,21 1176,4 1219,6 1265,5 1314,6 1362 1418,1 465,430 479,128 493,341 508,090 523,393 539,270 555,790 572,930 591,3 629,3 670 787,8 814,3 841,9 870,8 900,9 932,1 965,4 999,8 1035,4 1072,15 1110,2 1151,5 1194,0 1239,2 1284,9 1335,60 1386,9 1435 1498,1 <-III 591,670 605,273 620,574 635,784 651,553 667,908 684,878 702,452 720,911 760,0 802 922,1 949,2 977,8 1007,5 1038,2 1070,0 1103,8 1139,0 1175,5 1212,52 1251,7 1293,0 1337,5 1382,64 1429,9 1479,19 1532,2 1576 1645,3
Продолжение табл. 35.3 Элемент «4Gd «3Eu e2Sm eiPm eoNd 69 Pr 58Ce 5'La MBa «Cs Б4Хе щ 52Xe siSb 6°Sn «In 4«Cd 4'Ag 46 Pd 45Rh *>Ru 42Mo «Nb 40Zr Конечный уровень (начальный уровень i-ni) 2307,1 2390,3 2477 — 2670,3 2778,1 2885,7 3000 3128,7 3260,1 3550,20 3709,40 3880,30 4063,25 4259,95 4470,95 4697,9 4942,3 5206,2 5492,3 6138,1 6504,2 6904,3 «IV 2052,6 2127,3 2205,7 2287,9 2375,6 2467,6 2565,1 2668,9 2779,3 2895,8 3151,43 3291,70 3441,33 3601,46 3772,98 3956,83 4154,30 4366,90 4596,00 4843,65 5403,15 5720,1 6065,3 2041,9 2116,3 2195,0 2277,5 2365,3 2457,7 2556,0 2659,7 2769,6 2886,2 3142,14 3282,46 3432,22 3592,61 3764,31 3948,30 4145,75 4358,80 4588,00 4835,75 5395,35 5712,5 6058,0 Nl 1803,1 1870,5 1942,2 — 2099,3 2185,9 2276,9 2373,9 2477,3 2587,6 2830,90 2964,80 3108,75 3262,90 3429,00 3607,20 3800,10 4007,9 4233,0 4477,5 5038,4 5350,3 5698,4 1741,9 1808,2 1878,1 1951,8 2031,4 2114,8 2204,1 2298,0 2399,4 2506,4 2744,89 2876,26 3017,24 3168,79 3331,59 3506,99 3695,60 3900,8 4122,2 4362,7 4913,1 5227,1 5574,8 °I 1719,6 1784 1852,3 — 2004,3 2087,4 2176,3 2270 2375,7 2479,6 — — — — — — — — — Край поглощения ч 1474,0 1533,3 1595,4 — 1731,7 1807,1 1885,6 1968,9 2063,5 2162,8 2269,1 2383,9 2505,4 2634,1 2771,5 2919,8 3078,3 3247,4 3427,8 3618,60 4289,7 4571,7 4857,4 4l 1558,1 1622,8 1699,1 — 1839,1 1920,1 2006,7 2098,9 2200,2 2309,1 2424,1 2547,5 2682,0 2824,0 2976,3 3140,6 3319,0 3506,7 3716,3 3934,3 4171,1 4708,5 5367,0 LIII 1706,0 1771,7 1840,8 — 1990,7 2072,8 2159,5 2253,7 2358,0 2468,9 2587,2 2713,9 2849,6 2993,9 3149,5 3317,7 3496,7 3690,8 3900,2 4121,3 4360,1 4902,6 5212,1 5571,6 Элемент S8Sr s'Rb S5Br s4Se S3As »2Qe «Ga 3°Zn «•Cu 28NJ 2'Co 2«Fe Конечный уровень (начальный уровень Z-j ) «II 6006,2 6389,7 6806,7 «III 5970,8 6354,4 6773,6 8912 . . 11 163 12070 13 120 14 240 15 710 "и, III 5272,2 5632,8 6033,4 — Конечный уровень (начальный уровень Ljj) М\ 7026,1 7501,6 8024,7 9235 9939 10 711 11587 12 595 13 692 14 870 16280 18 000 19 730 «IV 6199,2 6610,3 7061,4 8109 8718 9395 10 174 11023 11985 13 053 14 279 15 657 17 255 5863,3 6283,5 6741,4 «I 7341,2 7819,9 8346,4 9564 10 272 11048 11922 12 950 14 053 15 296 16 708 18 297 20 149 Конечный уровень начальный уровень /.щ) «IV 6442,5 6855,6 7310,1 «V 6435,5 6848,7 7303,3 8358 8972 9652 10 435 11290 12257 13 330 14 566 15 968 17 567 6081,7 6505,7 6969,8 . ч 5221,6 5571,3 5985,4 7490,4 8090,8 Край поглощения Lu 5737,3 6662,1 6630,0 8389,7 9106 11837 12 984,4 Чи 5944,4 6362,0 6849,5 8628,2 9348,2 — 12 106,4 13 261,9 .— —
oo о to Продолжение табл. 35.3 Элемент 25Мп 24Сг 20Сэ ieK «Аг 1'С1 i6S "Si i»Al l2Mg "Na Конечный уровень (начальный уровень L\ ) «in 17 540 — . V in — — —_ — — .— . Конечный уровень (начальный уровень ^ц) М\ 21820 24 290 27 320 30 880 35 130 40 460 47 230 67 250 79 290 — . «IV 19120 21280 23 850 27 020 31010 35 950 — . . — 103 800 135 500 169 620 249 080 405 450 Nl — —. — — — — — .— м 22 270 24 790 27 770 31360 35 600 40 960 47 740 67 840 79 980 — — Конечный уровень (начальный уровень f-ui) Miv «V 19 450 21670 24 260 27 390 31330 36 320 — ; — . . 103 800 135 500 170 560 250 450 405 450 A'l . Край поглощения L . -200000 • 26 290 35 630 50 100 60 900 75 700 169 600 249 000 125 500 170 560 250 250
Ж-серия Таблица 35.4 Диаграммные линии и края поглощения Af-серии для элементов от U до № (длины волн даиы в АХ-единицах) [2J Элемент i: 9*u *". 90Th ?SQ| 82P5 81T1 '9Au J8pt "Ir "Os '4W '3Ta 72Hf 'iLu 70Yb «'Ho в6?)у «ть Элемент «4Gd e3Eu e2Sm eoNd Ь9Рг 58Ce s°Sn "Ag 46 Pd 46Rh 44Ru 42Mo 4lNb 40Zr зэу 38Sr s'Rb Элемент 92U 9°Th 8SBi 82Pb 81Ц 79Au 78Pt "Ir Конечный уровень (начальный уровень М ) "II, 2, 2, з, з, 4, 4, 4, 5, in 745 938 732 864 005 291 451 , . 163 Конечный уровень (начальный уровень Мц) 3,322 — — — —. — — Конечный уровень (начальный уровень Л11) «II _ — — — — — — — — 156,1 5 5 6 6 7 7 7 8 040 ,329 ,571 ,788 ,017 ,507 ,774 048 — — — — — . — . 144,41 Nu, III _ — — — — — 18,80 20,1 .— — . . . — JVIV 2,813 3,006 3,829 3,964 4,110 4,424 4,590 4,770 4,944 — 5,342 5,558 — — — OIV 2,440 2,613 — .— — —. — — — — — Конечный уровень (начальны? N\ Конечный уровень (начальный уровень «IV _ — — — — — 47,3 54,00 56,64 59,54 62,18 68,90 72,13 76,60 81,50 85,93 91,51 109,41 Конечный уровень (начальный уровень Afjv) "III 4,615 4,901 6,149 6,371 7,086 7,356 7,629 NV1, VII 3,708 3,934 4,899 5,065 5,239 5,612 5,816 6,025 °II, III 3,570 3,804 4,813 — — _ — — — — — _ 24,35 26,2 27,95 32,30 — — — — 51,32 57,04 76,86 4,322 4,554 5,526 5,694 5,870 6,241 6,442 6,653 — — 7,346 7,596 7,871 — —. — Afn) Njv _ ¦' — — —. — — 20,65 22,1 — 25,50 — 33,0 — — — — Конечный уровень (начальный уровень My) N\] I N\i] 4,937 5,229 6,508 6,729 6,960 — 7,451 7,722 8,002 "VI 3,914 4,143 5,119 5,288 5,461 — 5,842 6,045 6,262 3,514 3,710 4,560 4,705 4,855 5,175 5,346 5,529 5,712 5,919 6,121 6,340 — — . — 3,473 3,672 4,522 4,665 4,815 5,135 5,309 5,490 5,670 5,875 6,076 6,299 6,530 6,748 7,009 7,530 7,849 8,127 8,468 уровень Л4jjj) «I 3,114 4,096 4,235 4,693 4,866 5,620 °IV,V 2,941 3,124 3,926 4,063 4,207 4,514 4,682 4,859 . . . . Конечный уровень (начальный уровень Afjjj) «IV _ — — — — — My _ — — — — — 54,15 — — —. — 60,63 63,00 65,45 68,35 74,90 78,45 81,71 86,50 91,38 96,69 113,8 "vil| ©III 3,902 4,130 5,108 5,274 5,450 — 5,828 6,043 6,249 — 5,157 —. 5,755 5,975 — Kpaii Mj 2,228 2,388 3,219 3,742 3,603 — «II 2,385 2,571 — 3,469 — . . 4,085 3,738 4,270 "I _ — — —- -— — 25,95 28,0 29,79 37,60 40,70 48,50 53,61 59,48 79,76 8,826 9,192 9,580 10,483 10,975 11,511 21,80 25^00 26,85 34,85 — поглощения «in 2,877 3,062 3,893 4,034 4,184 4,340 4,508 4,676 4,851 «IV 2,327 3,550 4,568 4,747 4,936 5,139 5,330 5,544 5,754 3,491 3,722 4,762 4,945 5,136 5,331 5,529 5,746 5,961 803
Элемент '«OS 75Re 74W jsTa 72Hf ?lLu ?°Yb 68Er «'Ho eeDy esTb Конечный уровень (начальный уровень Mjy) "и 8,342 8,646 8,977 9,311 9,666 — . . — Win 8,222 8,559 — — — . — Элемент «4Gd e3Eu e2Sm e°Nd 68Ce 5«Ba 531 «Sb 50Sn 48Cd «Ag 45Rh 44Ru 42Mo «Nb 40Zr зэу 37Rb 35Br 34Se 29CU 28Ni NVl, VII 6,254 6,491 6,743 7,008 7,289 7,583 7,893 8,576 8,947 9,345 9,772 °II, III 6,794 7,083 . — Конечный уровень (начальный уровень Afy ) Wn | WIn 8,293 8,611 8,943,8,972 9,297 9,666 10,047 10,458 11,348 11,839 12,401 12,949 Конечный уровень (начальный уровень Мjy) NU . . — 28 31, 36, 39, 43, 47, 52, 64, 72, 81, 93, 127,84 191,04 — — — N i jj 76 23 75 71 36 67 34 36 20 71 60 126,71 186,97 _ — Wvi, vii 10,233 10,723 11,238 12,375 13,755 .— . — — _ —- . — — — wVi 6,978 — . "VII 6,477 6,715 6,969 7,237 7,524 7,824 8,122 8,783 9,143 9,524 9,917 Конечный уровень (начальный уровень My) Wll, III 13,541 14,191 , 20,59 — 28,76 31,23 36,75 39,71 43,36 47,67 52,34 64,36 72,20 93,60 128,66 192,57 — — Wvi, VII 10,394 10,932 11,406 12,650 14,030 . — от . . . — одолжение таб л . 35.4 Край поглощения «I 4,037 4,365 . — MU 4,412 4,800 . — Mln 5,027 5,427 — «IV 5,975 6,487 6,764 — My 6,194 6,702 6,991 — Край поглощения Mj 110 ,7 «II, III . . . . . 165,8 188/i «IV 15,56 MV 15 19,66 24,28 28,13 30,82 — — 31 . ,89 ,14 . . . . . 227,76 — N-серия Таблица 35.5 о Диаграммные линии ЛГ-серии для элементов от U до Cs (длины воли даны в А) [2] Элемент 92(J 90Th 83Bj 82pb 81X1 8°Hg 79Au '«Pt "Ir '«Os J4W jsTa Конечный уровень (начальный уровень Wjy) WVI 31,78 33,57 42,25 43,6 46,9 48,0 50,1 51,8 55,8 58,1 — — — — — — — — — — — — Конечный уровень (начальный уровень Л?у) NVl. VII 34,81 36,32 — 44,95 46,35 46,4 49,4 50,9 52,8 54,6 58,5 61,0 Оц . — — .— — — Ош — — — — — — — — — Конечный уровень (начальный уровень JVyi) ОIV 42,08 49,53 OV 48,18 91,59 102,38 115,34 — — — — — — — 100,21 113,03 — — — — — — — Конечный уровень (начальный уро- уровень Nyii ) Оу 42,08 50,00 93,09 104,30 117,74 — — — —. —. — — 804
e Элемент ?iLu 70Yb вЗ?г ввОу в5ТЬ вЗЕи e2Sm e°Nd 59Pr 58Се "La seBa 55Cs Конечный уровень (начальный уровень N\y) «vi 62,99 65,1 72,7 — . — — — . . —. 97,2 102,23 112,0 118,12 129,0 136,5 144,4 152,62 163,25 188,60 159,06 183,8 Конечный уровень (начальный уровень Ny) NVl, VII 65,7 69,4 76,3 83,37 86,76 — on — — — — 144", 4 152,62 — — 164,60 190,3 Продолже нр Конечный уровень (начальный уровень О,у — — — — — OV — . — —. — — . — — — — — е табл. 35.5 Конечный уровень (начальный уро- уровень Л/yJj) °V — — — . . — — — 35.4. ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИЙ Интенсивности линий рентгеновского излучения оп- определяются силами осцилляторов и частотами соответст- соответствующих переходов, а также статистическими весами уровней атомов. Вычисление сил осцилляторов пред- представляет собой очень трудоемкую задачу. Однако для относительных интенсивностей линий внутри одного мультиплета можно получить простые соотношения, воспользовавшись следующим правилом Бургера—Дор- гело: если расщеплением начальных (конечных) уров- уровней пренебречь, то суммы интенсивностей тех линий, частоты которых окажутся одинаковыми, пропорцио- пропорциональны статистическим весам конечных (начальных) состояний. Отсюда, в частности, следует для отношения иитенснвностей дублета КщКаг'- 1К . 1К =2:1, что хорошо подтверждается экспериментом. Для линий триплета что также довольно близко к экспериментальным дан- данным. Таблица 35.6 Относительные интенсивности ft-серия Элемент 23у 24Q- 25ДЩ 2вре 27Со 29^ ц 30Zn 3iGa 32Ge 33 As 34Se 35Br 37Rb 39V us j 40Zr 4*Nb 42Mo 44Ru 4^Rh 46 pjj 47 Ag «Cd «In «Sb 52Te 74W 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Конечный 4, 52,1 51,5 54,9 50,0 49,7 49,5 49,7 50,3 50,6 49,9 49,2 50,3 50,9 49,3 50*,0 50,2 49,8 49,9 50,1 50,3 50,0 49,9 49,9 49,9 49,8 50,3 49,7 47,0 52,0 «III 20,5 17,9 22,4 16,7 16,0 18,7 20,0 20,7 21,6 24,0 21,7 28,0 22,2 23,0 27',4 23,3 27,4 27,9 27,9 29,3 27,9 29,0 29,0 29,7 29,6 29,6 31,0 30,6 18,1 20,0 уровень «II, III — . — 0,36 1,32 0,69 1,07 1,73 2,62 4,'16 3,19 4,50 4,90 5,17 5,63 5,78 6,13 6,17 6,42 6,47 7,02 7,08 7,35 4,8 7,8 M1V, V 0,48 0,66 0,34 0,26 0,23 0,20 0,15 — . . — — — — •— — 0,25 0,38 линии [2] /.-серия Элемент 42Mo 45Rh 4ePd 4JAg '3Ta J4W 78 Dt ft 90Th 92(J Элемент Mo «Rh «Ag 74W 78 pt 90Th 92(J Конечный уровень (начальный уровень Z-j) ми 9,9 7,9 6,4 5,8 6,4 5,2 с о 3,2 — 4,1 мт 14,2 12,1 1 Л П 10,0 9,4 7,4 8,2 8,2 3,3 4,2 Mlv __ — 0,5 — — Конечный уровень Mi — 1,2 1,3 1,5 1,8 1,0 Щу 62 61 ТО 59 57 52 51 52 49,4 My — 0,4 0,5 — — — 2,0 1,5 1,5 1,5 «III — 2,7 2,0 — 1,4 (начальный уровень Ljj /V, — — 0,6 0,4 — 0 0 «IV С Q О, О 7,7 ft 5 12 11 9 11 14 12 — 0,8 0,6 0 0 ) °IV — — 0,2 0,3 — 3,9 2,2 805
Продолжение табл. 35.6 Эле- Элемент 42МО «Rh *>Pd 47Ag J3Ta MW jgpt 90Th Конечный Mi — — — — 3,6 3,2 3,4 3,6 2,4 «IV 13 13 12 12 11 11,5 11,4 12 11 уровень My 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (начальный уровень ^Ц|) — — — — — 1,0 1,5 1,4 1,6 NV 8 13 13 21 20 20 23 26 28 Oi — — — — 0,4 — — 0,5 — °IV, V — — — — — 0,2 — — — 35.5. ШИРИНА И ФОРМА ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Ширина линии характеристического спектра рентге- рентгеновского излучения равна сумме тирии верхнего и ниж- нижнего уровней атома. Полная ширина уровня определяет- определяется радиационными и безрадиациоиными (эффект Оже) переходами. Оже-переходы какого-либо определенного типа возможны только в том случае, если энергия пере- перехода превышает энергию связи конвертируемого элект- электрона. Поэтому на кривой зависимости ширины данной линии от Z появляются изломы. Теоретическая форма линии имеет симметричный вид относительно максимума интенсивности. Однако для ряда элементов форма линии несимметрична. Особенно сильна асимметрия у элементов переходной группы же- железа. Такая асимметрия линии объясняется спин-спино- спин-спиновым взаимодействием 2р-электронов с электронами не- незаполненной Зй-оболочки [31. Это взаимодействие при- приводит к расщеплению 2р-уровня, несимметричному отно- относительно начального положения 2р-уровня. Так как расщепление меньше полной ширины каждого из под- подуровней, то форма результирующей линии становится асимметричной. Аналогичная картина асимметрии ли- линий рентгеновского излучения наблюдается в некоторых химических соединениях и сплавах и связана с характе- характером химических связей [3J. Количественно асимметрию линий характеризуют индексом асимметрии а, равным отношению длинновол- длинноволнового отрезка а ширины линии к коротковолновому отрезку Р (рис. 35.1): 1 X оС Рис. 35.1. Схема, поясняющая индексы асимметрии рентгеновской линии. Таблица 35.7 Ширина линий /f-серии на середине ординаты максимума интенсивности [2] Элемент 20Са 22Ti гзу 24Сг 25Мп 2в ре 2'Со 23Ni 29Ql 30Zn Переход ДХ, Л 1,60 1,22 1,15 1,03 1,10 1,01 0,81 0,68 0,58 0,51 -L\n ДЯ, эв 1,76 2,00 2,26 2,22 3,09 3,34 3,1 3,07 3,0 3,1 К- ДХ, Л 1,50 1,43 1,35 1,23 1,22 1,12 0,95 0,85 0,77 0,58 ЛЕ. эв 1,69 2,33 2,67 2,89 3,43 3,60 3,7 3,78 4,0 3,5 Элемент 3*Ge 38Sr «°Zr "Nb 42Mo 44Ru 45Rh 48 Pd 47Ag 74W Переход K-Lln ДХ, Л 0,43 0,35 0,33 0,33 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,152 ДЯ, эв 3,4 5,7 6,6 7,4 7,2 8,7 9,5 10,1 П.1 43,0 K-Lu ДХ, Л 0,46 0,36 0,35 0,31 0,32 0,29 0,29 0,29 0,29 0,153 Д Я, эв 3,7 5,8 6,9 6,9 7,7 8,6 9,4 10,3 11,3 43,3 806
Продолжение табл. 35.7 Ширина линий /.-серии Элемент ¦ 4'Ag 73Та J4W '4Re "Os "Ir I8Pt 79Au 81Ц 82pb 83Bi 92(J Переход LX - Mn дх, x 7,1 2,25 2,22 2,10 2,05 1,98 2,05 2,05 1,89 1,83 1,46 AE, эв 5,9 14,1 15,1 16,4 17,1 17,7 19,4 20,7 21,6 22,2 32,2 Li - ДХ, X 7,9 1,61 1,59 1,63 1,65 1,56 ,70 1,70 ,60 ,39 . 0,77 - Мш AE, эв 6,6 11,7 12,3 13,6 14,7 14,9 17,2 18,4 19,7 18,3 18,8 ДХ, X 9,7 ,15 ,12 ,14 1,13 ,10 1,20 ,12 ,08 1,17 NU AEt эв 11,0 ii,6 12,1 13,2 14,0 14,6 . 18,1 19,3 19,9 39,4 ДХ, X 9,0 0,99 ( 1,00 1,02 1,00 ),9Q 1,09 ,07 ,02 ,04 0,94 Nm ДЯ, эв 10,2 10,0 11,0 12,0 12,6 13,3 15,6 16,4 17,8 19,4 32,4 Ll ~ Оц I ДХ, X 1,40 . — — AE, эв 16,2 — — — — 41- ДХ, X 3,0 0,94 0,85 0,81 0,76 0,73 0,84 0,81 0,75 0,66 0,70 0,60 -Mlv AE, эв 2,4 6,6 6,5 6,5 6,6 6,8 8,3 8,5 9,0 8,4 9,6 14,3 Элемент «7Ag jsTa 74W '4Re '«Os "Ir j8pt 79Au 81Ц 82Pb 83Bi 92O Переход '-II- ДХ, Л 2,88 0,99 0,91 0,87 0,80 1,12 0,85 0,80 0,71 0,65 0,67 0,49 "IV ДЕ, эв 3,95 9,5 9,3 9,5 9,4 9,6 11,4 11,5 11,7 11,4 12,5 15,9 LH — ° iv ДХ, X 0,62 . 0,47 ДЕ, эв 7,0 . 16,4 Ljjj — М\у дх, х . 0,99 ДЕ, эв _ ,— . — _ .— — — 14,4 Liu - ДХ, X 4,5 1,26 1,19 1,17 1,13 1,11 1,05 1,03 0,88 -«V liii — Ni ДЕ, эв 3,2 7,2 8,1 8,4 8,6 9,4 9,5 9,8 13,1 ДХ, X — — — — . — 0,97 ДЕ, эв — — .— 19,4 ДХ, X 3,00 1,31 1,23 1,23 1,10 1,01 1,09 ,04 0,95 0,92 0,90 0,74 -ЛГу ДЕ, эв 3,72 9,8 9,8 9,8 9,9 9,7 11,1 11,2 11,5 11,8 12,1 16,1 дх, х 0,65 . 0,50 °IV,V ДЕ, эв 6,5 . . . 11,9 Ширина линий Af-серии Элемент 38Sr 40Zr «Nb «Mo «Ru teRh «Pd «Ag «Ag Переход MV~ NU, Ш Mv~-Wn, in MV ~NH, III MV~ Nll, III mv—/v „, My— #Ц, III Mv —^ii in mv— wn, in ДХ, X 2,02 1,17 1,45 1,02 0,85 0,84 1,03 0,33 1,45 ДЕ, эв 1,99 2,06 3,44 3,05 3,79 4,57 6,74 8,6 13,6 Элемент 4'Ag "Ag "Ag 48Cd 50Sn 51Sb 52Xe иВа 57La 58Ce Переход м„ — miv miii— Mv «II- NIV Mv - Nn, in Mv - Nn, in Mv - Nu, in Mv - Nu, ш Mv — Nu, in My — #11, III Mv - Nu, in ДХ, X 0,9 1,1 0,26 1,65 1,32 1,26 1,07 0,24 0,27 0,28 Д?, эв 3,8 3,7 7,5 14,8 16,4 18,5 18,5 7,0 9,1 10,6 807
Мина Волны Излучения Я,А -—№ 2,5- 2 Z~- Cr Yb '- Mn .-\Co .-- x V - - Cu\ In ' ~ Ztl а?-. ¦Г/7 0,35-. - OS p* Аи \- P6 10,1-* \ "— AsfTa) \ >_- (W) \ ?-_ (Pt) \ -- (Аи) \ Поглотитель 2 \ Ч \ 8 - 10 \20 z 50 4 Illl до-5 Поправка на К- края V ч \ ч ч скачок / / / / / 17 J j 1 К \ \ \ \ \ \ \ 1 1,5 2 3 - е I fo 15 20 25 Щ- 30 ев 70 80 90 too 150 200 250 ¦300 400 500 900 1000 1500 2000 2500 3000 4000 5000 ¦ 6000 Рис. 35.2. Номограмма для определения массового коэффициента ослабления цт [2].
Продолжение табл %.7 Эле- Элемент J4W "It 78Pt «9Au AX, X 6,6 7,7 5,8 6,8 ДЕ, вв 1,68 2,5 2,0 2,5 My — Wyl AX, X 1,2 6,4 AE, as 0,31 2,5 «ly—Wvi vii ДХ, X 7,85 6,5 5,3 18,0 ДЯ, зв 2,14 2,2 1,9 8,5 Mm - WV ДХ. X 18,0 23,0 AE, эв 6,0 9,5 «iv — Win ДХ, X 4,97 ДЯ, э« 0,84 M\v~ °II, III ДХ, X 10,9 AE, зв 3,01 «v — Nu AX, X 80,5 ДЯ, зе 12,5 Mv — WHI AX, X 13,3 AE, 2,3 ЩЦ-Nl AX, X 32 AE, вв 10,0 Таблица 35.8 Индексы асимметрии [2] Элемент i'CI 19К alSc 23 у **Cr 0,9 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,0 Элемент SMn aspe « Co a8Ni a9Cu 30Zn 1,5 1,6 1,4 1,2 1,2 1,1 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 Элемент SlQa S2Ge S5Br «Sr 4°Zr 42 Mo 1,0 1,0 1,0 1,0 1 ,0 1,0 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,0 35.6. ПОГЛОЩЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО Поглощение рентгеновского излучения в веществе сопровождается образованием фотоэлектронов, оже- электронов и испусканием атомами вещества вторичных фотонов. Ослабление интенсивности рентгеновского излучения происходит по экспоненциальному закону: / (х) = /оехр (— [«¦). Здесь 1(х) — интенсивность рентгеновского излучения на расстоянии х от поверхности вещества; /о — интен- интенсивность на поверхности; |л, см'1 — линейный коэффи- коэффициент ослабления. Так как энергия рентгеновского излучения намного превосходит энергию химической связи, то поглощение рентгеновского излучения атомами вещества происхо- происходит независимо. Если вещество состоит из атомов одного сорта, то полезно ввести массовый коэффициент ослаб- ослабления (!„, = |л/р, где р — плотность, г/см3. На рис. 35.2 приведена построенная по эксперимен- экспериментальным данным номограмма, позволяющая определять |хт в зависимости от Z — атомного номера поглощаю- поглощающих атомов и Я. — длины волны излучения. Следует иметь в виду, что коэффициент поглощения как функция длины волны Я испытывает скачки при Я, равной Х^( 1L и т.д., тлеХк, X. ...—длины волн краев погло- поглощения К-, L-серий. Край поглощения определяется пере- переходом из данного уровня на первый нз незаполненных уровней, для которого выполняется условие дипольно- го поглощения. Значения краев поглощения для раз- различных элементов приведены в табл. 35.2—35.4. Физи- Физически эти скачки в [Лщ связаны с тем, что при Я. < Я.^. фотоэффект может происходить на всех электронах ато- атома, при Я>Я к из игры исключаются электроны К-обо- лочки. Аналогичная картина имеет место при Я = ¦= Я^. Поправки на эти скачки также приведены на диаграмме рис. 35.2, штриховая линия на которой ил- иллюстрирует нахождение цш для поглощения Kh линии о железа с длиной волны 1,753 А в медн (Z =. 29). Че- о рез точки Я = 1,753 Аи Z = 29 проводим линию до пересечения с осью цт. Это дает значение для |лт, равное 600. По табл. 35.2 и 35.3 определяем, что рассмат- рассматриваемая длина волны лежит между краями поглоще- поглощения К- и Lf -серий в меди. Поправка на скачок /С-края, измеряемая горизонтальным отрезком V, против значе- значения Z = 29, откладывается вверх от цифры 600; полу- получающаяся точка 75 дает истинное значение |лт. Для сложного химического вещества линейный ко- коэффициент поглощения может быть выражен через весо- весовые концентрации Ct и массовые коэффициенты ослаб- ослабления (цт)г элементов, образующих данное соединение: Здесь р — плотность сложного вещества, г/см3. Сум- Суммирование производится по всем элементам, входящим в сложную молекулу. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рентгеновские лучн. Пер. с нем. и англ. Под ред. М. А. Блохина. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 2. Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. М., Гос- Госте хтеориздат, 1953. 3. Вайнштейи Э. Е. Рентгеновские спектры атомов в молекулах химических соединений и в сплавах. М,—Л., Изд-во АН СССР, 1950.
VI. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА ГЛАВА 36 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ 36.1. ВВЕДЕНИЕ Элементарными в традиционном смысле этого слова следовало бы называть самые простые, неделимые час- частицы материи. Однако подавляющее большинство час- частиц, которые относят к разряду элементарных, не удов- удовлетворяют этому критерию.так как они нестабильный в результате распада превращаются в другие элементар- элементарные частицы. Такая нестабильность не означает, что- распадающиеся элементарные частицы состоят из ко- конечных продуктов своего распада, которые можно было бы тогда считать истинно элементарными частицами. Это видно уже из того факта, что схемы распада многих элементарных частиц, а следовательно и конечные про- продукты распада, могут быть разными. Как известно, тра- традиционное понятие элементарности не применимо к тому, что принято называть элементарными частицами, поэтому в настоящее время существует скорее не опре- определение того5 что такое элементарные частицы, а правило, по которому в разряд элементарных частиц относят все мельчайшие частицы материи, за исключением атомных ядер с массовым числом больше единицы. -Ф 36.2. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ В зависимости от того, в каких взаимодействиях участвуют элементарные частицы, их разбивают [11 на три основные группы. Самая большая группа — адро- ны — элементарные частицы, участвующие в сильных взаимодействиях. Адроны разделяются иа мезоны, час- частицы с целочисленным значением спина, и барионы, частицы с полуцелым значением спина. Вторую груп- группу — группу лептонов образуют частицы, участвую- участвующие только в слабом и электромагнитном взаимодейст- взаимодействиях. Третья группа состоит из одного фотона, участ- участвующего только в электромагнитном взаимодействии. Строгие квантовые числа элементарных частиц со- сохраняются во всех взаимодействиях. К их числу отно- относятся: электрический заряд — величина, кратная для всех частиц заряду электрона; электронный лептонный заряд 1е=\ для электрона е~ и электронного нейтрино че и 1е = — 1 для позитрона е+ и электронного антинейтрино че. Для остальных частиц 1е=0; мюонный лептонный заряд I = 1 для (i~ и v и 1^ = — 1 для (j.+ и v . Для остальных частиц 1=0. Различие электронного и мюонного лептонных зарядов определяет два типа нейтрино (уе и v^) ; барионный заряд В, равный 1 для барионов и—1 для антибарионов. Для остальных элементарных час- частиц 6 = 0. Сохранение барионного заряда означает, что во всех ядерных реакциях любое изменение полного числа барионов должно сопровождаться точно таким же изменением полного числа ангибарионов; спин J — величина, характеризующая внутренний момент количества движения. Сохранение спина связано со свойством изотропности пространства по всем направ- направлениям. Нестрогие квантовые числа элементарных частиц сохраняются только при определенных взаимо- взаимодействиях. К их числу относятся: изотопический спин, гиперзаряд, пространственная и зарядовая четности, G-четность и квантовое число А. Изотопический спин I определяет число частиц в одном зарядовом мультиплете. Сильные взаимодействия элементарных частиц обладают свойством инвариант- инвариантности относительно величины изотопического спина. Слабое и электромагнитное взаимодействия нарушают симметрию в изотопическом пространстве, поэтому изо- изотопический спин перестает быть строгим квантовым чис- числом. J Странность S была введена для объяснения экспе- экспериментально наблюдаемого множественного (ассоциа- (ассоциативного) рождения гиперонов и /(-мезонов. В сильных взаимодействиях имеет место закон сохранения стран- странности [1, 2]. Это в частности приводит к тому, что гипе- гипероны и /(-мезоны стабильны по отношению к сильным распадам и могут распадаться только в результате сла- слабых взаимодействий, нарушающих закон сохранения странности. Максимальное значение j S | для известных в настоящее время элементарных частиц равно трем. Гиперзаряд Y определяется как сумма В -f- S, он связан с зарядом Q и величиной /з соотно- соотношением Гелл-Мана—Нишиджимы: Q = /з + К/2. Пространственная четность Р определяется харак- характером преобразования волновой функции элементарных частиц при зеркальном отражении. Собственные значе- значения оператора отражения Р определяют обычно, ис- исходя из того, что двойное отражение есть тождественное преобразование, т. е. Р2 = 1. 810
Зарядовая четность С определяется как собственное значение оператора зарядового сопряжения. Этот опе- оператор антикоммутирует с олератором полного заряда системы. Поэтому только состояния с полным зарядом, равным нулю, могут обладать определенным значением зарядовой четности. В слабых взаимодействиях проис- происходит нарушение законов сохранения Р- и С-четиостей. Однако «обычные» слабые взаимодействия обладают СР-инвариантностью (закон сохранения комбинирован- комбинированной четности). В 1964 г. было обнаружено, что наряду с «обычным» СР-инвариантным распадом Kl -*¦ Зя с малой вероят- вероятностью (порядка 0,2%) происходит распад Kl -* 2я, в котором СР-четность нарушается. Возможно, что СР-неинвариантное взаимодействие «сверхслабое» и тогда оно может проявляться практически только в рас- распадах каонов. Это связано с исключительно малой раз- разницей масс нейтральных каонов — Ks и Kl , для кото- которых СР-четности различны. G-четность определяется как собственное значение оператора G-четности, равного Сехр (Ы1у) [3]. Она оп- определена только для сильновзаимодействующих не- нестранных частиц с нулевым барионным зарядом, тем самым это могут быть либо я- и т) -мезоны, либо образо- образования элементарных частиц с S и В, равными нулю. G-четность сохраняется только в сильных взаимодей- взаимодействиях. В отличие от С-четности она имеет определен- определенное значение и для заряженных членов изотопического мультиплета. Сохранение G-четности накладывает це- целый ряд запретов в сильных распадах элементарных частиц. Квантовое число А введено для объяснения некото- некоторых эмпирических правил отбора в распадах мезонов. Приближенный характер /4-инвариантности распадов мезоиов связан с тем, что учет роли виртуальных барио- барионов в этих распадах приводит к нарушению /4-инвари- /4-инвариантности. Однако это нарушение может быть малым, так как порог рождения пары барион — антибарион относительно велик [4]. Из октетов строятся неприводимые представления более высокого ранга, например первые два: декуплет и 27-плет. Декуплет образуют барионные резонансы с/ = а также Q~ -гиперон. Барионные резонансы с = 3/2+ Jp — 5/2+ и/= 7/2+ группируются в октет ( Jp == Б/2+) и декуплет (у"='/2+). Аналогично строятся унитарные супермультиплеты для мезонов и мезонных резонансов. Преобразоваиия группы SUC) можно рассматривать как преобразование в пространстве унитарного спина U. Каждому супермультиплету соответствует опреде- определенное значение унитарного спина, при этом величина 2?/ 4- 1 равна числу различных значений гиперзаря- гиперзаряда К в данном супермультиплете. Для октетов U = 1, для декуплетов U = 3/2. Таблица 36.1 Унитарные супермультиплеты элементарных частиц [8] Октеты У 1 1 0 0 0 0 —1 —1 Х/2 Х/2 1 1 1 0 Х/2 Х/2 /з Х/2 -Х/2 1 0 —1 0 Х/2 Барионы р п 2+ 2° 2" А Е° Е- Мезоны к+ к0 It0 к° к- Мезоны jp __ |- к*+ к*0 р+ р° р" <е к*0 к*- 36.3. УНИТАРНАЯ СИММЕТРИЯ И СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ МАССАМИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ Унитарная симметрия элементарных частиц может рассматриваться как обобщение симметрии в изотопи- изотопическом пространстве. Основой изотопической симметрии является инвариантность сильных взаимодействий отно- относительно преобразований в пространстве изотопическо- изотопического спина. Близость масс изотопических мультиплетов, различающихся только значением гиперзаряда Y, позволяет сделать предположение, что сильное взаимо- взаимодействие состоит из собственно сильного взаимодейст- взаимодействия и умеренно сильного взаимодействия. Собственно сильное взаимодействие допускает более высокую сим- симметрию — унитарную симметрию элементарных час- частиц, которая включает в одну группу (супермульти- плет) элементарные частицы, относящиеся к разным значениям / и Y. Умеренно сильное взаимодействие на- нарушает унитарную симметрию, снимая вырождение по массам внутри супермультиплетов. При симметрии в изотопическом пространстве сохра- сохраняются две величины /2, Is, а изотопические мультипле- ты даются неприводимыми представлениями группы St/B). При унитарной симметрии сохраняются уже три величины: /2, /з, Y, а унитарные супермультиплеты да- даются неприводимыми представлениями группы SU C) [5]. Наинизшим физически возможным (т. е. имеющим целочисленные значения Y) неприводимым представле- представлением группы SU C) является октет, которому ставят в соответствие восемь барионов р, п, А0, ?+, I", 2°, S~, E°. Частица Д++ д+ д° д- у? уГ Е*о Е*- Q- Декуплет барионов J 1г 3/2 Х/2 -Х/2 з/ /2 1 0 J -Х/2 Х/2 0 = 3/2+ / 3/2 3/2 3/2 3/2 1 1 1 Х/2 Х/2 0 Y 1 1 1 1 0 0 0 J —1 —2 Расщепление по массам элементарных частиц внутри супермультиплета получают, сделав простейшее пред- предположение, что умеренно сильное взаимодействие ком- компонент супермультиплета в вакууме описывается неким эффективным постоянным полем. Квантовыми числами, характеризующими такое расщепление, являются Y и /(/ -(-1) — У2/4. Тогда для масс барионов, входя- входящих в супермультиплет, справедливо соотношение 811
Гелл-Ma на—Оку бо: т=т„ + AmjY + Лт2 [/ (/ + 1) — У2/4]. C6.1) Отсюда следует, что массы барионов, входящих в октет, связаны условием 2 (тв + mN) = ms + 3mA . C6.2) Здесь mi — масса покоя ?-й элементарной частицы. Из C6.1) для барионного декуплета следует условие эквидистантности масс т<^ — тв = тЕ — ту* = ту* ¦— Шд . C6.3) По аналогичной схеме получают соотношение меж- между квадратами масс элементарных частиц, входящих в мезонные октеты; Символы бариоиов и барионных резонансов * [8] 4/п|. = C6.4) Формулы C6.2)—C6.4) очень хорошо согласуются с экспериментом. Исключение представляет только октет векторных мезонов (ср, К*, р), для которого согласие хуже. ' 0 1/Z 1 3/1 у + 1 У' 0 -1 -Z * Штриховой линней показаны частицы, объединяющиеся в унитарный октет. Штрих-пунктирная линия показывает объеди- объединение частиц в унитарный декуплет. 36.4. СИМВОЛИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ Помимо обычных, «разговорных», наименований элементарных частиц, которые приводятся в таблицах в колонке «Частица», существует предложенная Чу, Гелл-Маном и Розенфельдом [6] символика мезонов и барионов, обеспечивающая группировку элементарных частиц по изотопическому спину и гиперзаряду. В табл. 36.2 и 36.3 приведены символы барионов и мезонов в за- зависимости от / и Y, объединенных в унитарные супер- мультиплеты. Дополнительные обозначения, которые записываются в виде индексов у символа элементарной частицы, обеспечивают группировку частиц по значе- значению четности и спина, а также связывают частицы, рас- расположенные на одной траектории Редже [7]. Правила, по которым вводится индекс у символов барионов и мезонов, приведены в табл. 36.3. Например, протон и нейтрон, для которых / х/; Y I JP l/+ обозначаются символом Na (или Таблица 36.3 Индексы у символов бариоиов и мезоиов [8] Частица Барион Мезон Индекс верхний нижний JP JP I а i+ 2 0+ П а 5+ 2 2+ I Р 1- 2 о- II Р 5- 2 2- I т з- 2 1- 11 т 7" 2 з- I 8 3+ 2 1+ 11 8 7+ 2 3+ Таблица 36.2 Символы мезоиов и мезонных резонансов* [8] I 0 1/Z 1 Y + 1 к' \ 0 /'\ -1 36.5. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ, СТАБИЛЬНЫЕ ПО ОТНОШЕНИЮ К СИЛЬНЫМ РАСПАДАМ Приведенные в табл. 36.4 погрешности измерений, как правило, представляют собой среднеквадратичес- кие отклонения. Если приведенное значение получено в результате обработки данных различных экспериментов и погрешности измерений распределены не по нормаль- нормальному закону, то истинное значение погрешности есть вычисленная погрешность, умноженная на приводимый в таблице множитель S («шкала»). Q — значение выделяемой при распаде энергии; Р — наибольшее возможное значение импульса частиц; с — скорость света. 812
Характеристики элементарных частиц, стабильных по отношению к сильным распадам [9, 10] Таблица 36.4 СО Класс Фотон Лептоны Мезоны Частица Tf V Квантовые числа A-) С- (i) (i) (i) i (о-) с- 1@-) С^ Масса покоя, 0 (<2-10~21) 0(<60зв) 0(<1,2) 0,5110034+ + 0,0000014 105,65948+ +0,00035 139,5688± +0,0064 134,9645 + + 0,0074 Разность масс, Мэв — — тъ±— "V± = = 33,909 ± +0,006 тк±— т°ж = =4,6043 + ±0,0037 Среднее время жизни, сек Стабилен Стабильны Стабильны B,1994 ± + 0,0006) 10-«, S = 2,2 B,6030 + + 0,0023I0-8 @,84 + 0,10) Ю-16, S = 1,6 Каналы распада Схема распада — — еп Зе ei V \ ече ем eve+e V je+e е+е е+е Относительная вероятность, % — — — 100 <1,6-10-Б <6-10"9 <2,2-10-8 100 A,24 + 0,03) Ю-4 A,24±0,25) 10 A,01 ±0,09) Ю-8 C,0+0,5)-10"8 <3,410-8 98,8 1,19 + 0,05 <510~« C,2+0,3) 10~5 <6,1 -10-5 СУ — — 105,15 33 92 139,07 33,92 4,09 135,00 133,95 — — 52,8 29,80 69,80 29,80 4,50 70 70 67,50 67,49 67
00 Продолжение табл. 36.4 Класс Мезоны Частица к0 = Ks + Кц Ко = jA2~ Квантовые числа 1 Масса покоя. Мэе 493,707 + ±0,037 •с 497,70 + +0,13 Разность масс, =3,99+0,13 S = l,l Среднее время жизни, сек 1 A,2371± +0,0026I0-ь, S= 1,2 50% Ks и 50%;^ Каналы распада Схема распада + + - 71— 7с 71 7t± Т.и-П° тгое+v. «± *+" e±ve 7t- 7t (J,— V^ — Относительная вероятность, % 63,54±0,19 21,12 + 0,17 5,59+0,03 1,73 + 0,05 3,20 + 0,09 4,82+0,05 S-1,6 C,7 + 0,2) 10-б < 5-10-' B,2+0,7) 10 <1.4.1(Г» <3-10-в <1,Ы0- A,9+1,2I0-» A±0,4I0 — § СУ 388,1 219,2 75,0 84,3 253,1 358,3 214,1 214,1 219,2 109,0 142,9 353,2 493,3 75,0 — S с 235,6 205,2 125,5 133,0 215,2 228,4 203,5 203,5 205,2 151,1 171,9 227,2 246,9 125,5 —
00 Ml СП Класс Мезоны Барионы Частица ч р п Кв антовые числа I ( JPO) С —{СУ) 1 Г~(О ) 0@-+) С+ 2 \ 2 ) _LMM 2 \ 2 J Масса покоя. Мае 548,8 + 0,6 S = 1,4 938,2796 + + 0,00 27 939,5731 + ±0,0027 Разность масс, Мэв =(—0,48 + ±0,02)^' S= 1,2 i _ тп — "in = = 1,29344 + + 0,00007 Среднее время жизни, сек @,886 + 0,007) 10-» S = 2,4 E,77 + 0,59I0-8 Г = B,63 + +0,56) кэв Стабилен 918 + 14 Схема распада _+„- 71V- \ т.ече Г1°УУ Зтг0 тс ее — _- Продолжение табл. Каналы распада Относительная вероятность, % 68,77 + 0,26 31,23±0,26 S = 1,3 21,3+0,6 11,5 + 0,4 27,5+0,5 39,0+0,6 0,177+0,018 38,0+1,0 3,1 + 1,1 30,0+1,1 25,3+1,4 5,1+0,7 <0,04 — 100 СУ 218,5 227,8 92,8 83,6 252,5 357,6 218,5 548,6 413,6 143,7 134,5 269,4 412,6 — 0,78 36.4 1 " 0 а. 206,0 209,0 139,3 132,8 216,0 229,3 . 206,0 274,3 257,7 179,4 174,4 236,1 257,7 — 1,19
00 OS Продолжение табл. 36.4 Класс Барионы Частица Л I* 2° 2- Квантовые г Cjpg) с of—) \ 2 / ¦(т) V 2 / •(т) \ 2 / Масса покоя, Мае 1115,60 + + 0,05 1189,37 + + 0,06 П92,48±0,08 1197,35±0,06 Разность масс, Мае =7,99+0,08 S = l,2 =4,87 + 0,07 Среднее время жизни, сек 2,578+0,021I0-10 S = 1,6 @,800±0,006I0-10 <1 O-10-i* A,482 + 0,017I0-1° S = 1,5 Каналы распада Схема распада р тС ре~~е pifi nit* mt+i Ac+ve PT+ ЛТ Ае+е" ПтГ "С п (л" \, п е~ \е Ае~~е Относительная вероятность, % 64,2+0,5 1 Q , - 35,8+0,5 / •=>- Ь4 A,57+0,35I0-* @,813+0,029I0-3 @,85+0,14I0-3 51,6+0,7 48,4+0,7 @,93 + 0,10I0-3 B,02±0,47I0-б A,85 + 0,4I0-3 < 2,4-10-б < 1.0-10 100 5,45-10 =«100 ass 0,1- Ю-4 @,45 + 0,04I0-3 A,08+0,04I0-3 @,60 + 0,06I0-* $ СУ 37,6 40,9 71,5 176,7 116,2 110,3 110,3 73,4 251,1 144,2 249,3 77,0 118,1 118,1 152,0 257,1 81,2 «о а." 100,2 103,7 130,8 163,1 100 189,0 185,0 185,0 71,6 224,6 202,4 223,6 74,5 74 192,8 192,8 209,4 229,9 79,0
00 Класс Барионы Частица Е° S" Q- Квантовые числа 1(JPG)C — (—\ 2 \ 2 / -(-) 2 \ 2 1 °(т) Масса покоя. Мэв 1314,9±0,6 1321,29±0,14 1672,2±0,4 Разность масс, Мэв =6,4 + 0,6 Среднее время жизни, сек B,96±0,12I0-1' A,652±0,023I0-1° A,3+°;!) 10-ю Схема распада Ли" ртГ ре~ че_ № \ Атг Аг~е п п~ 2° ;а" Т* пе~че 1-5} Про до лже н ие табл. 36 4 Каналы распада Относительная вероятность, % ^100 <0,9-Ю-3 < 1,3-10 < 1,5- К)"8 < 1,5-10 <с 1,5-10 <с 1.5-10-3 <; 1.3-10-3 ^100 B+1) 10 <0,5-10-3 < 1,2-Ю-3 < 0,3-Ю-3 <0,5 < 1,0 ^50 S 63,9 236,5 375,5 124,4 116,6 — 65,8 204,9 241,7 99,7 128,0 22,8 221 66 о.' 134,8 298,7 322,2 119,0 111,9 64 49 309 138,7 189,4 303,0 162,3 122,2 69,5 327 296 216
36.6. МЕЗОНЫ И МЕЗОННЫЕ РЕЗОНАНСЫ Зарядовая четность нестранных зарядовых триплетов мезонов обозначена символом Сп, относящимся к нейт- нейтральному члену триплета. Надежно установленные квантовые числа подчерк- подчеркнуты чертой. Отсутствие черты означает, что соответст- соответствующее значение наиболее вероятно. Сокращение «нейтр.» относится к нейтралам я0 и Y- Приводимые иногда за символом частицы цифры в скобках, например К* (890), означают массу частицы в мегаэлектронволь- мегаэлектронвольтах и служат для идентификации частицы. Остальные пояснения см. в разд. 36.5. Таблица 36.5 Тип мезона ¦»] Частица ¦>) V кк (См. »•) ф / D Е Г 7С± ¦к» Р° КК (См. 2*) Символ \ *1 Характеристики мезонов Квантовые числа / (JPG) СА 0 @-+) С+А- 0A--)С~А- 0@-+)С+Л" 0 @++) С*А* 0(\~-)С-А+ 0B++)СГЛ+ 0A++)С+Л" 0A++)С+Л" 0B++)С+Л+ 1 @") С+ А- 1A~") С'пА* 1A~+) С„/Г Масса покоя т, Мэв 548,8 + 0,6 782,7±0,6 957.6 + 0,3 993 + 5 1019,7 + 0,3 S = 1,9 1270 ±10 1286+10 1416±10 1516 + 3 139,57 134,96 750 ±10 S —2.8 756,4 + 3,2 S-1,6 976±10 и мезонных резоиаисов [9,10] Полная ширина резонанса Г, Л1эв B,63+. ±0.58I(Г» 10,0±0,4 <1 40±8 4,2±0,2 170 ±30 30 + 20 60 + 20 40+10 G,8 + ±0,9) эв 170+10 S —2,1 115,5 + 8,2 S —2,1 50+20 т2, Гэв2 [Г (т2), Гэв2] 0.301 0,613 [0,008] 0,917 [<0,001] 0,986 [0,004] 1,040 [0,004] 1,61 [0,221 1,65 [0,03] 2,01 [0,081 2,29 [0,061 0,019483 [0,018217] 0,593 0,116 0,58 |0.201 0,953 10,049) Важнейшие каналы распада Схема распада Относи» тельная вероят- вероятность, % <?. Мэв р, — с См. табл. 36.4 I) + нейтр. е+е~ PI Till КК klks K+K~ itp -4- Зл v) -+- неитр. e+e~ 7C7t 4iC KK kRt. К* К ККъ 7) 7t 71 KK K/H890) 90 1* 9 + 0,4 <1.7 <5 ~0,015 <0,1 77 ±4 23±4 <70 >30 34,6±2,2 46,6+2,5 15±5 <12 0,025±0,003 0,032 + 0,002 83 ±5 4+1 4 + 3 — 20 40 40 -60 -40 ч* 369 504 648 234 504 782 572 131 203 798 73 23 32 117 885 471 808 1018 974 695 265 154 — 100 35 293 505 111 1221 327 366 380 199 366 391 377 232 182 516 194 ' 109 126 188 501 362 499 510 619 556 394 303 <о 151 430 564 561 274 739 См. табл. 36.4 2n TCTf ~ 100 <5 2 — 0,05 ^0,003 Боль- Большая — 486 207 626 764 558 11 315 357 243 370 382 370 75 315 818
Тип мезона тс Частица В А* К± К0 /С*(892) «с КА A280— —1400) /С*A420) LA770) Символ ч 7С Ч «т /с "¦ к Квантовые числа / {JPa) СА н,-КА- 1A+ +) СпА+ 1 B+-) С+п 1 1 -LB+M+ 1 Масса покоя 1080 ±9 1237+10 1310+10 S—2.5 493,707±0,037 497.0±0,13 892,2 + 0.5 1242+10 1313±8 1421 ±5 1765+10 Полная ширина резонанса Г. Мзв ЧкЗОО 120 + 20 S —2.2 100+10 S- 1, 1 49.8±1,1 127±25 54 ±20 S= 1.6 100+10 140 + 50 т2, Гэвг (Г (<п*К Гэвг] 1,17 [0,33] 1,53 10.12] 1.72 @.131 0,244 0,248 0,796 @,044] 1,54 1,72 @,14] 2,02 [0.14] 3,11 @.251 Продол жение табл. 36.5 Важнейшие каналы распада Схема распада Относи- Относительная вероят- вероятность, % Q. Мае с См. табл. 36.4 рзс КК (См. **) TJ7C <отс ТОТ (СМ. Б*) кк (См. *>*) рте КК урс (O7ITC 7) (958O5 ^100 moo <30 <50 71.5±1,8 4,7 + 0.6 15,2+1.2 8,6±1,8 167 384 662 419 333 636 231 380 339 528 413 428 529 354 280 См. табл. 36.4 /(тот /С*75 /С*зс| пере- Кр >кры- J ваются /Ся /<зс /с<» /C7I3C /(ш — 100 <0,2 <0,16 ^75 — 25 Большая 55±2,7 29,5+2.5 9.2+2.4 4,4±1,7 2.0+2,0 Большая Заметная <5 258 118 27 —44 184 290 53 687 767 369 137 124 358 1032 520 1167 288 216 310 <о 253 340 182 558 604 414 319 306 482 788 757 825 1* Имеющиеся оцеикн вероятности распада лежат в интервале от 0,5 до 11 и зависят от предположений о характере интерференции. 2* Не исключено, что этот реаоианс просто связан с большим значением длины КК-рассеяння. 3* Согласно SU (З)-симметрии, вероятность мала. 4* Распад запрещен по С-четности для нечетных значений J. •* Разрешены, если только J < 3. 36.7. БАРИОНЫ И БАРИОННЫЕ РЕЗОНАНСЫ [8] (Я- или /(-мезонов), приводящих к образованию соот- соответствующего барионного резонанса. Остальные пояс- В колонке «Энергия пучка» приведены значения нения см. в разд. 36.5 и 36.6. В колонке «Энергия пучка» приведены значения кинетической энергии Е и импульса Р первичных частиц 27* 819
00 о Характеристики бариднов и бариоиных резонансов [9, 10] Таблица 36.6 Тип барио- на # Частица Р п #A470) NA535) #A520) #A700) #A670) #A688) #B190) #B650) #A700) #A780) #A810) # B220) #C030) Энергия пучка, Мэв [Р, Мэв/с) — 426 [549] 663 [790] 610 [737] 921 [1051] 900 [1030] 900 [1030] 1937 [2072] 3123 [3260] [1050] [1200| [1260] [2140] [4410] 2 \2/ 2 1 2 / ткт) о 1 о / п 1 о / 2 \2 ) 1 / 5+ \ 1 /7-N 2 U / 1 /И" \ А' 2 ) 2 { 2 J 2 \ 2 / 2 \ 2 ) т(т) Масса покоя т, Л/эв Полная ширина резонанса Г, Мэв тг, Гэвг [Г (,„*). Гэв'-] Каналы распада Схема распада Относительная вероятность. Q, Мэв p,— с См. табл. 36.4 -1400—1470 — 1500—1600 -1510—1540 — 1665—1765 -1670—1685 -1680—1690 ^2000—2260 2649±Ю 1665—1765 1650—1860 1770—1860 2200—2245 -3030 165—300 50—160 105—150 100—300 115—175 105—180 150—325 Г.360 100—300 50—350 180—330 260—330 — 400 2,16 [0,37] 2,36 [0,15] 2,30 [0,19] 2,89 [0,34] 2,79 [0,23] 2,86 [0,24] 4,80 [0,55] 7,02 [0,95] 2,89 [0,34] 3,17 [0,36] 3,28 [0,45] 4,93 [0,67] 9,18 [1,21] я# П71# nN nN jiN Np nN AK nN nN AK nN 7l# AK ¦kN ¦KT.N AK ¦kN Г.П# AK ¦kN tzN .~35 ^30 Заметная ^50 ~55 -35 ^50 30 —7 ^55 —25 -5 <3 -20 >40 < 7 -25 >50 -15 — 322 472 62 440 622 5 610 75 610 1112 577 1572 — — — — 367 368 478 210 454 580 200 572 231 572 888 711 1154 580 547 250 109 633 603 448 652 624 386 905 1366
Тип барио- на Д Л Частица ДA232) ДA650) ДA950) ДB420) ДB850) ДA670) ДA890) 1 ДA910) ДДОО) Л ЛA405) ЛA520) ЛA670) АA815) Энергия пуч ка Мэв \Р, Л1эв/с] 195 [304] 867 [997] 1346 [1479] 2502 [2638] 3709 [3847] [1000] [1420] [1460] [5080] 138 [395] 393 [737] 662 [1062] 2 1 2 ) 2 \ 2 ) 2 \ 2 ) 2 { 2 j 3 /15+\ 2 1 2 J 2 { 2 j Л 2) »(т) Масса покоя т, Мэв 1236,0+0,55 т0—т++=^0,45 + 0,85 т — т++=7,9±6,8 =11670 iil920 2423+10 2850 ±12 1650—1720 1840—1920 1780—1935 ~3230 Полная ширина резонанса Г, Мэв 120,0 + 2,0 Г —Г++=25+23 rsl80 ~200 ^275 ~300 190—270 140—350 200—340 -440 тг, Гэег ГэвЦ 1,53 [0,30] 2,72 [0,23] 3,69 [0,77] 5,86 11,331 8,12 [1.71] 2,79 [0,43] 3,57 [0,47] 3,65 [0,57] 10,43 [1,42] Продолжение та б л. 36.6 Каналы распада Схема распада лЛ/ яЛ/ 7Г7ГЛ/ nN Ш яЛ/ nN лЛ/ яЛ/ яЛ/ nN Относительная вероятность, % 99,4 ^30 ~70 ~50 —2 ^10 ^3 ^15 >60 ~17 >50 <3 ^25 — Q, Мэв 158 592 842 229 1342 729 1772 — — — р, ES1 с 227 560 510 722 435 1023 828 1266 560 525 704 677 400 716 1475 См. табл. 36.4 1405 ±5 1518,8±1,5 1660—1680 1820+5 40+10 16 + 2 23—40 70—100 1,97 @,06| 2,31 [0,02] 2,79 [0,06] 3,29 [0,15] 2л KN Хп Г7ПГ Аяя KN ЛГ) KN I, я 100 45+1 41 + 1 0,8+0,1 10±0,5 15—35 15—25 30—50 ^61 «11 68 83 183 125 233 6 378 478 142 234 258 140 250 410 66 393 542 508
oo 1С 1С Тип барио- Н.) Л X Частица Л A830) AjB100) ЛA69О) Л B350) B585) ?A385) ? A670) ?A765) 2A915) Энергия пучка Мэв \Р. Мэв/с] [1090] 1280 [1703] [780[ [2290] [2910] — 375 [716] 558 [928] 861 [1262] /(Л •(¦Г) 0_(?) 0(?) '(т) •нв Масса покоя m, Afse 1810—1840 2090—2120 1690+10 ^2350 =i2585 Полная ширина резонанса Г, Мэв 70—120 80—140 30—70 140—320 -300 m2, Гав- (Г (m2), Гэв*] 3,35 [0,17] 4,41 [0,25] 2,86 [0,10] 5,52 [0,56] 6,68 [0,78] • П р о д о л ж ение табл. 36.6 Каналы распада Схема распада А!) 2 A385) л KN Хя Е/( Лш Л'К 2я Ar.it 2тпг Л/К Л'К Относительная вероятность, % 2 20—60 ~10 «30 -5 <3 <3 <3 20—30 30—50 <25 <25 — — Q. Мэв 151 673 773 — — — рШв С 367 519 554 748 699 617 483 443 429 409 415 352 913 1058 См. табл. 36.4 (+) 1383,0+ 1,0, с j 3 (—I387,0'+ 1,2 S = 1,6 st 1670+10 176745, S = 1,1 зе1915 / 35 + 2, S = 2,2 42 + 5, S=3,4 35-60 2L120 65 1,92 [0,05] 2,76 [0,08] 3,12 [0,21] 3,67 [0,25] Л л ?я KN А я 2л Л л л Л A405)л KN Лл ?л S A385)л Л A520)я KN Л л 2тг 88 + 2 12 + 2 S= 1,4 ~8 ~12 -30—60 —20 -30 ~41 -13 -г 1,0 ^10 15 ^14 —6 —6 130 48 223 405 323 265 184 323 510 423 235 100 478 660 208 117 410 447 387 389 316 496 518 461 315 187 612 619 568
oo to CO Тип барио на Е Q Частиця 2B030) 2A750) 2A940) S B250) 2 B455) 2B620) в ЕA530) Е A820) Е A940) Энергия пучка Мае [Р. Мав]с\ 1114 [1530| [910] [1320] [2040| [2570] [2950] — — — — — ¦Нг) К?) т Ц?) т(-т) 2 1 2 / ±(*) 2 I 2 / i °("f) Масса покоя m, Мае 2020—2040 1700—1790 1865—1950 2245—2280 ,2455 :=i2620 Полная ширина резонанса Г, Мае 120—170 50—100 110—280 100—230 .120 -175 т2, Гэв* ГГ <т*>. Гэв2] 4,12 @,281 3,06 f0,131 3,76 [0,43] 5,06 [0,36) 6,03 @.29] 6,86 [0,46] Продолже н и е та б л. 36.6 Каналы распада Схема распада KN At. Ък KN Аи KN An 2п KN KN Относительная вероятность, -20 -20 — 4 <2 12—45 5—18 6—19 11—44 -21 ~ 4 < 7 — — — Q, Мае 598 785 — — — — с 700 703 652 412 483 507 450 54 678 680 589 289 979 1064 См. табл. 36.4 @) 1531,8 + 0,3 (—) 1535,1+0,7 1795—1870 1920—1960 @) 9,1+0,5 (—) 10,6±2,6 12—100 40+140 2,34 [0,02] 3,31 [МИ 3,76 [0,17] ' 2 я АК Ел ЕA530)я Е я л ZK Е я - SA530) it Л/С 100 -65 -10 -20 -5 — 70 207 360 150 220 473 320 144 396 413 234 356 413 501 336 505 См. табл. 36.4 !
36.8. МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ [9,10] Обозначения' и0 — магнетон Бора для электрона A>.0=0,57883785-10~14 Мэв/гс [9]); и — магнетон Бора для мюона ([).|1 = 0,2799541 -10-16 Мэв/гс [9]); [хя — ядерный магнетон Бора ([1я = 3,1524515-10~18 Мэв/гс [9]). Частица Магнитный момент е± A,0011596567 ± 0,0000000035) ^о [i± A,00116616+0,00000031)^ р B,7928456 ± 0,0000011)[).„ п (—1,913148 ± 0,000066)[)-я Л (—0,67 ± 0,06)!ля S+ B,62 ± 0,41)[).я Таблица 36.7 Схемы и параметры распадов некоторых элементарных частиц Схема распада А -»¦ ртС А -> tlTfi 2+ -* ркв 2+ -> тс+ 2+ -* рТ 2~ -» rt7t~ Е° -* Лп» Е- -» ЛтГ а 0,647 + 0,013 0,651+0,045 —0,979±0,016 0,066 + 0,016 1 Оо+0.52 —0,069+0,008 —0,44 +0,08 —0,393+0,023 Р т — 0,76 — — — — — +0,10 0,17 —0,97 — 0,98 0,84 0,92 Л, град 7,6+44-" 187+6 — 949+12 ^*у 115 184+15 184+15 36.9. ПАРАМЕТРЫ РАСПАДОВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ [9.10] Обозначения: S и Р—амплитуды s- и р-волн; _ 2Re(S*P) а~ ISI2 + |Р|2> |S|2 — |Р|2 ¦у — I SI* + |P|3 = I SI2 + IP I2 Д = arctg . СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Челен Г. Физика элементарных частиц. Пер. с англ. М., «Наука». 1966. 2. Марков М. А. Гипероны и К-мезоны. М., Физмат- гиз, 1958. 3. Lee Т. D., Yang С. N. «Nuovo cimento», 1956, v. 3, p. 749. Miche! L. «Nuovo cimento», 1953, v. 10, p. 319. 4. Bronzan I. В., Low F. E. «Phys. Rev- Lett.», 1964, v. 12, p. 522. 5. Swart J. J. «Revs Mod. Phys.», 1963, v. 35, p. 916. (См. пер.: «Успехи физ. наук», 1964, т. 84, с. 651.) Смородинекий Я- А. Унитарная симметрия эле- элементарных частиц. «Успехи физ. наук», 1964, т. 84, с. 3. 6. Chevvet G. F. e. a. «Sci. Amer.», 1964, v. 21, p. 74. (См. пер.: «Успехи физ. наук», 1964, т. 84, с. 525.) 7. Ширков Д. В. «Успехи физ. наук», 1970, т. 102, с. 87. 8. Rosenfeld A. H. e. a. «Revs Mod. Phys.», 1967, v. 39, 9. Rosenfeld A. N. e. a. «Phys. Lett.», 1974, v. 50B, No 1. 10. Rosenteld A. N. e. a. «Revs Mod. Phys.», 1975, v. 47, p. 535. ГЛАВА 37 ЯДЕРНЫЕ СВОЙСТВА НУКЛИДОВ 37.1 ТАБЛИЦА ИЗОТОПОВ В соответствии с установившейся к настоящему вре- времени терминологией принято атомы с данным числом протонов и нейтронов в ядре называть нуклидами. Нуклиды с одинаковым числом протонов (т. е. при- принадлежащие одному химическому элементу) называют- называются изотопами. В табл. 37.1 приведены все достоверно известные радиоактивные и стабильные изотопы в порядке воз- возрастания массового числа для каждого элемента. Данные расположены в шести колонках. Колонка 1 — указан общепринятый символ эле- элемента и его зарядовое число Z. Колонка 2 — указано массовое число изотопа; символ пг, следующий за массовым числом, означает, что в таблице приведено метастабильное состояние изотопа. Метастабильные состояния приведены лишь тогда, когда их периоды полураспада достаточно ве- велики Сйг-1 сек), чтобы идентифицировать их независи- независимо от основных состояний. Символы mi и mi означают различные метастабильные состояния изотопа. Колонка 3 — указан полный период полураспада нуклида. Для ряда тяжелых ядер указан также от- отдельно измеренный парциальный период полураспада для спонтанного деления. Он приведен под основным значением времени жизнн ядра и обозначен символом (с. д.). Колонка 4 — указан основной тип распада изото- изотопа. Использованы следующие символы: Р~ — электронный распад; Р + — позитронный распад; э. з. — захват орбитального электрона; а — альфа-распад; и. п. — изомерный переход (распад из возбужден- возбужденного метастабильного состояния на более низкий уро- уровень); j с. д. — спонтанное деление; п — испускание нейтронов из возбужденных сое- 824
тояний, возникающих в результате C-распада; р — испускание протонов из возбужденных со- состояний, возникающих в результате Р-распада. Если у ядра существует несколько типов распа- распада, то все они указаны в колонке 4. В ряде случаев за символом типа распада в круглых скобках приведено от- относительное разветвление (в процентах) способов распа- распада. Например, э. з. F0). Отсутствие скобок означает, что относительное разветвление типов распада не опре- определено. Для стабильных изотопов в колонке 4 приведены в процентах значения относительной распространенности нуклида в земной коре. Для радиоактивных изотопов с очень большими периодами полураспада (и поэтому сохранившихся в земной коре) указаны как процентное содержание, так и тип распада. Например, 87Rb — 27,85 р-. Колонка 5 — указаны значения энергий в мега- мегаэлектронвольтах групп наиболее интенсивных частиц (а, р~, р +, п, р), испускаемых при распаде нуклида. Циф- Цифры, характеризующие значение энергии, помещены на одной строке с обозначением типа распада. В круглых скобках приведена относительная интенсивность групп частиц (в %) на полное число распадов. В косых скобках (например, /22/) приведена интенсивность групп частиц (в %), отнесенная только к конкретному типу распада. Для сплошных Р+ и Р"-спектров в таблице представле- представлены, как правило, значения граничной энергии Р-груп- Р-группы с наибольшей энергией. Если Р-группа с наибольшей энергией имеет относительно слабую интенсивность, то приводятся значения граничной энергии и интенсив- интенсивности одной или нескольких Р-групп с меньшиащ гра- граничными энергиями. Колонка 6 — указаны значения энергии в мега- мегаэлектронвольтах основного v-излучения, сопровождаю- сопровождающего распад нуклида. В круглых скобках приведена интенсивность у-излучения (в %), отнесенная к полному числу распадов. В косых скобках приведена (в %) отно- относительная интенсивность у-излучения. Если после значе- значения энергии скобки отсутствуют, это показывает, что значения интенсивностей точно не определены. В ряде случаев указан диапазон значений энергии v-из- v-излучения. Символ 0,511 (ан.) означает, что у-нзлучение имеет аннигилляционное происхождение. Символами *, ** и *** помечены дублет, сложная линия и случай, когда все линии сложные. Таблица 37.1 Таблица изотопов [1] Элемент оп iH 2 Не 3Li 4Ве 6в А 1 1 2 3 3 4 6 8 6 7 8 9 7 9 10 11 12 8 10 11 12 13 Период полураспада 11,7 мин 12,262 года 0,797 сек 0,122 сек 0,84 сек 0,176 сек 53,6 дня 2,5-10» лет 13,6 сек - 0,0114 сек 0,77 сек 0,0203 сек 0,0186 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р~ 99,9852 0;0148 Р- 1,3-10-* -100 р- г 7,42 92,58 Р- 2я s- п э.з. 100 Г Р- п р+ 2а 19,6 80,4 |ГA00) За A,5) Р" Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 0,78 0,0186 3,508 13 1,6 13,61 ' 0,76 0,555 11,5 1,6 — I 13,37 0,195A,5) 13,44 ¦[-излучения — — 0,98(88) — 0,477A0,3) 2,14C2); 4,67B,1); 5,85B,4); 6,79D,4); 7,99A,7) 4,43A,3) 3,68G) 825
1 I eC 7N «o 9F .oNe A 9 10 11 12 13 14 15 16 12 13 14 15 16 17 18 13 14 15 16 17 18 19 20 17 18 19 20 21 22 17 18 19 20 21 22 23 24 Период полураспада 0,127 сек 19,48 сек 20,34 мин — — 5730 лет 2,5 сек 0,74 сек 0,01095 сек —. 9,96 мин — — 7,14 сек 4,16 сек 0,63 сек 0,0087 сек 70,91 сек 123 сек — 29,1 сек 14 сек 66.6 сек 109.7 мин — — 11.56 сек 4,35 сек 4.0 сек 0,10 сек 1 ,5 сек 17,4 сек 37,6 сек ч 1 3,38 мин Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р Р+ Р+ (99) э.з.@,19) 98,892 1.108 р- п Р+ A00) 3=сC) 99,635 0,365 Р- а @,0006) Р" Р" Р Р+ Р+ 99,759 0,037 0,204 Р" Р- Р+ C+ (97) э.з.(З) 100 Р- Р- Р- Р Р* 3" 90,92 0,257 8,82 Р~ Р" Продолжение табл. 37.1 Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 8,2F0); 1,1 D0) ,87 0,97 — . 0,156 9,82C2); 4,51F8) ~ 16,4 0,195C) 1,20 — — 10,40B6); 4,27G4) 1 7 8',68A,6); 7,81B,6); 4,1(95) 0,40D5); 1,21D5); 1,81E) 9,4 6,40/100/; 6,97/24/ 4,12@,6); 1,811(99) 1,74 —- — — 4,60 1,74 0,635 — — 5,41 5,4 11 4,59 3,42 2.22 — — — 4,38 1,99 7-излучения — 0,511B00, аи.); 0,717A00); 1,023A,7) 0,511 B00, ан.) 5,299F8) 0,511 B00, ан.); 4,43B,4) — 0,511B00, ан.) 2,75A); 6,13F9); 7,11 E) 0,87C); 2,19@,5) 0,82E9); 1,65E9); 1,98A00); 2,47D1) 0,511B00, ан.); 2.312(99) 0,511B00, аи.) — 0,197(97); 1,37E9) 1.06 A00) 0,511B00, ан.) 0,511A94, ан.) — — 1,63A00) 0,350/100/; 1,38/13/ 1,28A00); 2,06F7) _ 0,511B00, ан.); 1,04G) 0,511B00, ан.) — — — 0,439C3); 1,64@,9) 0,472A00); 0,88(8) «26
Продолжение табл. 37.1 t- 5 1 uNa i2Mg isAl 14Si A 20 21 22 23 24 24m 25 26 20 21 23 24 25 26 27 28 24 25 26 26/n 27 28 29 30 25 26 27 28 29 30 31 32 Период полураспада 0,39 сек — 23,0 сек 2,62 года —- 14,96 ч 0,0203 сек 60 сек 1,04 сек 0,6 сек 0,121 сек 12,1 сек — — — 9,46 мин 21,2 ч 2,10 сек — 7,24 сек 7,4-105 лет 6,37 сек — 2,31 мин 6,6 мин 3,3 сек 0,23 сек 2,1 сек 4,14 сек 2,62 ч 650 лет Тип распада или содержание стабильных изотопов, % а Р+ Р+(90,6) э.з.(9,4) 100 Р- и.п. г р- р- —. р р+ 78,60 10,11 11,29 в- Р" р+A00) а(~10~2) Р+(85) э.з.A5) Р+ 100 Р- Р- Р- р Р+ Р+ 92,18 4,71 3,12 Р- Р- Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 11,4 2,14/100/; 2,49/5/; 4,44/21/ 2,52 1,820@,05); 0,545 — — 4,17@,003); 1,389A00) — 6 3,83 6,7 — 3,3; 3,8; 4,58; 6,14 3,03 — — — 1,75 0,46 8,5 2 3,24 1,17 — 3,21 — 2,85 2,40 5,0 3,34; 4,08; 4,68; 5,39 3,83 3,85 — — — 1,48 • 0,21 Т(-излучения — 0,350B,3); 0,511B00, ан.) 0,511A80, ан.); 1,275A00) —• — 1,369A00); 2,754A00) 0,472 — 0,39A4); 0,58A4); 0,98A5); 1,61F) 1,82A00) —. — 0,44(9); 0,511B00, ан.) — — — 0,18@,7); 0,84G0); 1,013C0) 0,031(96); 0,40C0); 0,95C0); 1,35G0) 0,511B00, ан.) — 0,511B00, ан.) 0,511A70, ан.); 1,12D); 1,81A00) 0,511B00, ан.) 1,780A00) 1,28(94); 2,43F) 2,23F1); 3,51C9) _ 0,511B00, ан.); 0,82C4) 0,511B00, ан.) — — — 1,26@,07) * 827,
Продолжение табл. 37.1 ь X О) Е о <s ies i,Cl л 28 29 30 Q1 Oi 32 33 34 29 30 31 oz 33 34 35 36 37 38 32 33 34. ¦ 34m 35 36 37 38 38m 39 40 33 35 36 37 38 39 40 - 41 42 37 38 38m 39 40 Период полураспада 0,28 сек 4,45 сек 2,50 мин 14,28 дня 24,4 дня 12,4 сек 0,19 сек 1,4 сек 2,72 сек 87,9 дня — 5,07 мин 2,87 ч 0,306 сек 2,53 сек 1,56 сек 31,99 мин — — 3,08-106 лет _ . - - 37,29 мин 0,74, сек 55,5 мин 1,4 лмн 0,18 сек 1,83 сек — 35,1 дня 269 лет 1,83 ч 33 года 1,23 сек 7,71 мин 0,95 сек 1,26-10» лет Тип распада или содержание стабильных изотопов, % inn р 0,760 4,22 Р" 0,014 Р- Р- Р+ а @,01) Р* Р+ р+(~50) и.п. (~50) 75,53 р- (98,1) э.з. A,9) Р+@,0012) 24,47 Р- и.п. Г р- р р+ 0,337 э.з. 0,063 Р- 99,600- Р" Р+ Р+ 93,22 0,118 Р" (89) Энергия, Мэв (относнтельная интенсивность, %) групп частиц 11,0 3,95 3,24 1,710 0,248 5,1 3,73; 5,40 5,09B0); 4,42(80) 4,42 0,167 — 4,7A0); 1,6(90) 3,0E); 1,1 9,9 — 4,55 4,46 2,48 — 0,714 — — 4,91 — 3,45G); 2,18(8); 1,91 7,5 3,16 4,94 — 0,565 __ - 2,49@,8), 1.198 5,14 2,68 ! 5,0 — — 1,314 0,511B00, ан.); 1,78G5); 4,44A0); 7,6E) 0,511B00, ан.); 1,28@,8); 2,43@,2) 0,511B00, ан.); 2,23@,5) 2,13B5); 4,0@,2) 0,511B00, ан.); 0,687(80) 0,511B00, ан.); 1,27A,1) — — 3,09(90) 1,88(95) 0,511 B00, ан.); 2,24G0) 4,29G); 4,77A4) 0,511 B00, ан.); 2,9@,3) 0,511B00, ан.) 0,145D5), 0,511A00, ан.); 1,17A2); 2,12C8); 3,30A2) — 0,511@,003, ан.) — 1,60C8); 2,170D7) 0,66A00) 0,246D4); 1,27E0); 1,52D2) 1,46/100/; 2,83/100/; 3,10; 5,8 0,511 B00, ан.); 1,22E); 1,76B) — — — 1,293(99) 0,511B00, аи.); 2,79B) 0,511B00, ая.); 2,170A00) 0,511B00, ан.) — 1.460A1) S28
Продолжение табл. 37.1 Н X Эле: «к гоСа 2iSc 22Т1 23V л 40 41 42 43 44 45 47 * 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 40 41 42 42/л 43 44 44/л 45 46 46т 47 48 49 50 50/л 41 43 44 45 46 47 48 49 50 51 46 47 48 49 Период полураспада —. — . 12,36 ч 22,4 ч 22,0 мин 16,3 мин 17,5 сек 0,173 сек 0,66 сек 0,87 сек 8-Ю4 лет . . 165 дней 4,535 дня . 8,8 мин 9 сек 0,179 сек 0,60 сек 0,683 сек 60.6 сек 3,92 ч 3,92 ч . 2,44 дня — — 83,9 дня 19,5 сек 3,43 дня 1,83 дня 57,5 мин 1,72 мин 0,35 сек 0,090 сек 0,56 сек 48 лет 3,09 ч — . 5,79 мин 0,426 сек 33 мин 16,0 дней — 330 дней Тип распада или содержание стабильных изотопов, % э.з.(П) Р+@,001) 6,77 Р- Р" К Р~ Р Р+ Р+ 96,97 э.з 0,64 0,145 2,06 6- 0,0033 р- 0,185 Р" R + р+ Р+ Р+ Р+ э.з. E) и.п.(98,6) э.з. A,4) 100 Р" и.п. р- р- р- р- и.п. р р+ э.з. р+ 7,99 7,32 73,99 5,46 5,25 Р" Р+ Р+ В+ D9) э.з. E1) о э.з. Энергия, Мэе (относительная интенсивность, %) групп частиц — 0,483 — 3,52 1,82A); 1,2C); 0,83 5,2 4,0; 2,1 6,1A); 4,1 3,10 — 5,49 —. — — —. — 0,252 — 1,98A8); 0,67 — 1,95 — 9,1 5,47 2,82 1,20 1,47 — — — — 1,48@,004); 0,357 — 0,600 0,65 2,01 3,6 2,3/8/; 3,05/17/; 3,68/16/; 4,12/4/; 4,64/50/; 5,30/5/ 5,8 — 1,04 — —. — — — 2,14 6,03 1,89 0,696 — — 7-излучения — — — 0,31 @,2); 1,524A8) 0,373(85); 0,39* A8); 0,59A3); 0,619(81) 1,156F1); 1,74(8); 2,1**C7); 2,6G) — 2,0(84); 2,6A5) — 0,511B00, ан.) — — — — — —. —. 0,49E); 0,815E); 1,308G4) — 3,10(89); 4,1 A0) 0.072 0,511 B00, ан.); 3,75 — 0,511B00, ан.) 0,438A00); 0,511B00, ан.); 1,22A00); 1,52A00) 0,375B2); 0,511A80, ан.) 0,511 A88, ан.); 1,159A00) — 0,271(86); 1,02A,3) —• —. 0,889A00); 1,120A00) 0,142 0,160G3) 0,175F); 0,983A00); 1,040A00); 1,314A00) 1,76@,03) 0,520A00); 1,12A00); 1,55A00) 0,258 •— 0,068(90); 0,078(98) 0,718@,4); 1,408@,3) — — — — — 0,320(95); 0,605A,5); 0,928E) 0,511B00, ан.) 1,80@,5) 0,511 A00, ан.); 0,945A0); 0,983A00); 1,312(97) — 829
Продолжение табл. 37.1 28V 24Сг 26Mn aeFe 2,Co 50 51 52 53 54 48 49 51 52 53 54 55 56 50 51 52 52/n 53 54 55 56 57 58 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 54 55 56 57 58 58/n 59 60 60/n 61 62 63 Период полураспада 6-1015 лет — — — 3,75 мин 2,0 мин 55 сек 23 ч 41,9 мин 27,8 дня 3,52 мин 5,9 мин 0,286 сек 45,2 мин 5,60 дня — 21,1 мин 1,9-10» лет 303 дня 2,576 ч 1,7 мин 1,1 мин 8,2 ч 8,51 мин 2,60 года 45,6 дня 3-Ю5 лет 6,0 мин 0,194 сек 18,2 ч _ 77,3 дня 270 дней 71,3 дня — 9,2 ч 5,263 года 10,47 мин 99,0 мин 13,9 мин 52 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов, % 0,25 э.з.G0) р-C0) 99,75 Р- Р" Р- э.з. Р+ 4 31 э.з. 83,76 9,55 2,38 Г р- р+ э.з. F6) Р+ C4) Р+ и.п. B) э.з. э.з. 100 Р- Р- Р- Р+<56) э.з. D4) Р+ 5,84 э.з. 91,68 2,17 0,31 Р- Р- Р+ р+(81) э.з. A9) э.з. (80) Р+ B0) э.з. э.з. (85) РМ15) и.п. 100 Р- и.п. (> 99) р"@,25) Р- Р- Энергия, Мэе (относительная интенснвиость, %) групп частиц — — — 2,47 2,50 3,3 _ 1,54 — — — 2,59 1,5 6,61 2,17 — 0,575 1,63 — — — — 2,85 2,55 — 0,80 — 3,0 —- — — — — 1,57@,3); 0,475 — 2,8 1,50 — — 1,49 — — 0,474 — — 1,48@,12); 0,314(99) 1 «К 1 ,ОО 1,22 2,88 3,6 7-излучения 0,783C0); 1,55G0) — — — 1,434A00) — 0,84A00); 0,99A00); 2,21A00) 0,116(98); 0,31(99) 0,063A4); 0,091B8); 0,153A3) — — — — — 0,026; 0,083 — 0,511F7, ан.); 0,744(82); 0,935(84); 1,434A00) 0,511A93, ан.); 1,434A00) — 0,835A00) — 0,847(99); 1,811 B9); 2,110 A5) — ¦ — 0,165A00); 0,51.1A12, ан.) — 0,38C2); 0,511A96, ан.) — — — — — 0,192B.8); 1,С95E6); 1,292D4) —- 0,13/11/; 0,30/48/; 1,03/98/; 1,20/100/ 0,480A2); 0,511A60, ан.); 0,930(80); 1,41A3) 0,511D0, ан.); 0,847A00); 1,04A5); 1,24F6); 1,76A5); 2,02A1); 2,60A7); 3,26A3) 0,122(87); 0,136A1) 0,511C0, ан.); 0,810(99) 0,865A,4) — — 1,173A00); 1,332A00) 0,059B,1); 1,33@,25) 0,067(89) 1,17** A80); 1,47B0); 1,74A9); 2,03G) 830
Продолжение табл. 37.1 i 1 2»Cu зо^п 31Ga A 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 69m 70 71 71m 72 63 64 65 66 67 Пернол полураспада 6,10 ДНЯ 36,0 Ч — — 8-104 лет 92 года 2,564 ч 54,8 ч 50 сек 3,20 сек 81,5 сек 23,4 мин — 3,32 ч — 9,76 мин — 12,80 ч — — 5,10 мин 58,5 ч 30 сек 2,1 мин 1,48 мин 9,13 ч 38,4 мин 245 дней 57 мин 13,8 ч 2,4 мин 3,92 ч 46,5 ч 33 сек 2,6 мин 15,2 мин 9,45 ч 77.9 Ч Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Э.З Э.З. E4) р+D6) 67,76 э,з. 26,16 1,25 3,66 Р- 1,16 Р~ Р- в+ Р+ р+(93) э.з. G) Р+ F0) э.з. D0) Г 69,1 э.з. D3) Г C8) 30.9 1 Р+ эл (82) Р+(93) э.з. A1) 48,89 э.з. (98,3) 8+A,7) 27,81 4,11 18,56 Р" И.П. 0,62 Р~ Р- Р- - Р+ (> 50) э.з. «50) Р+E7) э.з. D3) Ч.З. Энергия. Мэе (от • . интенсивность, %) групп частиц — — 0,85 — 0,067 — 2.13 0,20 4,1 8,2 3,7 3,92F); 3,00A8); 2,00 — 1,22 — 2,91 — — 0,573 0,656 2,63 0,57 3,5 4,4 "" f) fifi 2,34 — — — 0,327 — — — 0,90 — — 2,61 1,46 0,30 6,05C3); 2,8 2,24A2); 2,11 — 4,153 — — т-излучення 0,163(99); 0,276C1); 0,472C5); 0,748D8); 0,812(85); 1,56A4) 0,127A4); 0,511(92, аи.); 1,37(86); 1,89A4) — —. — — 1,115A6); 1,481 B5) — 0,90* E1); 1,26A5) _ 0,511A97, ан.); 0,872(9); 1,305A1) 0,511 A86, ан.); 0,85A5); 1,332(80); 1,76E2) 0,067D); 0,284A2): 0,38C); 0.511A20, ан.); 1,19E) 0,511A95, ан.); 0,88@,3) — 0,511C8, ан.); 1,34@,5) 1,039(9) 0,092* B3); 0,184D0) 0,80A7); 1,078(95) 0,48A1); 0,511A98, ан.); 0,98C); 1,64F) 0,042B0): 0,51** D7); 0,59B2) 0,511A86, ан.); 0,669(8); 0,962F) — 0,511C,4, аи.); 1,115D9) — — — — 0,439(95) — 0,39A,3); 0,510A3); 0,92C); 1,12A,3) 0,13(9); 0,385(94): 0,495G5); 0,609F5); 0,76E); 0,99(8) 0,015(8); 0,145(90); 0,192A0) 0,511A96, ан.); 0,80A5); 0,992D3); 1,38A4>; 2,18A1); 3,32A8) 0,061A2); 0,115E5); 0,152A0); 0,511A80, ан.); 0,75A0) 0,511A14, ан.); 1,039C7); 2,183E); 2,748B5); 4,30E) 0,093D0); 0,184B4); 0,296B2); 0.388G) 831
Продолжение табл. 37.1 1 Эле 31Ga stfie ззАв 84Se А 68 69 70 71 72 73 74 75 76 65 66 67 68 69 70 71 72 73 73т 74 75 75т 76 77 Пт 78 69 70 71 72 73 74 74т 75 76 77 78 79 80 81 70 71 72 73 Период полураспада 68,3 мин — 21,1 мин 14,12 ч 4,9 ч 8,0 мин 2,0 мин 32 сек 1,5 мин 2,4 ч — 18,7 мин 275 дней 36 ч — — 11,4 дня — 0,53 сек 82 мин 48 сек . . 11,3 ч 54 сек 1,47 ч 15 мин 52 мин 62 ч 26 ч 80,3 дня 17,9 дня 8,0 сек , 26,4 ч 38,7 ч 91 мин 9,0 мин 15,3 сек 33 сек ~44 мин 4,5 мин 8,4 дня 7,1 ч — Тип распада или содержание стабильных изотопов. % Р* (88) э.з. A2) 60,2 Г 39,8 р~ р- р- р- р+ Р+F2) э.з. C8) э.з. э.з. F7) Р+C3) 20,55 э.з. 27,37 7,67 и.п. 36,74 и.п. 7,67 Р" Р- G6) и.п.B4) Р- s+ Р+ t э.з. (~ 70) р+(~30) Р+ э.з. э.з. Р+ B9) э.з. C9) Р" C2) и.п. 100 Р" в- Р- Р" Г р* Р+ э.з. Р+ F5) э.з. C5) Энергия, Мае (относнтельная интенсивность, %) групп частиц 1,90 — 1,65 3,15 1,19 2,5 3,3 6 3,7 1,3 — 3,1 — 1,22 - — — — .—. — — 1,19 — — 2,2 2,9 — 0,71 2,9 2,89F); 2,14 0,81 3,34A7); 2,50 — — 1,54C); 0,95B6) — 1,36 .— — 2,97 0,68 4,1 2,15 6,0 3,8 _ 3,4 — 1,30 — 7-излучення 0,511A76, ан.); 1,078C,5) — 0,173@,16); 1,040@,5) — 0,630B7); 0,835(96); 2,201B6); 2,50*B0) 0,054(9); 0,295(94); 0,74F) 0,60*A00); 0,87*(9); 2,35D5) 0,58C) — 0,511A97, ан.); 0,67C); 1,72B) 0,046C7); 0,114B2); 0,185B3); 0,27A9); 0,34A9); 0,38D8); 0,47A9); 0,511A24, ан.) 0,170*A05); 0,511A70, ан.) — 0,511F8, ан.); 0,573A3); 0,872A0); 1,107B8) — — — — 0,054(9) — 0,199A,4); 0,265A1) 0,139C4) — 0,21*F1); 0,263D5); 0,368A5); 0,417B5); 0,563A8); 0,73**A4) 0,159A2); 0,215B1) 0,277(94) 0,23; 0,511(ан.) 0,511A83, ан.); 0,60B3); 0,67B5); 0,75B3); 1,040G8); 1,12B3); 1,71B2) 0 175(90); 0,511F0, ан.) 0,511A50. ан.); 0,630(8); 0,835G8) 0,054(9) 0,511E9, ан.); 0,596F1); 0,635A4) 0,283 —¦ 0,559D3); 0,657F); 1,22*E) 0,239B,5); 0,522@,8) 0,614/42/; 0,70/15/; 0,83/8/; 1,31/11/ 0,36B); 0,43B); 0,89A) 0,666D2); 1,22D); 1,64D); 1,77A,7) 0,16; 0,511(ан.) 0,046E9) 0,066F5); 0,359(99); 0,511A30, аи.) 832
Продолжение табл. 37.1 I т 34Se 36Br зеКг А 74 75 76 77 77т 78 79 79т 80 81 81т 82 83 83т 84 85 74 75 76 77 77т 78 79 79т 80 80т 81 82 82т 83 84 85 86 87 88 89 74 76 77 78 79 79т 80 81 81т 82 83 83т Период полураспала 120,4 дня — 17,5 сек — 6,5- 104 лет 3,91 мин 18,6 мин 56,8 мин 25 мин 70 сек 3,3 мин 39 сек 36 мин 17 ч —- 16,1 ч — 57 ч 4,2 мин 6,5 мин 4,8 сек 17,6 мин — —. 4,38 ч _ 35,34 ч 6,05 мин 2,41 ч 31,« мин 3,0 жия 54 сек 55,6 сек 15,5 сек 4,5 сек 20 леня 14,8 ч 1,19 ч 34,92 ч 55 сек 2,1 -105 лет 13 сек 1,86 ч Тип распада или содержание стабильных изотопов, % 0,87 э.з. 9,02 7,58 и.п. 23,52 Р" и.п. 49,82 Р" и.п. 9,19 Р~ Р" R+ р+( — 90) э;з.(~10) э.з. (—38) э.з. (99) и.п. р+ 50,52 и.п. р" (92) Р+B,6) э.з. E,7) и.п. 49,48 Р~ . и.п.(97,6) ГB.4) Р" Р~ Р" Р~ Р- Р+ э.з. э.з. (-20) Р+(~80) 0,354 э.з (92) р+(8) и.п. 2,27 э.з. и.п. 11,56 11,55 и.п. Энергия, Мае (относительная иитеисивность, %) групп частиц — — — — 0,16 — — 1,58 — 1,8 3.8 — 4,7 1,70 — 3,6 — Л 44 2,55 — — 2,00 0,87 — — 0,444 — 0,93 4,68 2,5 7,1 2,6 — 3,1 — — 1,86 — — 0,60 — — — — — — — ^-излучения _ 0,121A7); 0,136E7); 0,265F0); 0,280B5); 0,401A2) — 0,161E0) — 0,096(9) — 0,28**@,9); 0,56**@,3); 0,83@,2) 0 103(8) 0,22D4); 0,36F9), 1,88A6); 2,29(9) 0,35/16/; 0,65/20/; 1,01**/100/; 2,02/40/ — 0,511(ан.); 0,64 0,285; 0,511 (аи.); 0,62 0,511A33, ан.); 0,559F3); 0,65A9); 1,21A3); 1,86A1) 0,24**C0); 0,52B4); 0,58G) 0,108 0,511A84, ан.); 0,614A4) — 0,21 0,511E, ан.); 0,618G); 0,666A) 0,037C6) — 0,554F6); 0,619D1); 0,777(83); 1,044B9) 0,046@,3); 0,777@,15) 0,530A,4) 0,88E1), 1,90A8); 3,93A3) — 1,36/39/; 1,56/100/; 2,75/36/ 1,44/100/5 1,85/18/; 2,48/18/; 2,98/25/: 4,19/21/ 0,76 0,511 (ан.) — — — 0,398A0); 0,511A5, ан.); 0,606A0) 0,127 — — 0,190F5) — —¦ 0,009(9) 833
Продолжение табл. 37.1 1 звКг 37Rb 38Sr А 84 85 85m 86 87 88 89 90 91 92 93 94 79 80 81 81m 82 82m 83 84 84m ОС OO 86 86m 87 88 89 90 91 92 93 94 80 81 82 83 84 85 85m 86 87 87m 88 89 90 Период полураспада 10,76 Ч 4,4 ч — — 76 мин 2,80 ч 3,18 мин 33 сек 9,8 сек 3,0 сек 2,0 сек 1,4 сек 24 мин 34 сек 4,7 ч —. 31 мин 1,25 мин — 6,3 ч — 83 дня 33,0 дня 20 мин 18,66 дня 1,02 мин 4,8-1010 лет 17,8 мин 15,4 мин 2,91 мин 1,2 мин 5,3 сек 5,6 сек 2,9 сек 1,7 ч 29 мин 25,0 дней 32,4 ч _ 64,0 дия 70 мин 2,83 ч 52,7 дня 27,7 лет Тип распада или содержание стабильных изотопов, % 56,90 р- р- G7) и.п. B3) 17,37 р- р~ Р" Р" р~ р- р- Р- к э.з. (87) р+ A3) р+ и.п. Г (96) э.з. D) э.з. (94) р+F) э.з. э.з. G6) р-C) и.п. 79 1 К Р" Н.П. 27,85 р- р- р- Р- р- р- р- Р" э.з. э.з. э.з. э.з. (84) р+ A6) 0,56 э.з. и.п. (86) э.з. A4) 9,86 7,02 и.п. (99) 82,56 Р" Энергия. Мэв и (относительная интенсивность» %) групп частиц 0,67 0.82 — — 3,8 2,8 4,0 2,80 3,6 — _ 4,1 — 1,03 1,4 3,15 — ¦* — 0,78 — 1 ftfi 1 ,ии 0,91 — 1,78 0,274 5,3 3,92G); 2,9E); 1,6 6,6 4,6 — — — — — 1,15 — — — — — Z 1,463 0,546 Х-излучения ~~ 0,514@,4) 0.150G4); 0,305A3) — 0,403(84); 0,85A6); 2,57C5) 0,191C5); 0,85B3); 1,55A4); 2,40C5) 0,23/85/; 0,51/42/; 0,60/100/; 0,88/65/; 1,12/45/; 1,51/88/; 0.120F5); 0,536D8); 1,11D8) — . — 0,15G3); 0,19B9); 0,511A80, ан.) 0,511A95, ан.); 0,618C9) — 0,511A92, ан.); 0,777(9) 0,554F6); 0,619D1); 0,777(83) 0,53**(93); 0,79@,9) 0,511D2, ан.); 0,88G4) 0,216C7); 0,250F5); 0,464C2) 1,078(8,8) 0,56 0,898A3); 1,863B1) 0,66A7): 1,05G5); 1,26E4) 0,83*F1); 3,34**A5); 4.13A1); 4,34*A8) — — —* 0,58 — 0,040B4); 0,38C5); 0.511C2, ан.); 0,76D0) — 0,514A00) 0,150A4); 0,231(85) — — — 0,388(80) 0,91@,009) — 834
Продолжение табл 37 1 ? Эле 38Sr 3»Y 40Zr «Nb 91 92 93 94 95 82 83 84 85 85m 86 86m 87 87m 88 89 89m 90 SOm 91 91m 92 93 94 95 96 84 85 86 87 88 89 89m 90 90m 91 92 93 94 95 96 97 98 88 89 89m 90 SOm Период полураспада 9,67 ч 2,71 ч 8,3 мин 1,35 мин 0,8 мин 12,3 мин 7,4 мин 43 мин 5,0 ч — 2,68 ч — 14,6 ч — 48 мин 80 ч — 14 ч 108,1 дня 16,1 сек 64,0 ч 3,1 ч 58,8 дня 50,3 мин 3,53 ч 10,3 ч 20,3 мин 10,9 лшк 2,3 леыя 16 мин 1,4 ч 16,5 ч 1,6 ч 85 дней 78,4 ч — 4,18 лш« — — 0,80 сек 1,5-10» лет 65,5 дня — 17,0 ч 1 мин 14 мин 1,9 ч 42 мин 14,6 ч — 24 сек Тип распада илн содержание стабильных изотопов, % Р- Р~ Р~ р- Р~ _ — Р+ Р+ G0) э.з. C0) Р+E5) э.з. D5) э.з. G4) Р+ B6) и.п. э.з. (> 99) Р+(~0,3) и.п. э.з. (> 99) Р+@,2) 100 и.п. р- и.п.(99,6) Р"@,4) Р" и.п. р: р- р- р- _ э.з р+ э.з. э.з. G8) Р+ B2) и.п.(94) э.з. D,7) р+A,4) 51,46 и.п. 11,23 17,11 р- 17,40 Р~ 2,80 Р" р+ Р р+ Р+ э.з. и.п. Энергия, Мэе (относительная интенсивность, %) групп частиц 2,67 1,5A0); 0,55 2,9 2,1 — _ — 3,5 2,24 — 1,54 — — 3,15; 2,34 — — — — 0,76 — — 2,27 —- 1.545 — » 3,63 2,89 5,0 — 3,5 _ — — 2,10 — — 0,90 — — 2,40@,2); 0,89A,2) — — — — 0,060 — 0,89B); 0,396 — 1,91 — 3,2 2,9 3,1 1.50 — — 7-нзлучения 0,645A5); 0,748B7); 1,025C0) 0,44C); 1,37(90) 0,60; 0,8; 1,2 1,42A00) — — 0,795A00); 0,982A00); 1,041E0) 0,231A3); 0,511A40, ан.) 0,51**B00); 0,92(9) 0,51 *C5); 0,63*C7); 1,077(82); 1,16*C5); 1,925B4) 0,208(94) 0,483 0,381G4) 0,898(91); 1,836A00) — 0,91(99) — 0,202(97); 0,482(91) 1,21@,3) 0,551(95) 0,934A4); 1,40D,7) 0,267F); 0,94B,3); 1,90A,8) 0,56F); 0,92D3); 1,13E) — 0,7: 1,0; 1,5** _ — 0,028B0); 0,243(96); 0,612E) 0,511 (ан.); 1,2; 2,2 0,394(97) 0,511D4, ан.); 0,91(99) 0,588(87); 1,51F) — — — 2,18A4); 2,32(86) — — — 0,724D9); 0,756D9) — 0,747(92) — _ 0,511(ан.); 1,626; 3,577; 3,838 0,511(ан.); 0,588 0,142G5); 1,14(97); 2,32(82) 0,122G1) 835
Продолжение табл. 37.1 ЕЕ Эле «Nb 42МО 4зТс А 91т 92т 93 93т 94 • 94т 95 95/я 96 97 97т 98 99 100 88 89 90 91 91т GO yz 93 93т 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 • 92 93 93т 94 94т 95 95т 96 96т 97 97т 98 Период полураспада 64 ДНЯ 10,16 ДНЯ 13,6 года 2-10" лет 6,29 мин 35,0 дней 90 ч 23,35 ч 72 мин 1,0 мин 51 мин 2,4 мин 3,0 мин 27 мин 7 мин 5,67 ч — 15,49 мин 64 сек — >10Э лет 6.95 ч z 66,7 ч 14,6 мин 11,5 мин 62 сек < 1,1 мин 40 сек 4,4 мин — 2,75 ч — 43 мин — 293 мин — 53 мин —. 20,0 ч 61 день — — 4,35 дня 52 мин 2,6-108 лет 91 день 1,5-10е лет Тнп распада или содержание стабильных ИЗОТОПОВ, % и.п.(97) э.з.(З) э.з. (> 99) Р+@,06) 100 И.П. р- и.п.(>99) р-@,2) Р- и.п. Р" и.п. р- р- р- р+ р+ э.з. G5) f*+ B5) и.п. (~57) Р+(~43) 1О , ОО э.з. и.п. О 19 У, IZ 15,70 16,50 9,45 23,75 Р- 9,62 К р~ р- р- Р+(~92) э.з. (~8) э.з. (87) Р+A3) и.п. (82) э.з. A8) э.з. (89) Р+(П) Р+F6) э.з. C4) э.з. э.з. (95) Р+ @,42) и.п. D) э.з. и.п. э.з. и.п. Энергия, Мве (относительная интенсивность, %) групп частиц —. —¦ —. 0,49 — 0,160 — 0,7 1,27 — 3,1 3,2 — 2,5 4,9 — 1,2 3,44 — 3,99/15/; 2,78/100/ . — —. —. — 1,23 2,23 1,2 —. 4,8 4,1 — — 0,80 — — — 0,816 2,47 — — — 0,68 — — — — 0,30 7-излучения 0,104@,5); 1,21C) — 0,934(99) — 0,702A00); 0,871A00) 0,871@,2) 0,765A00) — 0,459B8); 0,569E9); 0,778(97); 1,092D9) 0,665(98) 0,747(98) 0,720G5); 0,787(!00); 1,16C0) 0,100/1/; 0,260/1/ 0,36/55/; 0,45/40/; 0,53**/100/ 0,511(ан.); 2,69 0,51! (ан.) 0,122G1); 0,257(85); 0,511E0, ан.) 0,511(ан.) 0,658E4); 1,21B2); 1,53A5) z 0,264E8); 0,685A00); 1,479A00) —. . — 0,181G); 0,740A2); 0,780D) 0,191B5); 0,59B1); 1,02B5) —. — 0,070 — 0,14F7); 0,33(90); 0,511A84, ан.); 0,79(95); 1,54A00) 0,511B6, ан.); 1,35F5); 1,49C3) 0,390F3); 2,66A8) — 0,511B2, ан.); 0,702A00); 0,849A00); 0,871A00) 0,511A32, ан.); 0,871(91); 1,53A0); 1,87(9) 0,768(82); 0,84A1) 0,204G0); 0,584C6); 0.838B7) — 0,778A00); 0,81(84); 0,851A00); 1,12A6) —. — 0,66A00); 0,76A00) 836
Продолжение табл. 37.1 5 Эле 43ТС 44Ru 4б№ 4ePd А 99 99m 100 101 102 103 104 105 106 107 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 97 98 99 100 101- 101m 102 103 103m 104 104m 105 105m 106 107 108 110 99 100 101 102 103 104 105 106 Период полураспада 2,12- 105 лет 6,05 ч 15,8 сек 14,0 мин 4,5 мин 50 сек 18 мин 7,7 мин 37 сек 29 сек 57 мин ,65 ч — 2,88 дня z 39,5 дня 4,44 ч 368 дней 4,2 мин 4,5 мин 32 мин 8,7 мин 4,7 ч — 20,8 ч — 3,0 года 4,4 дня — 206 дней 57,5 мин 43 сек 4,41 мин — 35,88 ч 45 сек 30 сек 21,7 мин 16,8 сек 5 сек 22 мин 4,0 дня 8,4 ч 17,0 дней — Тнп распада или содержание стабильных изотопов, % Р" И.П. р- В~ Г з~ з- р- э.з. э.з. (85) Р+A5) 5,46 э.з. 1 Qf\A 1 , oDo 12,63 12,53 17,02 31,6 Р~ 18,87 Р~ Р" Р~ Р+ Р+ э.з. (90) Г (Ю) э.з. (93) Г G) э.з. э.з. (90) и.п. A0) э.з. Р+ в- 100 и.п. Р" и.п. О 99) Р- @,18) Р" и.п- Р" р- р- р+ э.з. э.з. (97,5) Р+B,5) 0,96 э.з. 10,97 22,2 27,3 Энергия, Мэе (относительная интенсивность, %) групп частиц 0,292 — 3,38 1,32 2 2,2 4,6 3,4 — *—• — 1,33 — — — — — 0,70C); 0,21 — 1,87A1); 1,15 0,039 3,2 1,3 2,47 2,5 — 0,74 —. 2,62 — — —¦ — 1,29 1,15 — 2,44 — — 0,568 — 3,54 1,20 4,5 5,5 2,0 — — 0.78 — — — — — Tf-из лучения 0,140(90) 0,540; 0,60 0,307(91); 0,545(8) 0,47 0,135/17/; 0,21/10/ — 0,110 — _ 0,340G0); 0,511C0, ан.); 0,625A3); 1,09B1) — 0,215(91); 0,324(8) — —- — " 0,497(88); 0,610F) —- 0,317*A1); 0,475*B0): О;67*A6); 0,726D8) — 0,195A4); 0,86G) 0,165B8) _ 0,65A00) 0,34G0); 0,511B0, ан.); 0,62B0) 0,511A3, ан.); 0,540(88); 0,820B5); 2,37C9) 0,127(88); 0,198G5); 0,325A1) 0,307(83); 0,545F) — 0,475E7); 0,511B5, ан.) 0,040@,4) 0,56B); 1,24@,13) 0,051D7); 0,078B,5); 0,097B,6) 0,306E); 0,319A9) 0,129 0,512B1); 0,622*A1) 0,305G3); 0,390A1) 0,434D3); 0,51**A0); 0,62B2) 0,374 _ 0,074C4); 0.084D9); 0,126A6) 0,296C0); 0,590B4) — 0,297@,011); 0,362@,06); 0,498@,011) —- —. —• 837
Продолжение табл. 37.1 1 Эле «ePd 47 Ag 4gCd А 107 107m 108 109 109m ПО HI 111m 112 113 115 103 103m 104 104m 105 106 106m 107 107m 108 108m 109 109m 110 110m 111 111m 112 113 114 115 116 117 103 104 105 106 107 108 109 110 111 111m 112 113 Период полураспада — 7-108 лет 21,3 сек 13,47 ч 4,69 мин 22 мин 5,5 ч 21,0 ч 1,4 мин 45 сек 66 мин _ 5,7 сек 66 мин — 29,8 мин — 40 дней 23,96 мин 8,5 дня 44,3 сек 2,42 мин — > 5 лет — — 39,2 сек 24,4 сек 255 дней — 7,5 дня 74 сек 3,14 ч 5,3 ч 4,5 сек 20,0 мин 2,5 мин 1,1 мин 10 мин 57 мин 55 мин —. 6,49 ч — — 453 дня . 48,6 мин — — Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р" и.п. 26,7 Р" и.п. 11,8 Р- и.п. G5) В- B5) Р" Р- Р+ э.з. ( -70) и.п. р+ э.з. р+ э.з. и.п. э.з. р+ э.з. 51,35 и.п. Р" (97,5) э.з. B,2) Р+ @,28) э.з. (90) и.п. A0) 48,65 и.п. Р- э.з. @,3) Г (98,7) и.п. A,3) Р" и.п. р- р- в- Г Р- Р" Р+ э.з. э.з. р+ 1,22 э.з. (> 99) Р+ @,28) 0,88 э.з. 12,39 12,75 и.п. 24,07 12,26 Энергия, Мзв (относительная интенсивность, %) групп частиц 0,04 — 1,028 — —- 2,2 — 2,0 0,28 — — 1,6 — — 0,99 — 2,70 — — — 1,96 — — — 1,64 — O.SQ —• — — — 2,87 — 1,5@,6); 0,53C1); 0,087 — 1,05 — 3,94 2,0 4,6 3,2 5,0 — — —. 1,69 — 0,302 — — — — — — Т-излучения 0,21 .— 0,088E); 0,60@,03) 0,188E8) — 0,38/5/; 0,60*/13/; 1,4*/8/ 0,17 — 0,019B0) — — 0,12*/26/; 0,15/23/; 0,27/34/; 0,511/100, ан./. 0,138 0,556(84); 0,764D8); 0,854C0) 0,511A20, ан.); 0,556A00) — 0,280C2); 0,344**D2) 0,511A40, ан.) 0,512(86); 0,616B3); 0,717**C1); . 0,80**D1); 1,046B9) — 0,094E) 0,434@,45); 0,511@,56, ан.); 0,632A,7) 0,434(89); 0,614(90); 0,722(90) — 0,088E) 0F58D,5) 0,658(96); 0,764B3); 0,885G1); 0,937C2); 1,384B1) 0,247A); 0,342F) 0,065 0,617D1); 1,40E) 0,12/10/; 0,30/100/; 0,67/17/ 0,57 0,14**A2); 0,22**D9); 0,28A3); 1,48A1); 2,12A3) 0,52; 0,70 — 0,22; 0,511(ан.); 0,63; 0,85 0,084 0,308; 0,320; 0,347; 0,433; 0,511(ан.) — 0,511@,56, ан.); - 0,796@,08); 0,829@,21) — 0,088 — — 0,150C0); 0,247(94) — — 838
Продолжение табл. 37. 1 т «8Cd 4в1п cnSn аи А 113т 114 115 115т 116 117 117т 118 119 106 107 108 109 109т! 109т2 ПО 111 112 112т 113 113т 114 114т 115 115т 116 116т, 116т2 117 117т 118 119 П9т 120 121 122 123 124 108 109 ПО 111 Периоя полураспада 13,6 года — 53,5 ч 43 дня — 2,4 ч 3,4 ч 49 мин 2,7 мин Ь,6 мин 33 мин — 57 мин — 4,3 ч 1,3 мин 0,20 сек 66 мин — 2,81 дня 14,4 мин — — 20,7 мин 59,8 мин 72 сек — 50,0 дней — 6-Ю19 лет — 4,50 ч — 13,4 сек 54,0 мин 2,16 сек 45 мин 1,93 ч 5,7 сек 2,1 мин 17,5 мин — 3,2 сек 3,1 мин 8 сек 36 сек — 3,6 сек 9,2 мин 18,1 мин 4,0 ч 35,0 мин — Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р" 28,86 Р- Р- 7,58 Р- Р- 8~ э- Р"* Э.З э.з э.з. (94) Г (в) и.п. и.п. fi+G1) э.з. B9) э.з. р- D4) р+ B2) э.з. C4) и.п. 4,23 и.п. Р" (98) э.з. A,9) р+ @,004) и.п. (96,5) э.з. C,5) 95,77 и.п. (95) РМ5) Р~ и.п. р- и.п.D7) Г E3) Р" р- (95) и.п. E) з- з- з- з- 8- э.з э.з р- э.з. э.з. G3) 3+ B7) Энергия, Мэв (отвоснтельная интенсивность, %) групп частии 0,58 1,11 1,62 — 2,23 0.67 — 3,5 4,9 2,2 — — 1,29 0,79 — — 2,25 — — 0.66 1.56 — — — 1,988 0,42 — — 0,48 — 0,83 3,3 1,00 , 0,74 1 7S 1 , f О 4,2 1,6 2.7 — 5,6 3,7 5 4,6 5 — 1,6 — — 1.51 т-излучения 0,265 (~ 0,1) 0,262B); 0,49A0); 0,53B6) 0,485@,3); 0,935A,9); 1,29@,9) — 0,273C1); 0,345A8); 0,434A3); 1,303A9); 1,577A7) 0,273A8); 0,880A0); 1,24** A1); 1,433A0); 1,998A5) — 0,511(ан.); 0,63; 1,65; 1,«5 0,22D6); 0,511(ан.) 0,150; 0,175; 0,243; 0,511(ан.); 0,633; 0,872 0,205; 0,28**; 0,35**; 0,65**; 0,91** 0,658 0.40B0); 0,68A00); 1.04B0); 1,43G7) 0,511A42. ан.); 0,658(95) 0.173(89); 0,247(94) 0,511D4. ан.); 0,617F) 0,156(9) 0,393' 54) 1,29910.17) 0,192A7)-. ),558C,5); 0,724C,5) 0,335E0) 0,434@,12); 0,95@,1); 1,293A,2) 0,417C6); 1.09E3): 1,293(80): 2,111B0) 0,164 0,158(87); 0,565A00) 0.158A4); 0.314C!) 1 230A5) 0 82(95) 0,024; 0,30; 0,91* 1,171A5) 0.S9: 1,14 0,99/3/; 1.13/10/; 3,21/3/ 0,28; 0,42 0,335; 0,521; 0,89; 1,12 0,283(95) 0,511 E4, ан.); 0,75A,1); 1,14A.8); 1,89A.(К 839
Продолжение табл. 37.1 1 I S0Sn 6iSb A 112 113 113m 114 115 116 117 117m 118 119 119m 120 121 121m 122 123 123m 124 125 125m 126 127 128 129 130 131 132 112 113 114 115 116 116m 117 118 118m 119 120 121 122 122m 123 124 124mi 124m2 Период полураспада 115 дней 20 мин — 14,0 дней . ~ 250 дней — 27,5 ч 76 лет — 125 дней 39,5 мин 9,4 дня 9,5 мин ~ 105 лет 4,1 мин 59 мин 9 мин 2,6 мин 3,4 мин 2,2 мин 0,9 мин — 6,4 мин 3,3 мин — 31 мин — 16 мин 60 мин 2,8 ч 3,5 мин — 5,1 ч — 38,0 ч 15,89 мин 2,80 дня 4,2 мин 60,4 дня 93 сек — 21 мин Тип распада или содержание стабильных изотопов, % 0,95 э.з. и.п. (91) э.з. (9) 0,65 0,34 14,24 7,57 И.П. 24,01 8,58 И.П. 32,97 р- Р~ 4,71 г?~ Р" 5,98 Р" Р" Р- Р" Р- Р"~ р- р- Р- Р+ э.з. э.з. р+ р+ э.з. э.з. F7) В+ C3) э.з. G2) р+ B8) э.з.(81) РЧ19) э.з. (97,4) э.з. э.з. О 99) р+ @,16) э.з. Р+ э.з. 57,25 [Г (97) э.з. C,0) р+@,006) И.П. 42,75 и.п.(80) Р" B0) И.П. Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц — — — . — . — — 0,383 0,42 — 1,42 1,26 2,34 2,04 2,7 0,80 t — — — —. 2,42 2,7 — — 1,51 — 2,3 — 1,16 2,67 — — — 1,70 — — 1,97 — 0,56 — — 2,31 — 1,19 Y~ излучения _ 0,255A,8) 0,079@,6) — — —. — 0,158(87) — — 0,024A6) — — 0,037 — — 0,160 — 0,811A,5); 0,504A,4); 1,068D); 1,97@,6) 0,325(97) 0,060; 0,067; 0,092 0,49A00) 0,044G); 0,072A9); 0,50F1); 0,57B2) 1,15 — — — 0,511(ан.); 1,27 0,32; 0,511 (ан.); 1,03; 1,2** 0,9; 1,30 0,499A00); 0,511 F7, ан.); 0,98E); 1,24E) 0,511E6, ан.); 0,93B6); 1,293(85); 2,23A4) 0,099C0); 0,140C0); 0,406C6); 0,511C8, ан.); 0,545F8); 0,96G5); 1,06B7); 1,293A00) 0,158(87); 0,511E, ан.) 0,511A50, ан.); 0,83@,4); 1,230*C) 0,041 B9); 0,254(93); 1,049A00); 1,230A00) 0,024A6) 0,511 (87, ан.); 1,171A,3) — 0,564F6); 0,686C,4) 0,061E0); 0,075A7) — 0,603(97); 0,72* A4); 1,692E0) 0,505B0); 0,603B0); 0,644B0) 840
Продолжение табл. 37.1 1 m biSb бгТе Л 125 126 127 128 129 130 131 132 133 135 107 108 115 116 117 118 119 119т 120 121 121т 122 123 123т 124 125 125т 1 9А 1ZO 127 127т 128 129 129т 130 131 131т 132 133 133.72 134 117 118 119 120 121 Период полураспада 2,71 года 12,5 дня 93 ч 10,8 мин 4,3 ч 33 мин 26 мин 2,1 мин 4,2 мин 2 сек 2,2 сек 5,3 сек — 6,0 мин — 2,50 ч 61 мин — 6,0 дней 15,9 ч — 4,68 дня — 17 дней 154 дня — . 117 дней 58 дней 9,4 ч 109 дней — — 68,7 мин 34,1 дня Z 24,8 мин 30 ч . 77,7 ч 12,5 мин 50 мин 42 мин 7 мин 13,9 мин 19,5 мин 1,35 ч 2,12 ч Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Г р- р р- R— Р~ ?}- Р~ р— Р" а а Р ^ (-80) э.з.(~ 20) э.з. э.з.G0) Г C0) э.з. э.з. Г E) э.з. 0,089 э.з. и.п. (90) э.з. A0) 2,46 0,87 И.П. 4,61 6,99 И.П. IR 71 10 , 1 1 Р- и.п.(99,2) Р"@,8) 31,79 Р- и.п. F4) Р-C6) 34,49 р- Р" (82) и.п.A8) Р- Р- В- (87) и.п.A3) Р- Р+ Р+(~54) э.з. (-46) Р+E1) э.з. D9) э.з. E4) Р+D6) э.з.(91) Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 0,61 1,9 1,5 2,6 1,87 —. — — — 3,28 3,08 2,6; 3,4; 3,7 2,8 — — — 1,81 — — 0,627 — — — — — — — — — —. — 0,70 — —• — 1,45 1,60 2,14 2,46E); 0,9 — 0,22 — 2,4 — — _ — — — — — 4,0 — f-нзлучеиня 0,427C1); 0,463A0); 0,599* B4); 0,634A1) 0,41; 0,69** 0,46; 0,68; 0,77 0,320(83); 0,75*B00) 0,54; 0,81; 0,91 0,19; 0,33; 0,82**; 0,94 0,64C7); 0,95D8) — — — — ¦ 0,511 A60, ан.); 0,72C4); 1,28C2); 1,38C2) 0,094 0,511 F0, ан.); 0,72F5); 0,93F); 1,78(9) . 0,645(85); 0,70A1); 1,76C,6) 0,153F2); 0,270B5); 1,221F7); 2,09D) — 0,508A8); 0,573(80) 0,212(82); 1,10C) — 0,159(84) — 0,035G); 0,110@,3)" 0,058@,01); 0 21*@,03); 0,350@,05); 0,417@,3) 0,059@,19); 0,089@,08); 0,67@,004) — 0,027A9); 0,455A5) 0,69F) 0,150F8); 0,453A6) ' 0,78** F0); 0,85* C1); 1,127A3); 1,206A1) 0,053A7); 0,230(90) — 0,432E0); 0,557C5); 0,754(85); 0,91 E7) 0,08A3); 0,17A6); 0,204B1); 0,262A9) 0,16; 0,34; 0,511 (ан.) 0,511A08, ан.); 0,55; 0,60; 1,15 0,26; 0,511A02, ан.); 0,78 0,511(92, аи.); 0,56; 0,62; 1,52 0,212(90); 0,32F); 841
Продолжение табл. 37.1 1 1 J 63 s*Xe A 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 118 119 120 121 122 123 124 125 125m 126 127 127m 128 129 129m 130 131 131m 132 133 133m 134 135 135m 136 137 138 139 Период полураспада 3,5 мин 13,3 ч 4,15 дия 60,2 дня 12,8 дня — 24,99 мин — 1,7-1С' лет 12,3 ч 8,05 дня 2,26 ч 20,3 « 52,0 мин 6,68 ч 83 сек 22,0 сек — 5,9 сек 2,7 сек 6 мин 6 мин 40 мин 39 мин 20,1 ч 2,08 ч 16,8 ч 55 сек . 36,41 дня 75 сек 8,0 дней 11,8 дня 5,27 дней 2,26 дней 9,14 ч 15,6 мин 3,9 мин 17,5 мин 43 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов, % ^ (9) Р+ э.з. э.з. G4) Р+B6) э.з. э.з. E5) р" D4) 100 р-(93,6) 9.3.F,4) Р" р- р— р- jj- Р~, Р- й- р-, п(~6) Р" Р+ Р+ Э.З. р+ э.з. э.з. 0,096 9.3. И.П. 0,090 э.з. и.п 1,919 26,44 и.п. 4,08 21,18 и.п. 26,89 Р" и п. 10,4 Р" и.п. 8,87 Р~ р- Р" Энергия, Мзв (относительная интеисивность, %) групп частиц ,2 3,1 2,14 — 1,25 1,13 2,12 0,150 1,7@,4); 1,04 0,806@,6); 0,606 2,12 1,27 2,43 1,4 7,О(~6); 5,6 — — — — 2,8 1,51 — — — — г — — — — — — — 0,346 — — 0,92 — — 4,1 2,4 — f-излученш; 0,511 A8, ан.) 0,511 (ан.); 0,564; 0,69; 0,78 0,159(83) 0,511 E0, ан.); 0,605F7); 0,644A2); 0,73A4); 1,69A4) 0,035G) 0,386C4); 0,667C3) — 0,441A4); 0,528A,4) 0,040(9) 0,419C5); 0,538(99); 0,669A00); 0,743(87) 0,284E,4); 0,364(82); 0,637F,8) 0,52**B0); 0,67** A44); 0,773(89); 0,955B2) 0,53(90) 0,61 A8); 0,85(95); 0,89F5); 1,15A0) 1,14C7); 1,28C4); 1,46A2); 1,72A9) 0,27A8); 0,39A9); 1,32** (95); 2,3**A9) — — — 0,05; 0,511 (ан.) 0,10 0,055; 0,073; 0,176; 0,76 0,080; 0,096; 0,132; 0,437; 0,511 (ан.) 0,060; 0,090; 0,110; 0,148; 0,180; 0,345 0,090; 0,110; 0,149; 0,178; 0,329; 0,511(ан.); 0,68; 0,90; 1,10 — 0,055; 0,188; 0,242 0,075; 0,111 — 0,172B2); 0,203F5); 0,375B0) 0,125; 0,175 — — 0,040(9); 0,197F) — — 0,164B) — 0,081 C7) 0,233A4) — 0,250(91); 0,61C) 0,527(80) — 0,455C3) 0,16/33/; 0,26/100/; 0,42/40/; 1,78/66/; 2,02/58/ 0,18/41/; 0,22/100/; 0,30/57/; 1,15/23/ 842
Продолжение табл. 37.1 н X си I 64Хе 66Cs 66Ва А 140 141 142 143 144 123 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 134т 135 135т 136 137 138 139 140 141 142 125 126 127 128 129 130 131 131т 132 133 133т 134 135 135т 136 136т 137 137т 138 139 140 Период полураспада 16,0 сек 1,7 сек ~ 1,5 сек 1,0 сек — 1 сек 8,0 мин 45 мин 1,6 мин — 6,2 ч — 3,8 мин — 32,1 ч 30 мин — 9,70 дней 6,59 дней — — — 2,046 лет 2,895 ч 3,0-10в лет 53 мин 13,7 дня 30,0 лет 32,2 мин 9,5 мин 66 сек 24 сек 2,3 сек 6,5 мин 97 мин 10 мин 2,43 дня 2,61 ч — 12,0 дней. 14,6 мин 7,2 года 38,9 ч . 28,7 ч 0,32 сек 2,554 мин 82,9 мин 12,80 дней Тип распада или содержание стабильных изотопов, % р- р- й- р~ р+ э.з. E1) Р- D9) 3- (82) э.з.A8) э.з. (96,5) Р+C.5) о+ / gj\ э.з. (~ 49) э.з. t>* э.з. я- э.з. э.з. (97) В+@,6) 3-B) 100 р- и.п. р- ~ и.п. г к з- Р- Р- э.з. р+ э.з. э.з. (94) Р+F) 0,101 э.з. и.п. 0,097 э.з. и.п. 2,42 6,59 и.п. 7,81 и.п. 11,32 и.п. 71,66 В" Р Энергия, Мэв (относительная ннтенснвность, %) групп частиц —. — . — 9 Cfc ? t\JO 3,8 — — 1,08 2,9 — 1.97 — 0,442 — 0,40 — — 0,662 о ^ и ,оо 0,21 — 0,657G); 0,341 1,176G); 0,514 3,40 . — — — —. — г — 1,42 — — — — — — — — — — — — — — 2,3 1,02 f-нзлучения 0,13 — — — — 0,112; 0.511 (98, ан.) 0,386C8); 0,511 A64, ан.) 0,125A0); 0,406G2); 0,511 G, ан.) 0,441 B7); 0,511 (ПО, ан.) 0,375D8); 0,416B5); 0,550E) 0,54; 0,59 0,48* D); 0,668(99) — 0,57** B3); 0,605(98); 0,796** (99) 0,128A4) 0,781 A00); 0,840(96) 0,16** C6); 0,340E3); 0,818A00); 1,05(82) 0,662(85) 0,463B3); 1,01B5); 1,426G3); 2,21A8) 1,28 0,59; 0,88; 1,14; 1,62; 1,85; 2.06; 2,32; 2,72; 3,15 — 0,23/100/; 0,70/33/ — 0,134; 0,278 0,129/26/; 0,182/100/; 0,21**/65/; 1,45/42/ — 0,124**B8); 0,216A9); 0,373A3); 0,496** D8) 0,107D0) — 0,080** C6); 0,302A4); 0,356F9) 0,276A7) —¦ — 0,268A6) — 0,164D0); 0,818A00); 1,05A00) — 0,662(89) — 0,166B3); 1,43@,4) 0,030A1); 0,537C4) 843
Продолжение табл. 37.1 н ГС О) I БбВа 67La «Се А 141 142 143 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 129 130 132 133 134 135 136 137 137т 138 139 139т 140 141 142 143 144 145 146 Период полураспада 18 мин 11 мин 12 сек 1,0 мин 3,5 мин 4,2 мин 10,0 мин — 8,7 мин .—. 56 мин — 4,5 ч 4,0 ч 6,8 мин — 19,4 ч 9,5 мин — 6-104 лет 1,12-10" лет — — —. 40,22 ч 3,87 ч 92,5 мин 14,0 мин ~ 13 мин 30 мин 4,2 ч 6,3 ч 72,0 ч 17,0 ч — 9,0 ч — 34,4 ч — —. 140 дней 54 сек — 32,5 дня ; 33 Ч 284 дня 3,0 мин 14 мин Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р- Р- Р- Р+ Р+ Р* Р* э.з. э.з. э.з. G2) Р+ B8) Р+ Э.З. Q + Р* F2) э.з. C8) э.з. э.з. (~67) Р+(~33) э.з. 0,089 э.з. (~ 70) р- (~ зо) 99,911 Р- Р" Р" Р- —. Э.З. э.з. р+ э.з. э.з. р*«1) 0,193 э.з. (> 99) Р+(<0,009) и.п.(99,4) э.з. @,6) 0,250 э.з. и.п. 88,48 Р- 11,07 Р- к р~ Энергия, Мэе (относительная интенсивность, % ) групп частиц 3,0 1,7 — • . — — — —. — — 1,94 3,8 1 9 1 ,1, 2,7 — — •— 1,9 — — — 0,21 —. 2,175F); 1,69A5); 1,36 2,43 4,51 3,3 _ —, . 1 Ч 1 ,О — 0,81 — —. — —. —- — — — —. 0,581 —. 1,39 0,31 2,0 0,7 Tf -излучения 0,193/100/; 0,28/50/; 0,46**/30/; 0,64/20/ 0,080/30/; 0,26/100/; 0,89/40/; 1,20/35/ — 0,256; 0,511 (ан.) 0,279; 0,511 (ан.) — . 0,356; 0,45; 0,511 (ан.), 0,55; 0,72; 0,81; 0,91; 1,01; 1,19; 1,45; 1,55 0,115B3); 0,364B0); 0,417B0); 0,511E6, ан.) 0,47; 0,511 (ан.); 0,56; 0,66; 1,03; 1 ,22; 1,58; 1,92 0,511 (ан.); 0,8 0,511 A24, ан.); 0,605F) 0,481 A,9); 0,588@,13); 0,87** @,24) 0,511 F6, ан.); 0,818B,5) —. 0,81 C0); 1,426G0) 0,329B0); 0,487D0); 0,815A9); 0,923A0); 1,596(96); 2,53C) 1,37B) 0,65D8); 0,90(9); 1,91(9); 2,41A5); 2,55A1) 0,62/100/; 0,80/44/; 1,07/26/; 1,17/57/; 1,58/28/; 1,98/35/; 2,56/27/ 0,080; 0,32; 0,75 0,13 0,18 0,511 (ан.); 1,8 _ 0,265/100/; 0,300/56/; 0,52**/46/; 0,59**/98/ —. 0,446** B,3); 0,481** @,06); 0,698@,04); 0,92**@,10) 0,168@,4); 0,255A1); 0,762@,16); 0,825**@,5) — 0,165(80) 0,746(93) —. 0,145D8) — 0,057A1); 0,293D6); 0,668G); 0,725(8) 0,080B); 0,134A1) —. 0,110/20/; 0,142/42/; 0,22/50/; 0,27/12/; 0,32/100/ 844
Продолжение табл. 37.1 н ГС о s & ьеСе 69Рг eoNd 61Pm А 147 148 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 137 138 139[2] 139т 140 141 141т 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 141 142 143 144 145 Пернод полураспада 65 сек ~ 43 сек 17 мин 22 мин ¦— 1,2 ч — 1,5 ч 2,10 ч — 4,5 ч — 3,39 мин — —. 19,2 ч 13,59 дня 17,27 мин 5,98 ч 24 мин 12 мин 2,0 мин 2,3 мин 55 мин 22 мин 29,7 мин * , 5,5 ч — — 3,3 дня 2,42 ч — 64 сек — 2,4 • 1015 лет — — 11 ,06 дни .— 1,8 ч 12 мин 22 мин — 40 сек — 0,73 года 0,96 года 17,7 года — Тнп распада или содержание стабильных изотопов, % Р- Р~ Р+ Р- э.з. э.з.(~67) Р+(~33) э.з. G3) Р- B7) э.з.G7) Р+ B3) э.з. (89) Р-(П) э.з. E0) Р+E0) 100 з- з- з- з- р- р- р~ Р" к и.п. Р- э.з. э.з. э.з. (96) р+D) и.п. 27,13 12,20 а 23,87 8,29 17,18 Р" 5,72 Р- 5,60 г Р+E7) э.з. D3) Р+(~95) э.з.(~5) э.з. э.з. э.з. ( zC- 10"') Энергия, Мае (относительная интенсивность, %) групп частиц — 2,5 — — 2,0 1 7 1 , / 1,65 — 1,09 — 2,32 2,16 0,933 2,99 1,80 3,7 2,1 4,2 2,8 3 2,4 — —. 3,1 — —. — 0,79 — .— — 1,83 — — — 0,81 — 1,5 —. 2,0 2,6 — 3,78 —- — — — 2,24 [2] f-нзлучения — 0,22; 0,30; 0,409; 0,511 (ан.); 0,639; 0,96 0,080; 0,22; 0,30; 0,511 (ан.) 0,511F6, ан.) — 0,511E4, ан.) 0,298G7); 0,40(9); 0,511D6, ан.); 0,79A00); 1,04A00) 0,511A8, ан.); 1,35@,5); 1,61@,3) 0,511A00, ан.); 1,596@,3) — 1,57C,7) — 0,695A,5); 1,487@,29); 2,186@,7) 0,072; 0,68; 0,75; 0,92; 0,98; 1,05: 1,16 0,455G7); 0,74A6); 0,78A5); 1,51B7) 0,078A7); 0,127(9); 0,32** D7); 0,56C9); 0,61A0); 0,65B4); 1,26A1) 0,30 0,08; 0,155; 0,325; 0,36; 0,745 0,109; 0,511 (ан.); 0,55** 0,41 0,114/80/; 0,327/50/; 0,511/1400/; 0,73**/210/; 0,82**/70/; 0,983/70/ — 0,145@,2); 0,511 F, ан.); 1,14B); 1,30A) 0,755 —. —. — —. 0,091B8); 0,319C); 0,43** D); 0,533A3) — 0,114A8); 0,210B7); 0,27** B6); 0,541A0) — 0,118D0); 0,174**(Ю); 0,256A1); 1,180(9) 0,195A3); 0,511 A14, ан.) — 0,511 A90, ан.) — 0,742D7) 0,474D5); 0,615(99); 0,695(99) 0,067A,0); 0,072B,3) — 845
Продолжение табл. 37.1 ;мен 1 62Sin взЕи А 146 147 148 148m 149 150 151 152 153 154 140 [2] 141 [2] 142 143 143m 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 142[2] 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 152m, Период полураспада 4,4 года 2,62 года 5,4 дня 41,8 дня — 53.1 ч 2,68 ч 27,8 ч 6,5 мин 5,5 мин 2,5 мин 14,7 мин 23 мин 73 мин — 9,0 мин — 64 сек 340 дней 7-Ю7 лет 1,05-Ю11 лет _ ~ 87 лет 46,8 ч 23,5 мин 9,4 ч 1,2 мин 2,3 мин 10,5 сек 5,9 дня — 4,59 дня — 21,5 дня — — 54 дня 106 дней 12,55 ч — — 12,7 года . 9,3 ч — Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Э.з. F5) Р-C5) р- Г(93) и.п.G) Р- Р- Р" Р- р- р- _ э.з. р* э.з. (—50) р+(~50) э.з. E2) Р+D8) и.п. 3,16 э.з. а а 15,07 11,27 13,82 7,47 Р- 26,63 Р- 22,53 Р- ?- Э.З В+ р+ э.з.(99) Р+A) э.з. (96,5) Р+ C,5) э.з. (99,5) Р- @.5) а @ ,002) э.з. (> 99) Р+@,13) а(9-10-') 3.3. р~ (90) э.з.(9) Р+@,4) 47,77 э.з. G2) Р- B8) Р+@,021) Р- G7) э.з. B3) Р+@,011) Энергия, Мэв (относительная интенсивиость, %) групп частиц л 7Я и, /о 0,224 2,48 0.69 —• 1,07 3,05 1,19 2,2 1,65 2,5 _ — 1,03 [2] — 2,5 [2] — . — 2.46 2,23 _ —. — 0,076 — 0,80 .—. 1,53 0,72 — 4,0 5,2 — 1.7B1 — 1,47C.3); 2,11 @,14); — — 2,91 — 0,92 2,63 — 1,01 — 1,24 — — 1.48 0,71 1,88 — 0,89 7-нзлучения 0,453F5); 0,75* F5) 0,551B7); 0,914A5); 1,465B3) 0,551(95); 0,630(87); 0.727C6) 0,286B); 0,58@,1); 0,85@,2) 0,334G1); 0,831A8); 1,165B3); 1,33B2) 0,17**A8): 0,340B1) 0,122; 0.245 0,12; 0,18 — 0,23; 0,14 0.20; 0,43; 0,78 0,15—0,35**; 0,511A00, ан.) 0,511A00, ан.) — 0.748 0,061: 0.485C- Ю-3) — . — — 0,022D) — 0,070E,4); 0,103B8) — 0,104G3); 0,246D) 0,088C0); 0,166A0); 0,204B0) 0,77; 1,03 0,511 (ан.) 0,511 (ан.) 0,656/30/:0.894/100/; 1,66/16/ 0,511G, ан.); 0,634*G7); 0,749A00) 0,122B0); 0,198B4); 0,680A1); 0.957(9); 1,079(9) 0,551** A20); 0,62** (90); 0,72**A8) 0,277/10/; 0,328/10/ 0,334D); 0,406C); 0.511 @,8, ан.) — — 0,122C7); 0,344B7); 0,965A5); 1,408B2) — 0.842A3); 0.963A2); 0,122(8) — 846
Продолжение табл. 37.1 f X си Е 1 взЕи 64Gd 36Tb А 152/^ 153 154 155 156 157 158 159 160[2] 145 146 147 148 149 150 151 152 153 1 ^А 155 156 157 158 159 1 АО i6i 162 [2] 147 148 149 149m 150 151 152 153 154 155 156 156m 157 158 158m Период полураспада 96 мин — 16 лет 1,811 годэ 15,4 дня 15,1 ч 46 мин 18,1 мин 40 сек 25 мин —. 50 дней 35 ч 84 года 9,5 дня — 2,1-10в лет 120 дней — 1,1 - 101' лет — 242 дня z — 18,0 ч 3,6 мин 10,4 мин 24 мин 70 мин 4,10 ч — 4,3 мин 3,1 ч — — 18 ч — 17,4 ч — 55 ч 21,0 ч 5,6 дня 5,1 дня 5,5 ч 150 лет 1,2-10» лет — 10,5 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов, % И.П. 52,23 Р- Р~ Р~ Р- Р- Р- 0- э.з р+ э.з. э.з. а э.з (> 99) а (-0.0007) а э.з. а(~ 8-10-') а 0,20 э.з. 9 1 ^ Н,7 20,47 15,68 24,9 Р- ' 91 Q Zl )i7 Р- в- 9.3 й+ Р Э.З. р э.з. (84) а(~ 16) э.з. а @,025) э.з р- а[2| э з. (> 99) а@,0005) э.з (80) !*+ (~ 20) э.з э.з. э.з. э.з. И.П. э.з. э.з (86) р-A4) И.П. Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц — 1,85A0); 0,87 0,25 2,45 1,3 2,5 2,6 — _ 2,4 — — 3,18 —. 3,01 2-73 fX — 2,60 2,1 __ — z 0,95 1,6 — — А Р, » ,О 3,95 — 3,99 — 3,6 3,49 [2] — 3,42 — 2,82 — — — — — — 0,85 7-нзлучения 0.090G4) •— 0,123C8); 0,724B1); 0,876A2); 1,00* C1); 1,278C7) 0,087C2); 0,105B0) 0,089(8); 0,812(9); 1,07** A1); 1,15** A4); 1,24** A6) 0,064B7); 0,37* A4); 0,413B7) 0,080/100/; 0,52**/25/; 0,95**/95/; 1,19/16/ 0,07D2); 0,09A8); 0,15A4); 0,67B1) 0.075; 0,17 0,511 (ан); 0,80/9/; 1,03/10/; 1,75/100/ 0,078/30/; 0,115**/100/; 0,155/45/ 0,229/150/; 0,39**/85/; 0,64**/70/; 0,77**/60/; 0,932/60/ — 0,150D8); 0,299B6); 0,347B5); 0,750A1) —. 0,0216C); 0,154G); 0,175C): 0,244G) .— 0,070B,4); 0,099** E5) z 0,058C); 0,363(9) 0,102A1); 0,315B5); 0,361F6) 0,41; 0,43 0,305; 0,511 (ан.) 0,511 (ан.); 0,78; 1,12 0,16; 0,35 — 0,511/100, ан./; 0,637/100/: 0,93/35/ 0,108C5); 0,252C5); 0,288C2) 0,344/100/; 0,586/14/; 0,779/14/ 0,083** A1); 0,11**A2); 0,212C0) 0,123; 0,248; 0,347; 0,53**; 0 65** 0,087C7); 0,105B5); 0,180 (8) 0,089A7); 0,199D0); 0,535G0); 1,22B9); 1,42A5) 0,088 0,080A2); 0,182A0); 0,782A0); 0,95*F9) 0,110@,5) 847
Продолжение табл. 37.1 1 esTb 66Dy . 6, Ho A 159 160 161 162 163 164 [21 149 150 151 152 153 154 154m 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 165m 166 167 151. 152 153 154 155 156 157 158 1 ^Rm 1ОО//1 159 159m 160 160m 161 161m Период полураспада 72,1 ДНЯ 6,9 дня 7,48 мин 6.5 ч 3 мин 10—20 мин 7,2 мин 18,0 мин — 2,41 ч — 6,4 ч — > 1 • 108 лет 13 ч 10,2 ч — _ 8,1 ч 144 дня — — __ 139,2 мин 1,26 мин 81,5 ч 4,4 мин 35,6 сек — 52,3 сек 9 мин 7 мин 50 мин 55 мин 14 мин 11,5 мин 9Q мни 33 мин 6,9 сек 25,6 мин 5,0 час 2,4 час 6,1 сек 1 ип распада или содержание стабильных изотопов. % 100 р- р- р- з- з- э.з. э.з. Р а Р+ + э.з.(94) а F) э.з. а @,05) э.з. а@,0030) а а Э.З. В* B) 0,0524 э.з. 0,0902 э.з. г 2,294 18,88 25,53 24,97 28,18 Р" и.п. Р"B.5) Р" Р-[2] 3++э.з.(80) а B0) э.з. а A9) а @,3) Э.З. к в+ р+ э.з. Ы П И* 11* й+ г Э.З. И.П. э.з.(>99) В+(~0,4) и.п.F6) Э.З. 1 ю»\ Р+ )C4) э.з. и.п. Энергия, Мзв (относительная интенсивность, %) групп частиц 1,74@,4); 0,86 0,59A0); 0,52 1.3; 1,5 [2] 1,65 1,0; 2,9 — . <; 4,23 — г 4,06 3,65 — 3 48 2,85 3,37 1,08@,14); 0,85B) — — — — — 1.29 — 1,04@,4); 0,89 0,48E); 0,40 — _ 4,51 — 4,45 3,92 2,1 2,9/1/1 1,8/18/ 1,32 — — — — — 1,9 — — 7-нзлучения 0,087A2); 0,299C0); 0,879C1); 0,966** C1); 1,178A5) 0,026B1); 0,049A9); 0,075A0) 0,180/26/; 0,258/100/; 0,81/44/; 0,89/54/ 0,025; 0,235; 0,330; 0,510 0,17; 0,69 _ 0,39; 0,511 (ан.) 0,145; 0,511 (ан.) — 0,257 — 0,08**; 0,25** — — — — 0,227F8); 0,52**(8); 1,000F); 1,16**F) 0,326(91) — 0,058D); 0,348(9- 10) — — — — — 0,095D); 0,361A,1) 0,108C); 0,514A,8) — 0,082A2); 0,372@,5); 0,426@,5) 0,19 —0,57 [2] — — — — 0,335; 0,511 (ан.) 0,092; 0,138; 0,511(ан.) 0,138/100/; 0,266/99/; 0,367/23/; 0,511 (ан.) 0,087; 0,152; 0,190; 0,227; 0,511 (ан.) 0,099; 0,218; 0,329; 0,412; 0,52; 0,647 0,099; 0,218; 0,356; 0,412 0,057; 0,080; 0,13; 0,253; 0,309 0,206 0,73; 0,96 [2] — 0,197B0); 0,646B0); 0,729E0); 0,880B6); 0,965**C7) 0,026B3); 0,075A5) 0,211E3) 848
Продолжение табл. 37.1 s си e,Ho egTm А 162 162m 163 [21 163m 164 165 166 166m 167 168 169 170 152 153 154 157 158 159 160 161 1A9 1DZ 163 164 165 166 167 167m 168 169 170 171 172 153 154 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 Период полураспада 15 мин 68 мин — ~30 лет 1,1 сек 36,7 мин — 26,9 ч 1,2-Ю3 лет 3,1 ч 3,3 мин 4,8 мин 45 сек 10,7 сек 36 сек 5 мин ~ 25 мин 2,3 ч 36 мин 29,4 ч 3,1 ч 75,1 мин — 10,34 ч 2,3 сек — 9,6 дня 7,52 ч 49,5 ч 1,6 сек 3,0 сек 32 мин 77 мин 1,8 ч 2,0 мин 30,1 ч — 7,7 ч 9,6 дня 85 дней — 134 дня 1,92 года Тип распада или содержание стабильных изотопов, % э.з. (95) и.п. F3) э.з. C7) э.з. и.п. р- E3) э.з. D7) 100 (J- з- з- з- Р" а(~90) а О 75) |;3- } B5) а Р+ Э.З. р+ р+ [2] э.з. р- \J у luO э.з.(>99) Р+ @,004) 1,56 э.з. 33,41 22,94 и.п. 27,07 р- 14,88 р- Р" а а э.з. э.з. э.з. 0+ э.з. E0) Р+E0) э.з. Р+@,007) э.з. (98,2) Р+B) э.з. э.з. 100 Энергия, Мэв (отиоснтельная интенсивность, %) групп частиц 1,10 — — 0,99 — 1,84 — 0,96 " 2,2 1,95 3,1 4,80 4,67 — 4,15 г-' — L 0,8 — — 1,2 0,19 — — — 0,34 — 1,49B,3); 1,06 0,89«10); 0,37 5,10 5,04 — — 1,1 2,94 — 0,30 .—. 1,94 — — — 0,97 0,097 ¦[-излучения 0,081(8); 0,511 (9, ан.) 0,185B6); 0,940A3); 1,224B4) — 0,305 0,073; 0,091 — — 0,081E,4); 1,380@,9) 0,184(90); 0,280C0); 0,711E8); 0,810F0) 0,06 —0,53 [2] 0,85 0,15; 0,68; 0,84; 0,92 0,43 _ — — 0,117; 0,386; 0,511 (ан.); 1.32 0,072; 0,250; 0,315; 0,387; 0,511 (ан.); 0,875 0,37—2,60 [2] — 0,211(9); 0,592(8); 0,826F3) 0,43@,06); 1,10@,04) — — j. 0,208D3) ^ — 0,008@,3) 0,112B5); 0,296B8); 0,308F3) 0,407D0); 0,610D0) — 0,084; 0,106; 0,112; 0,172 0,102/20/; 0,236/10/ 0,104/8/; 0,240**/5/ 0,091D); 0,511A00, ан.) 0,243/50/; 0,297** C5); 0,807/15/ 0,081; 0,19*; 0,215; 0,46; 0,60** 0,057D); 0,208D3); 0,532B) 0,19**G7); 0,448B7); 0,73**D0); 0,82**(88) — 0,084C,3) 0,067 28—748 849
Продолжение табл 37.1 2 М ,oYb 71Lu А 172 173 174 175 176 154 155 162 164 165 166 167 168 169 169 т 170 171 171 т 172 173 174 175 176 176 т 177 177 т 155 156 167 168 169 169 т 170 170 т 171 171 т 172 172 т 173 174 174 т 175 176 176 т 177 177 т Период полураспада 63,6 ч 8,2 ч 5,2 мин 20 мин 1,5 мин 0.39 сек 1,6 сек ~24 жин 75 лшя 10,5 жин 57,5 ч 17,7 жыи 31,8 дня 46 сек <8 дней _ 101 ч 11,7 сек 1 ,9 ч 6,5 сек 0,07 сек 0,23 сек 54 лшн 7,1 мин 34 ч 2,7 мин 2,05 дня 0,7 сек 8,3 дня 76 сек 6,70 дня 3,7 мин 1,37 года 3,6 года 140 дней 2,2-1010 лет 3,69 ч 6,74 дня 155 дней Тип распада или содержание стабильных изотопов. % Р- г р- р- р- а а — Э.З. э.з. р+ э.з. э.з. Р+ @,4) * 0,140 э.з. И.П 3,03 14,31 и.П. 21,82 16,13 31,84 К о 12,73 И.П. р- И.П. а а э.з. р+ (~1) э.з. Р+ ("2) э.з. Р+ И.П. э.з. р- И.П. э.з. р+(~0,007) И.П. э.з И.П. э.з. Э. 3. И.П. 97,40 р- 2,60 Р~ Р~ Р~G8) и.п. B2) Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 1,88 1,3B); 0,89 1.2 2,0 4,2 5,33 5,21 — — — 1,6 [2] — — — — _ -V — — — — — 0,466 — — 1,40 — 5,63 5,54 1,5 — 1,2 — 1,2 — — 2,4 — — — — — — — — — — 0,43 1,31 0,497 0.2 [2] Г-излучения 0,079E); 0,181B,2); 1,09G); 1,39G); 1,46G); 1,53F) 0,399(89); 0,465(8) 0,176F7); 0,273(85); 0,366(93); 0,50A5); 0,99(89) 0.51 _ 0,041 |21 0,080: 0.069 [2] 0,082A7) 0,113**(90); 0,176A5) — 0,063D5); 0,177B2); 0,198C5) 0,024 [2] 0,019; 0,076 — 0,114A,9); 0,283C,7); 0,396F,0) — 0,19; 0,29; 0,39 0,122C); 0,151 A6); 1,080E); 1,241C) 0,104F5); 0,228A3) — 0,030; 0,278; 0,372; 0,402; 0,511 (ан.) 0,087G); 0,90A0); 0,99A3) 0,063; 0,111; 0,191; 0,577 0,029B] 0,084A3) — 0,019B0); 0,668A4); 0,741F8) 0,071 @,2) 0,182B6); 0,81B1); 0,90** D5); 1.09F0) — 0,079A4); 0,101G); 0,272A8) 0,076F); 1,24(9); 0,067; 0,176; 0.273: 0,994 — 0.088A5); 0,202(85); 0,306(95) 0,088A0) 0,113B,8); 0,208F,1) 0,113B3); 0,208F2); 0,228C7); 0,378B9); 0,418B1) 850
Продолжение табл. 37.1 1 1 71Lu !2Hf ?зТа А 178 179 180 157 158 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 177 т 178 178 т 179 179 т 180 180 т 181 182 183 172 . 173 174 175 176 177 178 179 180 180 т 181 182 182 т 183 Период полураспада 22 мин 4,6 ч 2,5 мин 0,12 сек 3 сек 22 мин 1,5 ч 12,2 ч 10,7 ч 5 лет 23,6 ч 2-10" дет 70 дней 1,1 сек 4,3 сек — 18,6 сек 5.5 ч к 42,5 дня 9-10» лет 65 мин 44 мин 3,7 ч 1,2 ч 10,5 ч 8,0 ч 56,6 ч 9,35 мин -600 дней 8,15 ч 115,1 дня 16,5 мин 5,0 дней Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р~ а а Р+(~2) 9.3. э.з. D + Р э.з. э.з. э.з. э.з. а 0,163 э.з. 5,21 18,56 и.п. 27,1 И.П. х 13,75 и.п. 35,22 и.п. Р- Р~ h р+ э.з. э.з. р+. э.з. р+ э.з. э.з. э.з. э.з. (99) Р+A) э.з. 0,0123 э.з. (87) Р~A3) 99,9877 Р- и.п. р- Энергия, Мэв (относительная нитенснвность, %) групп частиц 1,50 1,35 3,3 5,68 5.27 1,7 — 1 *^ 1 .о — — 2,50 — — .— .— — — — — .— — — 0,41 — 1,6 _ — — — — — — — 0,89 — 0,71 — 1,71@,3); 0,522 — 0,62 f-излучения 0,089; 0,214; 0,326; 0,427 0,213 — — 0.129; 0,17 0,115 0,120; 0,165; 0,99; 1,28; 2,03; 2,36; 2,52; 2,94 0,122; 0,188; 0,29; 0,34; 0,47; 0,66; 0,86; 1,07 0,024B2); 0,082A0); 0,125**B1) 0,13** (96); 0,30** E2); — — 0,089C,4); 0,343(85) — — 0,113C0); 0,208(81); 0,228D8); 0,378C7) — 0,089E4); 0,214G5); 0,326(94): 0,427(97) — 0,217(94) 0,058D8); 0,215(82); 0,333(93); 0,444(80) 0,133**D8); 0,346A3); 0,482(81) 0,271(84) 0,46/58/; 0,82/100/ 0,092; 0,208; 0,511 (ан.) 0.090**; 0,170**; 0,64; 1,00 0,091; 0,125; 0,160; 0,205; 0,280; 0,350; 0,511 (ан.) 0,08; 0,13; 0,21; 0,27; 0,35; 0,45;, 0,60; 0,83; 1, 2; 1,4: 1,7 0,088; 0,202 0,113F); 0,208A) 0,093/100/; 0,511A0, ан.); 1,10/11/; 1,35**/46/ 0,093D); 0,103@,6) — 0,068D2); 1,122C4); 1,222B7) 0,147D0); 0,172D0); 0,184B0) 0,108A1); 0,161**A7); 0,246** C3); 0.30**A1); 0,354A1) 28* 851
i I ,3Ta 7eOs A 184 185 186 173 174 175 176 177 178 179 179 m 180 181 183 183 m 184 185 185 tn 186 187 188 189 177 178 179 180 181 182 183 184 184 m 185 186 187 188 188 m 189 190 190 m 191 192 181 182 Период полураспада 8,7 ч » 50 мин 10,5 мин 16,5 мин 31 мин 34 мин 2,3 ч 135 мин 21,5 дня 37,5 мин 5,2 мин 140 дней 5,3 сек 75 дней 1,62 мин 23,9 ч 69,4 дня 11,5 мин 17 мин 15 мин 20 мин 2,4 мин 18 ч 12,7 ч 71 день 38 дней 169 дней 88,9 ч 4,3-101° лет 16,7 ч 18,7 мин 24,3 ч г 2,8 мин 2,8 ч 9,8 мин , 6 сек 23 мин 21,9 ч Тип распада или содержание стабильных изотопов, % Р- Р- Р- э.з. э.з. э.з. э;з. (> 99) э.з. э.з э.з. и.п. 0,135 э.з. 9R 4 14,4 и.п. 30,6 р- и.п. 28,4 Р~ р~ Р- т р+ э.з. р+ э.з. э.з. э.з. Р+@,3) э.з. э.з. и.п.G0) э.з. C0) 37,07 Р" (95) э.з. E) Г 62,93 Р" и.п. Р* Р" — г э.з. Продолжение табл. 37.1 Энергия, Мае (отвосительная интенснвиость, %) групп частиц 2,64@,2); 1,76 @.9); 1,19 1,7 2,2 — — — — — — — — 0,429 — — 1,31A5); 0,63 0,349 2,5; 2,0 3,1 — Ы — — — 1,74 — — — — — 1,07 — 0,003 — 2,12 — 1,00 \ 1.6 — 1,8 2,5 ___ т-нзлучения 0,111B1); 0,25D2); 0,30B4); 0,41G1); 0,90**D9) 0,175F0) 0,20G4); 0,51C3); 0,61C3); 0,73D8) 0,26; 0,80; 1,3; 1,6 0,034; 0,100 0,20; 0,42; 0,62; 0,83; 1,00 0,031B2) 0,222 . 0,006A); 0,136@,1); 0,152@,1) 0,053A1); 0,099(9) 0,108A9) — 0,100/16/; 0,13/70/; 0,17/100/ 0,479B3); 0,686B7) 0,227@,22); 0,290@,40) 0,258/100/; 0,417/96/ — 0.11; 0,511 (ан.); 0,88 0,365 0,068; 0,100; 1,122; 1,189; 1,23**; 2,01; 2,0 0,046; 0,053; 0,109**; 0,209 0,246; 0,292 0.111; 0.78**; 0,90** 0,111; 0,78**; 0,90** — 0,137(9); 0,632@,032); 0,768@,035) — — 0,155A0); 0,478@,6) 0,633@,9) 0,092E); 0,106A0) 0,150*D); 0,187*C) 0,218*A0); 0,245D) 0,191/10/; 0,392/10/ 0,57/10/; 0,83/3/ — — 0,20; 0,29; 0,37; 0,48; 0,57 _ 0,180/7/; 0,510/10/ 852
Ё 1 TeOs „lr A 183 183m 184 185 186 187 188 189 189m 190 190m 191 191m 192 193 194 195 182 183 184 185 186 187 188 189 190 190mx I90m2 191 191m 192 192mx 192m2 193 193m 194 194/ra 195 196 197 198 174 175 , 176 ч 177 Период полураспада 12,0 ч 9,9 ч — 93,6 дня — . 5,7 ч — 9,9 мин 15,0 дней 13,0 ч ' — 31,5 ч 6,0 лет 6,5 мин 15 мин 0,9ч 3.2 ч 14 ч 15,8 ч 10,5 ч 41,5 ч 13,3 дня 11 шей 1,2 ч 3,2 ч 4,9 сек 74,2 дня 1,42 мин >5 лет — 11,9 дня 17,4 ч 47 сек 4,2 ч 120 мин 7 мин 50 сек 0,7 сек 2,1 сек 6,0 сек 6,6 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов. % Э. 3. э. з. (~54) и. п. (—46) 0,018 Э. 3. U64 13,3 16,1 и. п. 26,4 и. п. р- и. п. 41 р- р- р- Э. 3 Э. 3. Э. 3 р+ Э. 3. э. з. (97) Р+C) 9. 3. э. з. (> 99) р- (-0,3) э. з. Э. 3 и. п. э. з. (94) и. п. F) 38,5 и. п. Р" (95,5) э. з. D,5) и. п. (> 99) р- @,017) и. п. 61,5 и. п. Р~ Р~ и. п. р~ р- р- р- а (80) рЭ+ 3 } B0) а а A,4) pi 3- } (98,6) о @,3) — — — . — — 0,143 — 1.13 0,053 2 — — __ — 1.94 — — 1.66 — — — — — — 0,67 — — 1.5 — — 2,24 2,3 — 1,0 0,95 2,0 3,6 6.03 — 5,95 5,74 — 5,51 П р oj цолжение Энергия, Мвв (относительная интенсивность, %) групп частиц 0.114B7); 1,035F); 1 0,646(80); _ __ 0,187 G0); 0,616 (99) 0,129 B5) 0,139 C); т-излучения 0,382(90) ,105**D8) 0,875**A1) 0,361 (94); 0,28** B,1); 0,460 C,9); 0,558 B,1) 0,043 A0); — 0,078 @,03) 0,133: 0,278: 0.510 0,24 0,125/100/ 0,267/200/; 0,101; 0,254 0.137 D5); 0,18 /45/; 0,98 /50/ 0,155 C4); 0,245 A8) 0,187 E1); 0,518 C9); 0,187 F6); 0,616 (93) — 0,129 B5) 0,296 B9); 0,317 (81); 0,297 G4); 0.41 /100/; 0,633* B9) 0,37** C9); 0,56** G2); 0,361 (88); 0,308 C0)*» 0,468 D9) т аб л 0,502 0,392 0,434 0,61 0,40** 0,604 0,502 0,058 @,005); 0,317 @,008); 0,612 @,003) — _ 0,328 A0); 0,13; 0,32 0,10; 0,13; 0,356 (94M 0,522 (99): 0,50 0,78 — 0,64* A) ; 0.63 0,33; 0,37; 0,39 (95); 0,65 A00) • 0,43; 0,44 37.1 (98); /90/ C5) /45/; C9); D7) (92); 0,66 (95); 853
Продолжение табл. 37.1 I 1 78pt 7BAu A 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 193m 194 195 195m 196 197 197m 1 QQ 1УЙ 199 199/я 200 201 177 178 179 181 183 185 186 187 188 189 Период полураспада 21 сек 33 сек 50 сек 51 сек 3,0 мин 6.5 мин 20 мин 1,2 ч 3,0 ч 2,0 ч 10,2 дня 10,9 ч 6,9-10" лет 3,00 дня ~10« лет <500 лет 4,3 дня — 4,1 дня — ? 18 ч 78 мин 31 мин \4,\сек 11,5ч 2.3 мин 1,4 сек 2,7 сек 7,1 сек 10 сек 44 сек 4,33 лш« 12 лин 8 мин 8 л«ш 30 мин Тип распада илн содержание стабильных изотопов, % " A.3) р;3- | (98,7) « @,1) pi3' } О 99) « @,3) о @,0006) р3;3- } О 99) а @,02) р9;3- } О 99) а @,001) р3;3- } (> 99) о @,0015) g;3- } О 99) э. з. Э. 3. а A,4-10"*) Э. 3. Э. 3. о C-10-8) Э. 3. а 0,0127 э. з. а 0,78 э. з. и. п. 32,9 33,8 И. П. 25,2 В~ ' И. П. Р-C) 7,19 Р" и. п. Р" Р- а а а о а Э. 3. В**" о (—0,01) э. з. э. з. а [2] Э. 3. D+ Р Э. 3. Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 5,44 — 5,15 5,14 5,02 — 4,84 — 4,73 — 4,50 — 4,23 — — 3,93 — 3,18 — 2,6? — — — — — 0,670 г 0,737 C) пб9 — — 2,66 6,11 5,91 5,84 5,60; 5.47 5,34 — 5,07 — — 4,69 [2] — — ¦j-излучения — — — — — 0,035; 0,63; 1,56 0,67 2,0 0,140 /22/; 0,19" /100/; 0,38 /15/ 0,094 /120/; 0,141/124/; 0,187/137/; 0,243 /100/; 0,56** /230/; 0,61** /180/; 0,722/156/ 0,36** E); 0,410 C); 0,539 (9) s — — — — 0,099A1); 0,129A) — 0,077 B0); 0,191 F) 0,279B,6); 0,346A3) 0,197 (9); 0,32* (8); 0,475* A2); 0,540 B4) 0,393 (90) — 0,15; 0,23; 1,76 — — — — — — 0,16; 0,22; 0,30; 0,40 — 0,25; 0,33; 0,63 0,35; 0,45; 0,71; 0,81 [2] 854
Продолжение табл. 37.1 Эле 8aHg 81Т1 А 190 191 192 193 193/п 194 195 195т 196 196т 197 197т 198 199 200 201 203 185 186 187 188 189 190 191 192 193 193т 194 195 195т 196 197 197т 198 199 199/л 200 201 202 203 204 205 206 191 192 193 Период полураспада 39 мин 3,2 ч 4,1 ч 15,8 ч 3,9 сек 39,5 ч 183 дня 30,6 сек 6,18 дня 9,7 ч 7,2 сек 2,697 дня 3,15 дня 48,4 мин 26 мин 55 сек 50 сек 1,5 мин 3 мин 3,7 мин 9,6 мин. 20 мин 55 мин 4,8 ч ~6 Ч / 10,0 ч 1,9 года 9,5 ч 40,0 ч 65 ч 24 ч — 43 л(«н 46,9 дня 5,5 мин 8,1 мин 10 мин 11 лшм 23 лик Тип распада или содержание стабил ьных изотопов, % Э. 3. Э. 3. Э. 3. Р+ (~1) Э. 3. И. П. э. з. (—97) Р+ (-3) Э. 3. И. П. э. з. (93,8) Р- F.2) и. п. inn 1Uv И. П. р- р- р- р- р- Э. 3. « [2] Э. 3. Э. 3. Э. 3. а [2] Э. 3. Э. 3. Э. 3. Э. 3. р+ «I) Э. 3. э. з. (84) и. п. A6) Р+ B] Э. 3. э. з. э. з. E0) и. п. E0) 0,146 э. з. и. п. (94) э. з. F) 10,02 16,84 н. п. 94 14 ^о, 1 о 13,22 29,80 Р" 6,85 Р" Р- э. з. 0+ р Э. 3. э. з. р+ Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц — — 2,2 — — 1 *1Q 1 ,^У — 0,259 F) 0,962 0,46 F); 0,30 2,2 1,5 1,9 5,64 [2] # — — 5,14 [2] — — — — — — 1,2 [2] — — — — — — — — — — — — 0,214 — 1,7 1,3 [2] — — Y-излучения 0,29** /100/; 0,60** /5/ 0,14 /10/; 0,30 /60/; 0,60 /10/ 0,137; 0,158; 0,296; 0,308; 0,317 0,114** E); 0,18** (II); 0,26* (9) 0,258 F5) 0,294 A2); 0,328 F8) 0,099 A0); 0,129 (I) 0,261 G7) 0,333 B5); 0,356 (94); 0,426 F) 0,148 D2); 0,188 C2) 0,130 (8); 0,279 G5) 0,412 (95); 0,676 A) 0,158 C7); 0,208 (8) 0,368 B4); 1,227 B3) 0,53 0,69 _ 0,125; 0,27; 0,35; 0,44 0,175; 0,255; 0,40 0,14 ч 0,165; 0,24; 0,32; 0,50 0,14»* 0,26*» 0,114 /10/; 0,157 /20/; 0,274 /100/ 0,187; 0,574; 0,762; 0,855; 1,04; 1 08 0,'218; 0,258; 0,574 — 0,20**; 0,261; 0,59* 0,780; 0,930; 1,110; 1,172 0,200 C5); 0,261 B0); 0,560 B0) _ 0,077 A8); 0,191 B) 0,134D2); 0,279G) — 0,158 E3); 0,375 A5) 0,279 G7) _= 0,205 0,31 0,511 (ан.) 0,424 0,158; 0,169; 0,178; 0,187; 0,208; 0,216; 0,247; 0,511 (ан) 855
Продолжение табл. 37.1 1 1 «Л Pb A 193/n 194 194m 195 195m 196 196m 197 197/n 198 198m 199 200 201 202 203 204 205 206 207 207m 208 209 210 194 195 196 197m 198 198m 199 199m 200 201 201m 202 202m 203 203m 204 204m 205 206 207 207m 208 209 Период полураспада 2,1 мин 33,0 мин 32,8 мин 1,16 ч 3,5 сек 1,84 ч 1,41 ч 2,84 ч 0,54 сек 5,3 ч 1,87 ч 7 А ч 26,1 ч 74 ч 12,0 дней 3,81 года 4,19 мин 4,79 мин 1,3 сек 3,10 мин 2,2 мин 1,32 мин 11 л*и« 17 жми 37 мин 42 лши 2,4 ч 25 жык 90 дшн 12,2 мин 21,5 « 9,4 ч 61 сек ~ 3-106 лет 3,62 о 52,1 ч 6,1 сек 66,9 дшн 3,0-10' лет 0,80 сек 3,30 ч Тип распада или содержание стабильных изотопов. % И. П. Э. 3. Э. 3. Э. 3. и. п. э. з. ¦». з. (96) и п. D) •». 3. и. п. Э. 3 Р+ (-0,7) и. п. E5) э. з. D5) Э. 3. э.з. Р+ @,37) э.з. э.з. 29,50. И972>9) 70,50' р- р- и.п- р- R- Г э.з. э.з. э.з. э.з. (80) и.п. B0) э.з. э.з. э.з. р+ и.п. 9.3 э.з. И.П. э.з. и.п. (90) э.з. A0) э.з. И.П. 1.40 И.П э.з. 25,1 21,7 И.П. 52,3 Г Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц __ — — 1,8 — — — — 2,4 — —* — — 1,44@,06); 1,07 @,3) — — — 0,766 1,52 1,44 — 1.80 1,99 2,3 — — — — — — — 2,8 — — . 0,55 — — — — — — — — — — — — — 0,635 •у-излучення 0,365 0,427 0,097 0,383 ( 95) 0,426 0,426 0,152; 0,426 0,222 D0); 0,385 (90) 0,412(90); 0,65** D0); 1,20 B1); 1,42 B4) 0,283C0); 0,412 D5); 0,586 C5); 0,635 C5) 0,158 E); 0,208 A2); 0,247 (9); 0,455 A4) 0,368 (88); 0,579 A0); 1,21** C5) - 0,135 B); 0,167(8) < 0,439(95); 0,522@,1) — — — 0,897@,16) 0,35; 1,00 0,583 (86); 2,614 A00) 0,45 A00); 1,56A00) 0,296(80); 0,795 A00) 0,204 0,39* 0,192; 0,240; 0,253; 0,367; 0,503 0,085; 0,222; 0,234; 0,386* 0,173 B8); 0,290 A6); 0,38** D0) — 0,353 A7); 0,367 (80) 0,424 B0) 0,109; 0.146*; 0,236: 0,26**: 0,290*; Г) 4Kfl 0,330; 0,361; 0,406; 0,585; 0,766; 0,907 0,629E1) — 0,422(90); 0,658 C5); 0,787D5); 0,961 (90) 0,279(81); 0,401 E) 0.825 G0) — 0,375 (93); 0,90* A89) — — — 0,570 (98); 1,064 (83) — — 856
Продолжение табл. 37.1 I юрь esBi 84Р0 А 210 211 212 213 214 198 [2] 199 200 201 201m 202 203 204 205 206 207 208 209 210 210m 211 212 213 214 215 194 195 195m 196 197 197m 198 199 199m 200 201 201m Период полураспада 20,4 года 36,1 мин 10,64 ч 10,2 мин 26,8 мин 11,8 мин 24,4 мин 35 мин 1,85 ч 52 мин 95 мин 11,8 ч 11,2 ч 15,31 дня 6,243 дня 30,2 года 3,68-Ю5 лет 5,013 дня -2,6-10е лет 2,13 мин 60,60 мин 47 мин 19,9 мин 7 мин 0,5 сек 3 сек 1,4 сек 6 се/с 54 сек 25 се/с 1,7 мин 5,0 лин 4,2 лш« 10,5 мин 15,1 лщ« 8,9 мин Тип распада или содержание стабильных изотопов. % Р- о A,7-I0-") К р- р- э.з. э.з. (>99) а (—0,01) Э.З. 9.3. э.з. (>99) о @,003) э.з. э.з р+ э.з э.з. Р+ @,06) э.з. Р+ (8-10-*) э.з. э.з. 100 Р" (>99) ^ а (99,6) Р"<0.4) я(>99) Г @.27) Г F4) а C6) Г (97,8) а B,2) р- (>99) а @,021) Р" а а а а а а « (>34) э.з. (97,3) а B,7) э.з.G4) а B6) э.з. (88) а A2) э.з. (98,9) а A,1) э.з. (97) аC) Энергия, Мэв (отиоснтельная нитенснвность, %) групп частиц 0,061 3,72 1,36 0,58 1,03F); 0,67 — 5,53 — — 5,28 1,35 — 0,98 — — — 1,160 4,69 E.10-*); 4,65 G-10-в) 4,96 E8); 4,92 C6); 4,57 F) 6,62 (84); 6,28 A6) 2,25 6,09 A0); 6,05 B5) 1,39 5,87 3,26 5,51 @,008); 5,45 @,012) — 6,65 6,63 6,72 6,53 6,30 6,39 6,16 — 5,94 — 6,05 — 5,86 '— 5,68 — 5,78 Y-излучення 0,047 D) 0,405 C,4); 0,427 A,8); 0,832 C.4) 0,239 D7); 0,300 C,2) — 0,242 D); 0,295 A9); 0,352 C6) 0,20: 0,32; 0,56; 1,06 — — — 0,422; 0,961 0,82** G8); 1,52** C1); 1,87* C5) 0,21**; 0,375; 0,671; 0.91**; 0,98; 1,21** 0,703 B8); 0,988 A7); 1,766 B7) 0,516 D6); 0,538 C4); 0,803 (99); 0,880 G2) 0,570 (98); 1,063 G7) 2,614 A00) 0,262 D5); 0,30 B3); 0,34; 0,61 0,351 A4) 0,04 B); 0,288 @,5) 0,46** @,8); 0,727 G); 0,785 A,1); 1,620 A,8) 0,437 0,609 D7); 0,769 E); 0,935 C); 1,120 A7); 1,238 F); 1,378 E) 1,40** D); 1,509 B); 1,728 C); 1,764A7); 1,848B); 2,117A); 2,204 E): 2,445 B) — — — — — — — — — — 857
Продолжение табл. 37.1 S I 84Ро •At А 202 203 204 205 206 207 207т 208 209 210 211 211т 212 212т 213 214 215 216 217 218 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 Период полураспада 45 мин 42 мин 3,6 ч 1,8 ч 8,8 дня 5,7 ч 2,8 сек 2,93 года 103 года 138,40 дня 0,52 сек 25 сек 3,04-10-' сек 45 сек 4,2-Ю"» сек 1,64-КГ4 сек 1,778-10~8 сек 0,145 сек <10 сек 3,05 мин 0,9 мин 1,5 мин 3,0 мин 7 А мин 9,3 мин 26,2 мин 32,8 мин 1,8 ч 1,6 ч 5,5 ч 8,3 ч 7,21 ч 0,30 сек Тнп распада или содержание стабильных изотопов. % э.з. (98) « B) э.з. (>99) о @,02) э.з. (>99) о @,6) э.з. (>99) а @,07) э.з. (95) а E) э.з. (99) а (-0,01) Р+ @,5) и.п. а э.з. (-0,006) а(>99) э.з. (~0,5) а а а а а а а а (>99) Р" @,00023) а а а (>99) р- @,0185) а Э.З. а Э.З. э.з. (88) «A2) э.з. (86) а A4) э.з. (95,5) о D,52) э.з. (82) а A8) а (~«8) э.з. (-12) э.з. (~90) а (-10) э.з. (>99) а @,5) э.з. (-95) а (-5) э.з. (>99) а @,17) о D0,9) э.з. E9,1) а Энергня Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 5,58 — 5,49 — 5,38 — 5,25 — 5,22 E) 5,11 1,14 — 5,11 — 4,88 (99) — 5,305 A00) 7,45 (99) 8,88 G); 7,28 (91) 8,78 A00) 11,65 (97) 8,38 7,69 A00) 7,38 A00) — 6,78 A00) 6,55 6,00 A00) — 6,47; 6,42 — 6,35 — 6,23 D,3); 6,12G,7) — 6,09 5,95 — 5,90 5,70 (88) — — 5,76 — 5,65 — 5,65 E) — 5,52@,05); 5,44@,05); 5,36 @,06) 5,868 — 7,66 (80); 7,60 B0) Т-излучення _ — — — 0,286/35/; 0,338/40/; 0,5l**/I00/; 0,807/60/; I,02**/85/ 0,25/5/; 0,35/4/; 0,41/13/; 0,74/36/; 0,95/84/; 1,15/6/; 1,37/4/; 2,06/1,6/*** 0,26D2); 0,31D0); 0,82A00) 0,285@,003); 0,60**@,006) 0,261** @,4); 0,91 @,5) — 0,803 @,0011) 0,570 @,5); 0,90@,5) 0,570 (92); 1,063 G7) — 0,57 B); 2,61 B,6) — — N — — — — — 0,068A0) — 0,18B5); 0,66A00); 0,25 0,195 B3); 0,545 F2); 0,780 (94) 0,245 G9); 1,180A00); 1,436B9); 1,483D8); 1,599 A4) 0,67 — 858
Продолжение табл. 37 1 m 85At 8eRn Fr A 212 m 214 215 216 217 218 219 201 202 203 203 m 204 205 206 207 208 209 210 211 212 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 218 219 220 Период полураспада 0,12 сек —2-10-e сек — Ю сек ~3-1 (Г4 сек 0,0323 сек ~2 сек 0,9 мин 3 сек 13 сек 45 сек 28 сек 75 сек 1,8 мин 6,5 мин 10 мин 23 мин 30 мин 2,42 ч 15 ч 25 мин —10-« сек 4,5-10-» сек 5,4-10~* сек 0,035 се/с 4,00 сек 55,3 се/с 25 мин 3,8229 дня 43 лшк 1,9 ч 2,0 се/с 3,7 сек 15,8 сек 19 сек 37 сек 55 се/с 2,6 мин 3,1 лш« 19,3 лшя 34 сек 5-10-» сек 0,02 сек 27,5 сек Тип распада или содержание стабильных изотопов. % а а а а а а(>99) Р10.1) а(~97) а а а а а ' а э.з. C5) а F5) э.з. (96) а D) э.з. (80) а B0) э.з. (83) а A7) a (-96) э.з. (-4) Э.З. G4) а B6) а а а а а а а Р- (-80) а (-20) а Р* 121 Р- B] а а , а а а а а а э.з. E6) а D4) а (> 99) э.з. @,5) а а а Энергия, Мэв, (относительная интенсивность, %) групп частиц 7,88B0); 7,82(80) 8,78(99) 8,01 7,80(97) 7,07(>99) 6,70(94): 6,65F) 6,28 6,77 6,64 6,50 6,55 6,42 6,26 6,26 — 6,15 6,15 6,04 6,04 — — 5,85 (9); 5,78 A7) 6,27 8,6 8,05 7,74 7,14 (99,8) 6,82 (81); 6,55 A1); 6,42 (8) 6,29A00) — 6,0 5,49A00) _ J — 7,03 6,92 6,80 6,78 >~ 6,66 6,66 6,56 6,56 — 6,42 A6); 6,39 A7); 6,35 A1) 6,78 — 7,85 (93) 7,31 6,68 (85); 6,64 A3) •f-изл учения _ — — — — — — 0,445 B9); 0,680 G4); 0,865 A8); 0,946 B1); 1,13 B3); 1,37 C8) 0,609 @,2) 0,272 (9); 0,401 E) 0,55 @,07) 0,510 @,07) — — — .... 859
Продолжение табл 37.1 i i „8Rs eoTh A 221 222 223 213 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 230 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 223 224 225 226 227 Период • • ; i s 4,8 мин 14,8 мин 22 мин 2,7 мин — Ю"8 се/с 0,023 сек 30 сек 38 сек 11.435 дня 3,64 дня 14,8 дня 1602 года 41,2 мин 6,7 года 1 ч < 1 сек 5,5 сек 2,2 мин 2,9 ч 10,0 дней 29 ч 21,6 года 6,13 ч 66 лш« <; I мин 15 лш« 0,9 сек 1,05 сек 8,0 мин 30,9 лш« 18,2 дня Тип распада или содержание стабильных изотопов, % а Р- О 99) а @,01—0,1) Р- о (-4-10-3) а о а а а а а Р" а Р~ Р~" а а а (99) э.з. A) в.з. (-90) а (-10) а 1. р- (-80) э.з. (-20) Р- (99) а A.4) з- з- з- з- а о -^ а (-90) э.з. ( — 10) а 0 Энергия, Мэв групп частиц 6,34 (82); 6,12 A5) — — 1,15 5,34 [2] 6.91 8.0 7,46 (99) 6.76 C0); 6.67 B0); 6,61 C4); 6,59(8) 6,56 (96) 5,75 (9); 5,71 E4); 5,61 B6); 5,54 (9) 5,68 (94); 5,45 F) 0,36 4,78 (95); 4,60 F) -, 1,31 0,05 1.2 7,63; 7.42 [2) 7,00 (93) 6,66 C8); 6,65 D2); 6,57 A3) — Ь,20 C); 6,14 C); 6,04 C) 5,73* A0); 5,83E4); 5,79 B8) 1,2 — 0,046 4,95*A,2);4,86*@,18); 2,11 — 2,2 2,1 7.56 7,18 G9); 6,91 A9) 6,80 (8); 6,75 F); 6,50 A2); 6,48 C9); 6,44 A3) _ 6,34 G9); 6,22 A9) 6,04 B3); 5,98 B4); 5,76 B1); 5,72» A4) (относительная интенсивность, %) f-излучения 0,218 A4) — 0,050 D0); 0,080 A3); 0,234 D) _ 0.465 A) 0,091 C,5); 0,151 A3); 0,175 B) 0,325 D) 0,149** A0); 0,270 A0); 0,33** F) 0,241 C,7) 0,040 C3) 0,186 D) 0,291 D); 0,498 @,6) 0,082@,2); 0,096 @,2) 0,132 B8); 0,217 F2) 0,099; 0,150; 0,187 0,158 C2); 0,185 (9); 0,230 D7); 0,253 A1) 0.070; 0,166; 0,190 0,34** A5): 0,908 B5); 0,95** B0) — 0.185; 0,28; 0 39: 0,7: ^ 0,177 (9); 0,235 @,4); 0,297 @,3); 0,410 @,8) 0,246 E); 0,322 B7); 0,362 E); 0,45 A); 0,49 A) 0,111 C,4); 0,242 A,2) 0,050 (8); 0,237** A5); 0,31** (8) 860
Продолжение табл. 37.1 нэи; eoTh A ,. 228 229 230 231 232 233 234 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 234m 235 236 237 227 228 229 230 231 Период полураспада 1,910 года 7340 лет 8,0-10' лет 25,52 ч 1,41-101° лет 22,12 мин 24,10 дня 2,0 сек 1,8 мин 38,3 мин 22 ч 1,5 дня 17,7 дня 3,25-10* лет 1,31 дня 27,0 дней 6,75 ч 1,175 мин 23,7 мин 12 мин 39 мин 1 ,3 мин 9,1 мин 58 мин 20,8 дня 4,3 дня Тип распада или содержаще стабильных изотопов, % а. а а Р~ 100 а Р" а а G4) э.з. B6) а (-85) э.з. (-15) э.з. (-98) а(—2) < э.з. (> 99) а @,25) э.з. (89,6) Р" A0,4) а @,0032) а Р~ Р" Р- (>99) и. п. @,13) К Р" а а («95) э.з. («5) э.з. (~80) а (-20) а э. з. (>99) а @,0055) Энергия, Мае (относительная интенсивность, %) групп частиц 5,43 G1); 5,34 B8) 5,05 G); 4,97**A0); 4,90 A1); 4,84 E8); 4,81 A1) 4,68 G6); 4,62 B4) 0,30 — 4,01 G6); 3,95 B4) 1,23 0,191 7,25 [2] 6,86 C8); 6,82C4) — 6,47 D3); 6,42** B3); 6,40 (8); 6,36 G) — 6,11** A); 6,08@,4); 6,03 @,2); 5,80 @,2) 5,67@,05); 5,62**@,07); 5,58@,10); 5,54 @,03) — 0,41 5,34; 5,32; 5,30 [2] 5,06 A0); 5,02 B3); 5,01 B4); 4,95 B2); 4,73 A1) 1,3 @,7); 0,32 0,568 E); 0,257 1,3 («2); 1,13 A3); 0 53 2',29 — 1,4 3,3 2,3 6,8 6,69/70/; 6,60/29/ — 6,36 A3); 6,33 D); 6,30 C) 5,89 F7); 5,82 C2) 5,46 у- излучения 0,084 A,6); 0,132 @,2); 0,167@,1), 0,214 @,3) 0,137**(~3); 0,20*(~10) 0,068 @,6), 0,142 @,07) 0,026 B); 0,084**A0) — 0,029 B,1); 0,087 B,7); 0,171@,7); \J у *хОд 1 1 1 0,063*C,5); 0,093*D) — 0,065** F); 0,110 B) 0,14 C); 0,20 (9); 0,28 E); 0,33 A8); 0,41 A3); 0,46 C2); 0,95 (93); 1,57 G); 1,85 D)*** 0,45** A8); 0,91** B4); 0,95 E0) 0,027 F); 0,29** F) 0,150 A2); 0,87**E1); 0,97 D0) ., 0,31** D4) 0,100 E0); 0,126 B6); 0,70 B4); 0,90 G0)*** 0,765 @,30); 1,001 @,60) 0,090/50/; 0,145/45/; 0,205/55/; 0,330/40/; 0,46/100/; 0,75/50/; 0,87/100/; 0,92/100/ 0,152 @,2); 0,187 @,3); 0,246 @,4) 0,072 @,54); 0,231 @,18) 0,084 G); 0,218 A) 861
Продолжение табл. 37.1 Эле 92и fi3N 84Pu А 232 233 234 235 235m 236 237 238 239 240 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 240m 241 232 233 234 235 236 237 237m 238 239 240 241 242 243 244 245 [2] 246 Период полураспада 72 года 1,62.10s лет 2,47-10Б лет 7,Ы0в лет — 26,1 мин 2,39-10' лет 6,75 дня 4,51-109 лет 23,54 мин 14,1 ч —50 мин — 13 мин 35 мин 4,40 дня 410 дней 22 ч 2,14-106 лет 2,10 дня 2,346 дня 63 мин 7,3 мин 16 мин 36 мин 20 мин 9 ч 26 мин 2,85 года 45,6 дня 0,18 сек 86,4 года 24390 лет 6580 лет 13,2 года 3,79-105 лет 4,98 ч -7,6-10' лет 10,48 ч 10,85 дня Тип распада или содержание стабильных изотопов, % а а а а 0,7196 и. п. а Г 99,276 а Р~ Р- а Э. 3. э. з. (>99) а(-1(Г8) Э. 3. Р+ (—0,05) з. з.(>99) а A,6-10"8) э. з. E1) Р DУ; а Р~ Р" Р" Р" а(>2) э. з. («98) э. з. (>99) э. з. (94) а F) э. з. (>99) а @,003) а э. з. (>99) а@,0033) и. п. а а а Р- (>99) а B,3-Ю-3) а р- а Р" Р" Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 5,32F8); 5,27C2) 4,82(83); 4,78A5) 4,77G2); 4,72B8) 4,58*(8); 4,40E7); 4,37A8) — 4,49G6); 4,44B4) 0,248 — 4,20G5); 4,15B5) 1,29 0,36 6,29 — 5,54 — 0,8 5,02 0 52 4J8**G5); 4,65*A2) 1,25 0,713A1); 0,437 0,89 2,16 1,3 6,59 — и, oi 6,20D); 6,15A,9) — 5,86 5,77F9); 5,72C1) — 5,66/21/; 5,37 /79/ — 5,50 G2); 5,46 B8) 5,16*(88); 5,11 (И) 5,17G6); 5,12B4) 0,021 4,90@,0019) 4,85@,0003) 4,90G6); 4,86B4) 0,58 4,58; 4,54[2] 0,9; 1,2 0,33A0); 0,15 •у-нзлучення \ 0,058@,21); 0,129@,082) 0,029 /60/; 0,042 /310/; 0,055 /68/; 0,097/100/; 0,164/27/; 0,32*/43/ 0,053@,2) 0,143A1); 0,185E4); 0,204E) — — 0,026B); 0,060C6); 0,165B); 0,208B3) - 0,044D); 0,075E1) — 0,109; 0,23; 0,25; 0,45^,50; 0,75; 0,95; 1,21; К56*** 0,642; 0,688; 0,030A4); 0,086A4); 0,145A) 1,01**D2) 0,106B3); 0,209D); 0,228A2); 0,278A4) 0,16; 0,25; 0,44; 0,56; 0,60; 0,92; 1,00; 1,16 0,56B1); 0,60A3); 0,92** C); 1 5**C) О', 14; 0,18 [2] _ — — 0,048@,31); 0,109@,012) 0,060E) 0,145B) 0,099(8-10-3); 0,150A-10-3) 0,039@,007); 0,052@,020); 0,129@,005); 0,375@,0012); 0,414@,0012) 0,65**B-10-5) 0,145A,6-10) — 0,084B1); 0,381@,7) — 0,33; 0,56 0,044C0); 0,180A0); 0,224B5) 862
Продолжение табл. 37.1 мен 8 fl6Am geCm „Bk A 237 238 239 240 241 242 242m 243 244 244m 245 246 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 243 244 245 246 Период полураспада -1,3 ч 1,9 ч 12,1 ч 51,0 ч 458 лет 16,01 ч 152 года 7,95-10s лет 10,1 ч 26 мин 2,07 ч 25 мин 2,5 ч 2,9 ч 26,8 дня 7,9-106 лет 35 дней 162,5 дня 7,2-10» лет 32 года _ 17,6 лет 1,31-10' лет 9,3-Ю3 лет 5,5.10s лет 1,7-10' лет 1,64-10' лет 4,7-1№ лет 4,6-106 лет 64 мин 1.7-10* лет 4,6 ч 4,4 ч 4,98 дня 1,8 дня Тип распада или содержание стабильных изотопов, % э. з. (>99) о@,005) э.з. э.з. (>99) а@,005) э.з. а р-<84) э.з. A6) и.п. (>99) о@,48) а Р" Р" (>99) э.з.@,039) Р~ э.з. «90) э.з. а с.д. э.з. (99) а A,0) а сд. а э.з.@,3) а СД. а а С.Д. а [21 а (89) с. Д. A1) Р" с.д. э.з. (>99) а @,15) э.з. (>99) а@,006) э.з. (>99) а@,11) э.з. Энергия, Мэв (относительная нитенснвност ь, %) групп частиц 6,02 — _ 5,78 — 5,49(85); 5,44A3) 0,67 — 5,21@,41) 5,28(87); 5,23A1,5) 0.387 1,50 0,91 2,10G); 1,60 6.51 ф 6,29G2); 6,25B8) — — 5,94 6,12G4); 6,07B6) 6,06* F); 5,99*F); 5,79G3); 5,74A1,5) — 5,81G7); 5,77B3) — 5.36(80); 5,31G) 5,39(81); 5,34A9) — 5,08(82); 5,04A8) 0,9 — _ 6,76@,023); 6,72@,019); 6,57@,038); 6,54@,029); 6,21 @,020) — 6,62@,003); 6,67@,003) — 6,36@,018); 6,32@,017); 6,15@,021); 6,12@,016); 5,89@,024) ^-излучения 0,36A2); 0,58B9M 0,98* (80); 1,35G6) 0,209E); 0,228* A8); 0,278A7) 0,90B3); 1,00G7) 0,060C6): 0,101** @,04) 0,049@,20M 0,087@,036) 0,044D); 0,075E0) 0,099E); 0,154A9); 0,746 F6); 0,900B5) — 0,253 0,799B9); 1,07** F5) в*. 0,188 — 0,475(95): 0,60 0,044@,041); 0,102D.К)-3); 0,158 B,5-Ю-3) 0,209D); 0,228A2); 0,278A4) 0,043@,02); 0,100@,0015); 0,150@,0013) 0,13E); 0,173A4) — — — 0,755; 0,84; 0,946 0,218A00): 0,892(88) 0,253C1); 0,39* C) 0,800D0); 1,07** A2) 863
Продолжение табл. 37.1 8 S „Вк «gCf eBEs xooFm - А 247 248 249 250 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 254m 255 245B] 246 [2] 247 121 247 [2] 248 [2] 249 [2] - Период полураспада 1,4-10s лет 16 ч 314 дней 6108 лет 193,3 мин 25 мин 44 мин 35,7 ч 2,1.10s лет 2,5 ч 350 дней >1,5-10* лет 360 лет 1,5-109 лет 13,2 года 1,7-10* лет —800 лет 2,646 года 85 лет 17,6 дня 60,5 дня 1,3 мин 7,3 мин 5,0 мин 25 мин 2 ч 8 ч 1,5 дня —140 дней 20,47 дней 6,4-10Б лет 276 дней 7-10Б лет 39,3 ч >10 лет 38,3 дня >170 лет 4,2 сек 1,2 сек 9,2 сек 35 сек 38 сек 2,6 мин Тип распада или содержание стабильных изотопов. % а э.з. C0) fi-(>99) а@,0022) с.Д а э.з. G0) а C0) а с.д. э.з. а с.д. а с.д. а с.Д. а а(96,9) с. Д.C,1) Р" О99) а@,31) с.д. (>99) «A7) э.з. (83) а A0) э.з. (90) а (-7) э.з. (~93) э.з. (>99) а(~0,3) э.з. (>99) а @,13) э.з. э.з. (>99) а@,53) а а с.Д. а С. Д. Г(>99) э.з. @,08) с.д. р-(91,5) а(8,5) с.д. а а с.Д. а а а с.д. а э.з. ! Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) —— групп частиц 5,68C7); 5,52E8) 0,65 0,125 5,42@,0015) — 1,76A1); 0,73 7,18 — 7,12 6,76G8); 6,72B2) — — 6,27(82); 6,22A8) — 5,81(84) 6,03(83); 5,99A7) — 5,85D5); 5,67E5) 6,12(82); 6,08A5) — 0,27 5,98 Ч 5,84 7,70 — 7,33 4 ) j 7,33 — — 6,88 — 6,77 — — 6,49 6,64(82); 6,58A3) 6,64(90) — 6,44(93) — 1,13B5); 0,43 — — — 6,31 — 8,15 8,24 8,18 7,87; 7,93 7,87; 7,83 7,53 - f-излучения 0,084D0); 0,27C0) 0,32*C-10~Б) 0,990D7); 1.032C9) — — 0,295A); 0,417; 0,460 — 0,333A6); 0,388G2) — 0,18 — — — — • — — — — — 0,228@,23); 0,278@,21); 0,40**A,1) 0,387** @,05) 0,063B); 0,27** @,12); 0,31*@,22) ~ ~ 0,65C1); 0,69**C8) — — _ — — — - 864
Элемент loiMd WNo)« юз(Ьг)*1 ю4Ки A 250 251 252 253 254 255 -X) 256 257 252 [2] 255 256 257 [2] 258 [2] 251 252 253 254 255 256 257 256 [2] 257? [2] 258) f2, 259/ M 260 Период полураспада 30 мин 7 ч 22,7 ч >8 лет 3,0 дня 3,24 ч 246 дней 20,1 ч 1,10* лет 2,7 ч 80 дней 100 лет ~8 мин 0,6 ч 1,5 ч 4,8 ч 54 дня^ 0,8 сек 2,1 сек 100 сек 55 сек 180 сек 2,7 сек 20 сек 35 сек 35 сек 8 сек 0,3 сек Тип распада или содержание стабильных ИЗОТОПОВ, % а э.з. (—99) а(~1) а с.Д. э.з. (89) а(П) а(>99) с.д.@,055) а с.Д. с.Д. (97) аC) а с.д. э.з. э.з. (90) а A0) э.з. (97) аC) э.з. (—92) а(^8) а а (-70) с.д. (-30) а а а с.д.@,5) а а а а с.д. Продолжение табл. 37.1 Энергия, Мэв (относительная интенсивность, %) групп частиц 7,42 6,83B] ^ 7,05 6,96(9); 6,91B) 7,20(82); 7,16A7) 7,03(93) 6,86 6,53(94) 7,34 7,18 7,08 1 6.73; 6,78 8,68?B0); 8,58(80) 8,41 8,02 8,10 8,11 8,43 8,27E0); 8,23? E0) 8,35—8,60 8,50—8,60 -8,6 — ¦j-излучения 0.41 [2] 0,27B] 0,059*@,9); 0,081*A,1) 0,180(8); 0,242A0) 4 — — — •• Названия не являются общепринятыми. 865
37.2 ЭТАЛОННЫЕ ЭНЕРГИИ у-КВАНТОВ Таблица 37.2 Эталонные энергии у-квантов в диапазоне энергий ?7 от ~ 12 до 3450 кэв [1] Продолжение табл. 37.2 Нуклид •«Am 241Am «Со 24i Am 241 Am 109 Gd l09Gd *4iAm l3'Cs 1S!Cs 241 Am "»Hg 203Hg 131J •"Hg 203Hg 109Gd 182Ta i"mLu i"mLu l"mLu "Co l"mLu «Co 141 Qq leafa i"mLu 182Ta L82*To »"mLu 192Ir 1!7mLu 182Ta i"mLu 182 Та 212 pb 21'Pb 182Ta 203Hg i"mLu 131J 214pb 192 Ir 192Ir 192Jr "Cr 21*Pb 13Ц 198 Au 192Ir 'Be m c2 20?Bi 208T1 l»2Ir Период полурас- полураспада 458 лет 458 лет 270 дней 458 лет 458 лет 453 дня 453 дня 458 лет 30,0 лет 30,0 лет 458 лет 46,9 дня 46,9 дня 8,05 дня 46,9 дня 46,9 дня 453 дня U5 дней 155 дней 155 дней 155 дней 270 дней 155 дней 270 дней 33 дня 115 дней 155 дней 115 дней 140 дней 115 дней 155 дней 74,2 дня 155 дней 115 дней 155 дней 115 дней 10,6 час 26,8 мин 115 дней -, 46,9 дня 155 дней 8,05 дня 26,8 мин 74,2 дня 74,2 дня 74,2 дня 27,8 дня 26,8 мин 8,05 дня 2,698 дня 74,2 дня 53 дня * 30 лет 3,1 мин 74,2 дня 11,887+0,004 13,9±0,1 14,36+0,05 17,8+0,1 20,8+0,1 22,1+0,1 25,0+0,1 26,348+0,010 32,1+0,1 36,5+0,1 59,543+0,015 70,833+0,001 72,873+0,001 80,164+0,008 82,5+0,2 84,9+0,1 87,7+0,2 100,104+0,002 105,36+0,02 112,97+0,02 121,56+0,03 121,97+0,05 128,48+0,02 136,33+0,04 145,43+0,02 152,435+0,003 153,25+0,04 156,387+0,003 165,84+0,03 179,393+0,004 204,08+0,06 205,782+0,014 208,34+0,06 222,109+0,005 228,44±0,06 229,322+0,008 238,61+0,01 241,924+0,030 264,072+0,009 279,17+0,02 281,78+0,07 284,311+0,010 295,217+0,039 295,938+0,009 308,429+0,010 316,486+0,010 320,08+0,05 351,992+0,062 364,491+0,015 411,795 ±0,009 468,053+0,014 477,57+0,05 511,006+0,002 569,63+0,08 583,139+0,023 588,557+0,017 • Аннигиляционное излучение, сопровождающее познтроиный распад нуклидов. Нуклид 1921г 214BJ 1921г 1311 llontAg i3'Cs llomAg llomAg llomAg 1311 llomAg Б8С0 liomp^g "Mn Б«Со nontAg 46Sc 88Y in>mAg 207BJ ^ «Sc 2i*Bi i82Ta 60Co i82Ta i82Ta 66Q, 22Na ««Co 2ЭДа 110m Ag 110mAg liomj^g Б8СО 2i«Bi 20?Bi 5<>СО 88Y Б«СО 2i«Bi Б»СО 208fl 2«Na 66Q, *6Co БЧл б«Со Период полу- полураспада 74,2 Дня 19,8 мин 74,2 дня 8,05 дня 253 дня 30,0 лет 253 дня 253 дня 253 дня 8,05 дня 253 дня 253 дня 71,3 дня 253 дня 303 дня 77 дней 253 дня 83,9 дня 108 дней 253 дня 30 лет 245 дней 83,9 дня 19,8 мин 115 дней 5,26 года 115 дней 115 дней 77 дней 2,60 года 5,26 года 15,0 час 253 дня 253 дня 253 дня 71,3 дня 19,8 мин 30 лет 77 дней 108 дней 77 дней 19,8 мин 77 дней 3,1 мин 15,0 час 77 дней 77 дней 77 дней 77 дней Е , К9в т 604,385+0,017 609,37+0,16 612,435+0,017 636,90+0,23 657,61+0,16 661,595+0,076 677,36+0,20 686,80+0,25 706,28+0,25 722,91+0,05 743,99+0,25 763,77+0,20 810,46+0,10 817,87+0,30 834,85+0,10 846,77+0,06 884,46+0,25 889,18+0,10 897,96+0,10 937,2+0,3 1063,58+0,06 1115,44+0,01 1120,41+0,10 1120,42+0,46 1121,28+0,12 1173,226+0,040 1189,03+0,20 1221,42+0,10 1238,55+0,11 k 1274,53+0,10 1332,483+0,046 1368,526+0,044 1475,5+0,4 1504,6+0,5 1561,8+0,4 1674,9+0,3 1764,45 + 0,22 1769,71+0,13 1771,64+0,46 1836,08 + 0,07 2035,13+0,26 2204,25+0,4 2598,75+0,35 2614,47+0,10 2753,92+0,12 3202,80+0,50 3254,00+0,35 3273,6+0,4 3452,6+0,5 866
37.3. ЭТАЛОННЫЕ ГРУППЫ а-ЧАСТИЦ „, Таблица 37.3 Эталонные группы а-частиц в диапазоне энергий 2,5 до 7 Мэв [1] от Нукл ид M6sm «oGd M2Th 238U 28BUf51 236U 230Th 234U ^'ВДЗ] 233U[3] 2«Pu[3] 242риГЗ| *»Pa[3] 239Pu[3] M0Pu[3] 243Arn[3] 241 Am [3] 238 [Pu] [3] 243Cro[41 244Cro Г41 *6OC5[4] 262Cf[4] 249Cf[4] 253Es[4] »Fm[4] Период полураспада 7-10' лет 84 года 2, МО6 лет 1,41-101° лет 4,5-109 лет 7,1-Юв лет 2,39-10' лет 8,0-10* лет 2,4-105 лет 2,1410е лет 1,62-105 лет 5,6-10* лет 3,73-10Б лет 3,25-104 лет 2,44-10« лет 6,58-103 лет 7,95-103 лет 458 лет 86,4 года ( 32 года 17,6 года 13,2 года 162,5 дня 2,646 года 360 лет 20,47 дня 20,1 часа Энергия интенсивных а-групп, Мэв 2,46+0,02 3,18±0,01 2,73+0,01 4,011+0,005 4,200+0,005 4,550+0,003 4,438+0,003 4,394+0,002 4,214+0,003 4,493+0,003 4,6840+0,0015 4,6175+0,0015 4,7736+0,0020 4,787+0,002 4,8236+0,0012 4,7829+0,0012 4,896+0,0015 4,853+0,0015 4,900+0,002 4,856+0,002 5,057+0,001 5,013+0,001 4,950+0,001 5,1556+0,0008 5,1433+0,0008 5,1055+0,0008 5,1677+0,0007 5,1233+0,0007 5,275+0,001 5,233+0,001 5,484+0,001 5,442+0,001 5,499+0,001 5,455+0,001 5,785 + 0,001 5,742 + 0,001 5,805 + 0,001 5,763+0,001 6,0308+0,0006 5,9891+0,0006 6,1129+0,0003 6,0695+0,0005 6,1183+0,0005 6,0757+0,0005 6,1940+0,0007 5,813±0,001 5,760+0,001 6,631 ±0,002 7,016+0,002 Относи- Относительная интенсив- интенсивность, % 100 100 100 77 77 3 3 62 5,5 74 76 24 72 51 84 13 83 12 74 26 11 25 23 73 15 11 76 • 24 88 И 86 13 72 28 73 11 77 23 85 15 74 26 84 16 2 84 4 91 93 37.4. КВАНТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯДЕР В табл. 37.4 приведены экспериментально определен- определенные значения спинов /, магнитных моментов р. и элект- электрических квадрупольных моментов Q основных и некото- некоторых долгоживущнх метастабильных (помечены сим- символом т) состояний [6] для четио-нечетных, нечетно- четных и нечетно-нечетных ядер. В таблицу не вклю- включены четно-четные ядра, у которых значения спинов н магнитных моментов основных состояний равны нулю. Значения /, р, и Q даны в единицах й/2я (где h — пос- постоянная Планка), в ядерных магнетонах и барнах соот- соответственно. Значения спинов в круглых скобках полу- получены косвенно. Таблица 37.4 Спины, магнитные моменты и электрические квадрупольные моменты ядер Эле- Элемент „И iH 2Не 3Li ,Ве «в 8о ioNe nNa i2Mg 13A1 wSi A ¦ 1 2 3 3 6 7 8 9 10 11 12 11 13 12 13 14 15 15 17 17 19 20 19 21 23 21 22 23 24 25 27 29 I, A/2tu 1/2 1/2 1 1/2 1/2 1 3/2 B) 3/2 3 3/2 A) 3/2 1/2 j» 1/2 1/2 5/2 E/2) 1/2 B) 1/2 3/2 E/2) 3/2 3 3/2 4 5/2 5/2 1/2 —1,9131 +2,79278 +0,85742 +2,9789 —2,1276 +0,82202 +3,2564 +1,6532 —1,1776 + 1,8007 +2,6885 +1,002 + 1,03 +0,7024 +0,46 +0,3221 +0,4036 —0,2831 +0,7189 —1,8937 +4,722 +2,6288 +2,094 —1,887 —0,6618 —1,08 +2,386 + 1,746 +2,2175 + 1,690 —0,8551 + 3,6414 —0,5553 Q, барн — +0,0028 — —0,0008 —0,04 +0,05 +0,08 +0,04 +0,031 +0,01 —0,026 — +0,09 +0,14 +0,22 +0,15 — 867
ч «о та ь а s CD Ч О о с С CM I— О) Ю ii S8SSSR со"'**'**^' со +1+1+ + + Ю 1ЯЙЮСО СО О «« со со с СМ СО 00 СЧ — с СМ —СО СМ МС ++1'+T++i <N <N <N -^ -** -** см со — со — со — to to to to ^ to ooo +1 + о to f00 CM CM CM CO ЮЮ со со со N CMCO СЭ NO1 CM О — 1 — Ю o"o"o* o"o" +I+ ++ йоо I ?BJ —"OCM <N*< CM <N CM о со « со-« со со 8 щ щ щ ^ t-^ t^ oo CM 1 CM CD O5 to oo to o*o"o +1 +1 O5 CM !o О СЧ Ю Щ О 00 — I о CO CM I ЮО o"— + 1 CM CM CM Ю — N- 01 сЗ I со —< t-^ cst^ o" о"о"о"о"о' +1 ++I+++1 О СМО —CM — +1 +-+1+++1 CMCM CM Q О ^- CM 00 00 00 00 со 4 <o ь 0> a s 4 о cj о a. с Ю o"o" I + ii 5o coo o" — + см см со со en hс 6S8 о do I I I S3 = sis +++ см см со см со" 0*0 i 868. odd +1 + O--O —O—OO +++1 + I +1+1 cococo^cocMcoco — со б COO О5 CM CM CM 53 — — см —см ?"o*o"o"o*o" + 11 + 1 ¦* см со-* com +++++ t^ CM CO t^ ^J" N. CO CO и CD f odd ++ HI I SB 0*0" +11 CM CM CM co^j" ^ со ^- f-ООСЭО — 'I +1 000* +1+1T СМСМСЧ ю i^- со о" со* со о" ю со* со* со" . si si Ю CO CM f~CO ЮС0 1Л 1Л (О 1Л 1Л 10 1Л 00 о 00
юосос I о I oo | со ooo — 1 1 •*O CO t~- — nS- смоо ОООЮ-"ЩО 77777777' ogqpp a I ss a S? сЯ "*«Й oo ю t~- ю <N со | o5 O П— 1Я CM 1Я ** IO © *t О +i++ +++T + I 88 I-H op— —oo ¦HI I I +-H см •* oo CM'*1 to со 7 ' 7 ' 7 ' 1H1 CO CM CM CO* CM CO CM-«"<n" I CM 7 о ooo +1 11 + 7'77'77 i О I 00 со* cm" + + со oo a O5 00 CMCNCMCMCMCMCMCMCM ЮЮЮ-"-"-"—"—"-" CN CM CM CM csTCM —< — -« —< со со см см см см см^ loco io— Й"— i tNC4 CMCMcM CM юсм иосмю - s s s i—mrr CD f CO CM ¦* ^J" odd +++ +1 S38S CM —"—*_"—*—"CMO* + ++ I + I ++I CMCM CM CM CM С0О5ЮЮСМ1ЯСМС0СМ s s —" — СМСО^ЮСО^ОО oooooooooooooooooo со о" о? So со COCO CO — CO-" o*—"o" I l+l см см — СМ"- 00 §3 7 со о — +1+1 <N CN со о' и н о ЗО5 O5 3CMCO f*77 §85 S о i 7 о S< M •* ^J" ^J" СО О СМ О СМО "* СМСОООО +++++I+ 1+T+I++T+I+I см см см см см см см ЮСМ^ЮСМ—<-«СО-"-ч-"Г^-"СО-"СМ—" S S
Продолжение табл. 37.4 Эле- Элемент к.1 мХе «Cs 6вВа 6,La Б8Се eoNd 61Pm e2Sm езЕи 130 131 132 133 135 129 129 m 131 125 127 129 130 131 132 133 134 134 m 135 136 137 138 135 137 138 139 140 141 143 141 142 143 141 143 145 147 149 147 148 149 151 147 149 153 155 151 152 Л ft/2* 5 7/2 4 7/2 7/2 1/2 C/2) 3/2 1/2 1/2 1/2 1 5/2 2 7/2 4 8 7/2 5 7/2 3 3/2 3/2 5 7/2 3 7/2 3/2 5/2 2 7/2 3/2 7/2 7/2 5/2 5/2 7/2 7/2 5/2 7/2 7/2 3/2 3/2 5/2 3 +2,74 ±3,08 +2,84 — —0,7768 — +0,6908 + 1,41 + 1,46 +1,479 ±1,4 +3,54 +2,22 +2,578 +2,990 +1,096 +2,729 +3,70 +2,838 ±0,5 +0,8365 +0,9357 +3,707 +2,778 — ±0,9 +4,3 ±0,25 — _ —1,08 —0,66 ±0,59 +2,7 +2,0 — ±1,6 —0,813 —0,670 —0,022 +3,464 ±1,924 Q, 6am _ —0,40 ±0,08 —0.26 — _ +0,41 —0,12 _ — — —0,57 +0,46 —0,003 +0,36 +0,044 +0,045 +0,18 +0,28 ±0,8 X +0,22 — — —0,07 ±0,03 — _ —0,48 —0,25 — +0,7 +0,2 ?1,9 —0,20 +0,058 +1,0 ±0.9 +1,1 ±3,0 Эле- Элемент взЕи 64Gd «ть ее Dy 6!Ho esEr i 69Tm ,oYb aLu 72Hf ?3Ta A 152 m 153 154 153 155 157 159 157 158 159 160 161 159 161 163 165 161 165 166 163 165 167 169 171 163 165 166 167 169 170 171 171 173 169 170 171 175 176 176 m 177 177 179 181 181 /r 183 Продолжение /, fc/2* 0 5/2 3 3/2 3/2 3/2 3/2 C/2) 3 3/2 3 3/2 3/2 5/2 5/2 7/2 7/2 7/2 0 5/2 5/2 7/2 1/2 5/2 1/2 1/2 2 1/2 1/2 1 1/2 1/2 5/2 7/2 0 7/2 7/2 7 1 7/2 7/2 9/2 7/2 (9/2) 7/2 V- \ +1,530 ±2,000 ¦- —0,254 —0,339 — ±2,0 + 1,74 + 1,99 + 1,68 — _ —0,46 +0,64 ±0,50 +4.Г2 ¦¦ — +1.1 ±0,65 —0,564 +0,513 ±0,70 ±0,08 ±0,047 —0,232 ±0,246 ±0,229 +0,4919 —0,6776 +2,23 +3,18 +0,318 +2,24 +0,61 —0,47 +2,36 +5,1 табл. 37.4 Q. барн +2,8 — +1,3 +1,7 +2,7 +1,3 +3,0 — _ +2,3 +2,5 +3,0 — +3,9 +2,2 +2,8 — ±2,3 ±4,5 ±0,59 — _ +3,0 _ +5,6 +8,0 -2,3 +5,4 +3 +3 +4,2 +3 870
I а> юсо —55 юсо 55 — ©О© 11+1 о о +1+1 CO +1 I 1Л — со ч^ + I 1 ю" О GO О) о + JO h- Ю CM CM h- I I ю <о с см ю юс ^ ¦* О ++I о +1+ СО см см см см сч П Ю 1С 1П -' CM о? CM CM ю см см «"со" О) ю см см 1Л — 1Л ^ЮСООЗО О0ОО — смсмсмсмсм О) CM CM "СО зсо 1СМ CO 1 cot o> — C0t)< CSCM CO 1Л CM о a g, 09 s см" о" смсГ ++I+ о S0 1Л ю СМ СО 1Л •* см —Г — —" I о" I I + + + I о + + + I I о СО —СО — оо ++ S i'i > г- fc о> ¦* I4- * > —О — О— СО I — р" © |^- СМ ооооооо ' роо" +1+1+1+1+1+1+1 +++- со оо оз ^t* см сч со cNcocos'CMcoQtnrt" о*—о"—о"—о" о" о" I I-+I + I + I + ЬО I ^ I 3 1 I I 1 1 + + + ++ см см 1Л —1Л— смсч — СО см см СО т)< СО . см см — со — со • см см см .со см — со см со сммсмсмсмсмсмсмсм coco — со — со — сою сясм см см см см — — см t— — см — см ^Гсм ^Г О5 О5 ОЗ С Оз<У> ESS Ю —WC0- ЮООО! - С4 С4С4С4 С О) 6 t
37.5. РАДИОАКТИВНЫЕ РЯДЫ На рис. 37.1—37.4 представлены соответственно радиоактивные ряды тория (An), нептуния (An + Ц, урана (An -f- 2) и актиноурана (An -j- 3). Указаны хи- химический символ элемента, массовое число ядра и его период полураспада. В скобках приведены старые названия естественных радиоактивных нуклидов. Сим- Символы у стрелок указывают тнп распада (а;?>; и. п. — изомерный переход). Если изотоп распадается двумя путями, то у стрелок указано (в %) относительное вет- ветвление типов распада. Пунктирные стрелки соответст- соответствуют предполагаемым или очень слабоинтенсивным ти- типам распада. 1,41-Юплет а я - 22lt>fffu*Yh1\ 6,7 пет У n!Ac(nsna 6,13ч 1,91яет ^ а "*ta(TW 3,64 дней кп(Тп) а 0,158 сек а Р* г'гРЬ(ПВ) 10,64 ч тВЦТЬС) 60,5 пин «. гаРо(тЮ &У а зе,гу. 3,10 мин ШРЬ Стабильный 1,14 -Лет азРа 17,0 дней PS '¦- гну а 73<tO/iem а PS 14,8 дней 10,0 дней а 4,8 мин а - г- "?At 0,0&Зсек а mBi 47нин 7L у- р," "Зр°е а тРЬ 3,3 ч Ps Сшакпьный Рис. 37.1. Ториевая серия (An) [8]. Рис. 37.2. Нептунневая серия (An + 1) [8]. a**Pa(UX2) 1,18 ти ' tin. */ 1/ "V>o№) f a 23°Thp) a\ тггода a\ 3,824 дня ШРО(Ш) 3,05 мин a трьот "'At l1*Bi(RaC) 1S,7muh a\0,04i гяП(ка1П Щмин 0,035 сек «\ mPo(KaC) a mPb(m) 20,4/iem P , Us w8i(naE) 5,01 дня ШП(Ш') zwPo(RaF) 138,4 дня « тРЬ(Ж) Рис. 37.3. Уран-радиевая серия (An + 2) 18]. 872
**l/(AcU) 7,1-W'iiem 25,624 "'Pa a '"Ac Z1,6 пет a iftZ fr(AcK) ZZnuh 18,2 дней "'At 0,9muh а\~87У •37% 7 мин zv Po(AcA) 1,83-10~3сек ""At ~10'*сек "РШсВ) 2,1Вмин SS,T/. "Т1(АсС") p * ¦\ 7* с* 0,5Zcei< a ZO7Pb(AcV) Стабильный Рис. 37.4. Уран-актнниевая серия Dп ¦+- 3) [8]. Таблица 37.5 Старые названия естественных радиоактивных нуклидов [7] х Обозначение Ас АсА АсВ АсС АсС АсС" AcD АсК AcU АсХ АсЕт Ра RdAc UY Io Ra RaA RaB RaC RaC RaC" RaD RaE Название Актиний j Актиний А Актиний В Актиний С Актиний С Актиний С" Актиний D Актиний К Актиноуран Актиннй X Актинон (Ап) Протактиний Радиоактиний Уран Y Ионий Радий Радий А Радий В Радий С Радий С Радий С" Радий D Радий Е Нуклид 227 Ас 215Рс 21ipb 211Bj 211Ро 2O7f| 2О'РЬ 223Fr 236(J 223Ra 218Rn 23ipa 227Th 231Th 23OTh 226Ra 218Po 214Pb 214B, 214Po 210-П 210Pb 210Bj Радиоактивный ряд Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac Ac U U и и и и и и и Обозначение RaE" RaF RaEm RaG UI UII UXX UX2 UZ MsTh, MsTh2 RdTh Th ThA ThB ThC ThC ThC" ThD ThX ThEm Продолжение Название Радий Е" Раднй F Радон (Rn) Раднй G Уран I Уран II Уран Хх Уран Х2 Уран Z Мезоторий-1 Мезоторий-2 Радиоторнй Торий Торий А Торий В Торий С Торий С Торий С" Торий D Торий X Торон (Тп) Нуклид 20вТ1 210Ро 222Rn 20вРЬ 238U 234U 2S4Th 234Шра 234Ра 228Ra 228ДС 228Th 222Xh 2Up0 212Pb 212gj 212Po 20871 2°8Pb 224Ra 220Rn табл. 37.5 Радиоактивный РЯД и и и и и и и и и Th Th Th Th Th Th Th Th Th Th Th Th СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Lederer С. M., Hollander J. M., Perlman I. Table of Isotopes. Sixth ed. New York — London — Sydney, John Wiley and Sons, Inc., 1967 2. Seelman-Eggebert W., Pfennig G., Mfinzel H. Nuc- lidkarte. 3 Auflage. Munchen, Gersbach und Sohn Verlag, 1968. 3. Баранов С. А., Кулаков В. М., Шатинский В. М. «Ядерная физика», 1969, т. 7, вып. 4, с. 727. 4. Баранов С. А., Шатинский В. М., Кулаков В. М. «Ядерная физика», 1971, т. 14, вып. 5, с. 1101. 5. Баранов С. А., Зеленков А. Г., Кулаков В. М. «Изв. АН СССР. Сер. физ.», 1960, т. 24, № 9, с. 1035- 6. "Nuclear Data Tables", sec. A, 1969, v. 5, N 5—6. 7. Джелепов Б. С, Пекер Л. К., Сергеев В. О. Схемы распада радиоактивных ядер. М.—Л., Изд-во АН СССР, 1963, с. 1039. 8. Kirby H. W. The Analytical Chemistry of Actinium Miamisburg Ohio, Mound Lab., NAT-33-1-GEN-53. 873
ГЛАВА 38 МЁССБАУЭРОВСКИЕ ЯДРА 38.1. ВВЕДЕНИЕ Эффектом Мёссбауэра называется упругое (без по- потери энергии на отдачу) излучение или поглощение Y-квантов ядрами атомов, не сопровождающееся изме- изменением внутренней энергии тела. Чрезвычайно высокое энергетическое разрешение, наблюдаемое в опытах по эффекту Мёссбауэра Г/?о = = 10~10—10~1В (Г— естественная ширина ядерного уровня, Еи — энергия ядерного у-перехода), позволяет не только измерять очень малые изменения энергии (~1С~10 эв), но и наблюдать сверхтонкую структуру ядерных уровней, обусловленную магнитным диполь- ным и электрическим квадрупольным электронно-ядер- электронно-ядерными взаимодействиями. Спектр прошедшего через поглотитель излучения, получаемый обычно в опытах по эффекту Мёссбауэра при относительном (со скоростью v) движении источника и поглотителя, обусловлен изменением энергии у~кванта Д Е = Eov/c (с — скорость света) за счет эффекта Доп- Доплера. Зтот спектр е(х) определяется выражением [1]: • (*) = fs J О - ехР I- fA па (У)]\ F (У) аУ- где е (х) = (Nv —Nv\ ; Nv—интенсивность -у-из- Nv V оо ] лучения при относительной скорости к; Nv — интенсив- интенсивность вне резонанса; х = 2 (Ео/Т) ¦ (v/c): y = 2(Ev — — Ео)/Т; Ev — энергия -у-кванта при относительной скорости v; Г = /t/x; х — среднее время жизни возбуж- возбужденного состояния ядра; о = ао/A+#2)— сечение по- - и 2/! + 1 2яА2 глощения -у-кванта с энергией Ev, где о0 = — Г' ; Ло+1 1 +а /0, /х — спины основного и возбужденного состояний ядра; X = hc/E — приведенная длина волны -у-излучения; а — коэффициент внутренней конверсии; fs , fA — значе- значения вероятностей излучения и поглощения -j-кванта без отдачи; п, сж~2 — число ядер мёссбауэровского нуклида на единицу площади; F (у)—форма линии излучения. Максимум величины е (х) и площадь спектра S для лоренцевской формы линии при v = 0 даются выраже- выражениями: где /о и /х — функции Бесселя нулевого и первого по- порядков мнимого аргумента. Основными параметрами мёссбауэровских спектров являются: 1) изомерный сдвиг Ъ мёссбауэровской линии, обус- обусловленный разностью радвусов ядра в основном и воз- возбужденном состояниях Ro и Rlt и разностью плотностей электронов на ядрах поглотителя и источника (tyA @) |2 и I (J/s @) |2, соответственно: где е — элементарный заряд, Z — порядковый номер ядра [1]: 2) квадрупольное расщепление Д ядерных уровней мёссбауэровской линии, вызванное взаимодействием квадрупольного момента Q ядра с неоднородным элект- электрическим полем, существующим в месте расположения ядра (например, в кристалле с симметрией ниже куби- кубической). Д= Et — Ef., где энергии Et и ?ft — собст- собственные значения гамильтониана квадрупольного вза- взаимодействия, принадлежащие различным значениям спина ядра и магнитного квантового числа /п, [2,31. В частном случае аксиально-симметричного градиента поля для значения / = 3/2: Здесь q — градиент электрического поля; 3) магнитное расщепление ядерных уровней, вызван- вызванное взаимодействием дипольного магнитного момента ядра |л со сверхтонким магнитным полем на ядре Ня, которое создается электронами собственного атома и поляризованными электронами проводимости. Магнитное расщепление ядерных уровней определя- определяется выражением: где р-я — ядерный магнетон; g — гиромагнитное отноше- отношение (ядерный g-фактор). Расстояние между соседними уровнями равно ?у-яЯя, а расстояние между наивыс- наивысшим и наинизшим уровнями равно 2^Я/ЯЯ [2, 3]. = fsll~ ехР (- /о( fA «°o/ S = J е (х) dx = я п о0 /s fA [l0 (ifA noo/2 ) + 38.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ МЁССБАУЭРОВСКИХ ЯДЕР В табл. 38.1 приведены сведения о материнских изо- изотопах мёссбауэровского ядра (массовое число, тип рас- распада и период полураспада) и следующие характеристи- характеристики мёссбауэровских ядер: 874
E — энергия мёссбауэровского ^-перехода (в некото- некоторых случаях приведены значения энергий двух различ- различных у-переходов, на которых наблюдается эффект Мёсс- бауэра): Содержание мёссбауэровского изотопа в естественной смеси изотопов; 7\ < — период полураспада резонансного уровня (время жизни); 1 Г — естественная ширина уровня; Д v (Г) — доплеровская ширина уровня; ?отд — энергия отдачи свободного ядра; а — полный коэффициент . конверсии для резо- резонансного ^-перехода; о0 — полное сечение резонансного поглощения; /0 н /х — значения спинов основного и возбужденного уровней ядра; р^ и (Ах — значения магнитных моментов основного и возбужденного уровней ядра в ядерных маг- магнетонах; Qo и Qi — значения квадрупольных моментов основно- основного и возбужденного уровней ядра.
Ядро 1914 S* !> 73G 32ue SKr 4> 121 Sh 51bb 125-r 52le ¦& •Гз1 54X e I3lv. 54X e 'So 62Sm ¦ЙР" •|Еи •аи Содержа- Содержание. % 0,0118' 2,19 1,19 4,11 7,76 11,55 12,72 51,35 8,58 57,25 6,99 100 Неста- Нестабилен 26,44 12,18 100 100 13,83 47,82 52,18 14,73 E, кэв 29,4 14,4125 136,4 67,4 93,0 67,0 9,3 90,0 93 23,875 37,15 35,48 57,6 27,75 39,58 80,16 80,99 145,43 22 21,6 97,43 103,18 60,0 ТЧя. сек 3,9-10-» 9,77-10-* 8,7-10-» 5,3-10-» 9,4- Ю-6 1,62-Ю-9 1,47-10 2,02-10-8 44 1,84-10-8 3,5-10-» 1,48-10"» 1,86-10"» 1.61-10-8 9,85-Ю0 4,5-10-1° 6,28-10"» 1,92- Ю"9 7,6-10-» 8,8-10-» 1,6-10-1° 3^6-10-» 2,4-10-1» Г, кэв 1,170-10-1° 4,6697-10-12 5,244-10-11 8,608- Ю-" 4,854-КГ" 2,816-10-» 3,104-10-12 2,259-10-и 1,037-10-2° 2.48-10-п 1.304-10-1° 3,083-10-1° 2,453-10-1° 2,834-10-ii 4,632-10-1° 1,014-10-» 7,265-10-11 2,376-10-1° 6,003-10-11 5,184-10-н 2,851-lO 1,182 10-1° 1,901-К)"8 ° Ле(Г), им/сек 1,193 0,09713 0,1152 0,3829 1,564-10-4 1,26 0,1000 0,07525 3.342-10-11 0,31135 1,052 2,6045 1,2765 0,30615 3,508 3,791 0,2689 0,4898 0,818 0,7195 8.775 0,3434 9,50 Характеристики мёссбауэ W — 1,160-10-6 1,9567-10-е 1,753-10-« 3,999-10-е 6,931-10-е 3.302-10-е 5.595-10-' 4,393-10-в 4,34-10-» 2.572-10-' 6,124- Ю-' 5,407- КГ» 1,403-10-е 3,205-10-" 6,521-10-" 2,634-10-6 2,648-10-6 8,054-10~5 1,744-10-« 1,659-10-" 3,331-10-» 3.736-10-е 1,247-10-6 а 0,35 9,00 0,142 0,12 0,6 0,229 11 — 20 5.5 10,6 13,3 3,75 5,0 И 2,1 1,63 0,45 12 29 0.41 1,55 7,5 о0. см' 1,631.10-1» 2,386-Ю-" 4,214-10-2" 7,212-10-1» 1,179.10-1» 4.434-10-w 1,886-10-18 1,007-10-1» 5.388-10-20 1,321-10-" 2,037-10-1" 2,718- lO-i" 2,07-10-w 3,971-10-1» 2,603-lO-i9 6,141-Ю0 1,064- 10-к> 1,064-10-1» 3,888-10-1» 2,33-Ю-" 1.817-10-19 5,972-100 1,199-lO-w 876
Таблица 38.1 ровских ядер и 4". 1- 2 1- 2 3" 2 5- 2 9+ 2 9+ 2 5+ 2 1- 2 1+ о ?• 5+ 2 5+ 2 7* 2 2 3+ 2 Т 2 5+ 2 7" 2 5+ 2 5* о 5+ 2 з- 2 * з- 3~ 2 5" 2 ~2~ з- 2 9 11+ 2 ' 2 7+ 2 3+ 2 7+ 2 3+ о 7+ 2 3+ 2 V 2 5+ 2 3+ 2 1+ 2 5+ 2 7+ 2 7". 5" 2 ' 2 7+ 5~ 2 3+ 2 5" 2 —1,298 +0,09024 0,746 +0,876 —0,8792 —0,970 —0,625 —0,1136 —1,046 i +3,359 —0,8872 +2,808 +2,617 —0,7768 +0,6908 +2,579 +4.3 —0,75 +3,464 + 1,530 — —0,27 — 0,1547 +0,35 — — — —0,285 — +0,7 — +0,65 1,96 +2,84 — — +3,25 — —1,32; —0,94 +2,57 +3,21 +2,03 — Qo, барн г —0,093 0 — +0,17 —0,26 +0,26 — — 0 —0,29 0 ,—0,79 —0,55 0 —0,12 —0,003 —0,06 +0,06 +1,155 +2,93 — +1,3 Qi, барн — +0,33 — — — +0,44 . 0,15 — —0,07 0,19 —0,71 —0,68 —0,41 — — — — + 1,5 — — — Сведения о материнском ядре ^К, (п, Т) 5'Мп, (Р~); 1,7 мин; "Со, (э. з.);270 дней «Со, (р-); 1,7 ч; «Си(р+); 3,3 ч в7Си, 60 ч; «Ga, 78 ч MGa, 4,8 ч; MAs, 76 дней 8SBr, 2,4 ч; <s8Rb, 83 дня 8BRh, 16,1 дня; 8»Тс, 2,1-Ю6 дет io'Cd,C.3.,p+);6,64;i<"Pd, (P~); 7-Iе лет 11вт1п, 18 мин; 11В1п, 2,3 мин; * «BSb, 38 ч; u»mSn, 245 дней 12imSn, >5 лет; i^n, 27 ч; т/нте, 154 дня; ™Те, 17 дней i*6Sb, 2,7 года; "Ч, 57 дней i27mxe, 105 дней; «Те, 9,3ч; ""Хе, 36 дней i»mTe, 33 дня; i29Te, 70 мин 1291, 1,6-Ю7 лет; 129Cs, 32 ч 13Ч, 8,1 дня; i81Cs, 10 дней 133Ва, (э.з.); 7,2года; 1S3Xe, (Р~), 5,3 дня i«Nd, 25 ч; i«Ce, 33 дня i*>Pm, 53 ч; i4BEu, 106 дней i6iGd, 120 дней; «ism, 93 года i68Gd, (э.з.); 242 дня; i63Sm,(E-) 47 ч i»*Eu, (р-), 1,81 года; 1В6ТЬ, 5 дней 877
Ядро "Ям ¦Sn, >У >У > '38vb 171Vu 70Yb 72Hf 'tIW 184W 74W 18764W 'rfOs 'f6Os Содержа- Содержание, % 14,73 20,47 24,87 100 2,29 18,88 33,41 100 3,03 14,31 18,50 99,99 26,41 14,40 30,64 28,41 1,64 62,93 13,3 E, кэв 86,5 88,97 79,51 58,0 86,8 25,65 74,58 80,6 8,41 84,26 66,73 112,96 6,25 100,1 46,48 99,08 111,2 122,5 137,2 134,24 155,03 V сек 6,15-10-» 2,19.10-» 2,4-10-» 1,3-10-1° 2,00-lO"8 2,87-Ю-8 3,1-10-* 1,82-10-» 3,9-Ю-» 1,59-10-» >5-10-i° 5 -lO-io 6,8-lO-6 1,37-Ю"9 2,0-10-1° 6,0-10-1° 1,26-10-» 1,05-10-* 8,4-10-1° 1,0- К)"" 7,1-10-1° Г, кэв 7,418-10-и 2,083-10-1° 1,901-10-1° 3,509-10-» 2,281-10-1° 1,59-10-и 1,472-10-ю 2,507-10-1° 1,17-10-1° 2,869-10-1° 9,125-10-1° 9,125-10-1° 6,709-10-1* 3,33-10-1° 2,281-10-» 7,604-10-1° 3,621-10-1° 4,345-10-1° 5,431-10-1° 4,562-10-8 6,426-10-1° До (Г), мм/сек 0,2571 0,702 0,717 18,14 0,788 0,1858 0,5915 0,9325 4,17 1,021 4,0995 2,4215 3,218-Ю-3 0,9975 14,715 2,300 0,976 1,063 1,187 101,9 1,2425 ?отд. кэв 2,592-10"» 2,725-10-» 2,148-10"» 1,136-10-» 2,528-10"» 2,194- Ю-" 1,855-10-» 2,101-10-6 2,247-10-' 2,242-10-» 1,398-10-» 3,871-10-» 1,159-10-' 2,956-10"» 6,339- КГ" 2,88-10~5 3,608-10"» 4,332-10-» 5,434-10-» 5,174-10-* 6,864-10"» а 0,49 4,08 5,94 10,1 4,61 2,5 0,65 7,2 325 6,70 10 2,47 45 3,97 9,0 4,3 2,75 1,72 1,25 2,35 0,84 а0, см' 2,164-10-w 3,042-10-» 2,788-10-1» 9,827- КГ20 2,894-10-i9 1,062- Ю-" 3,216-1©0 2,296-10-1» 2,122.10-1» 2,237-lO-i» 9,989-Ю0 6,906- 10"a0 1,702- Ю-" 2,456-10* 2,265-10-1» 6,855-К)"80 2,638- Ю-» 2,997- Ю-" 2,888- 10-w 5,403-10-2° 2,766-10-1» 878
Продолжение табл. 38.1 /о з- 2 0* 0+ ~~2~ 0+ 5+ 2 5+ 2 0+ 2 0+ 1- Т 2 ~2~ 0+ 1- 2 1- 2 0* 0* 0* 5* 2 0+ Л 3+ 2 2+ 2+ 5+ 2 2+ 5~ 2 з- 2 2* 3+ 2 2* з- 9" 9" 2+ з- 2 5" 2 2+ 2+ 2+ 7 2 2+ —0,27 — — 1,7 с — —0,46 — — —0,232 — +0,4930 +0,61 +2,36 — +0,117 +0,117 — — — +3,204 — и. —0,564 — - — +0,74 +0,55 1,6 0,62 +0,59 0,668 — +1,06 — +0,46 — — 0,52 +0,64 1 +0,64 — 0.56 Qo, барн — — — — — + 1,9 — — — — — +3,0 +4,2 — — — — — — +2.6 — Q,, барн — — — — —1,0 + 1,8 — —1,9 —1,2 — — — — —1,87 — 1,61 — —2,0 — 1,54 — — Сведения о материнском ядре ueEu, 15 дней: 1ВвТЬ, 5,4 дня «*Еи, 60 мин: 168ТЬ, 150 лет i69Gd, 18 ч: i6»Dy, 144 дня 1в0ТЬ, (р~); 72,4дня; ie°Ho, (э.з., р+); 25лш« ieiTb, (р-), 6,9 дня; 1в1Но, (э.з.); 2,48 ч ieemHo, 1,2-103 лет; 1«6Но, 27 ч; i~Tm, 7,7ч 1в9Ег, 9,3 дня; i69Yb, 31 день i'°Tm, 127 дней; 170Lu, 2 дня 1'iTm, 1,9 года; "iLu, 8,2 дня 177mLu, 155 дней; 177Lu, 6,7 дня; "Та, 56,6ч 181Hf, 45 дней; 181W, 140 дней 182Та, 115 дней; 182Re (P+) 13ч; (э.з.), 64ч 188Та. 5 дней: «Ч?е, 70 дней ""Та. 8,7ч; i84mRe, 165 дней; "«Re, 38 дней 18вТа, 10 мин: 186Re, 90 ч "«Re, 90 ч; 18в1г (Р+), 15 ч; (э.з.), 1,7 ч W, 23,8 ч 188Re, 16,8 ч; "sir, 41 ч '879
Ядро Содержа- Содержание, % Е, кэв сек Г, кэв Да (Г), мм/сек ?отд- кз< о0, см' 191 77 37,3 62,7 33,S 100 Неста- Нестабилен Неста- Нестабилен 129,4 73 98,8 129 77,3 59,54 44,7 1,28- 10-i° 6,0-10-е 1,6-10-1° 6,2-10-1° 1,8-10-» 6,3-10-8 2,3-10-1° 3,564-10-» 7,604-10-и 2,851-10-е 7,359-10-1° 2,535-10-ю 7,242-10-12 1,9836-10-9 8,2575 0,3122 8,65 с 1,71 0,983 3,646-10-2 13,303 4,707-10-ь 1,483-10-» 2,688-10-» 4,582-10-ь t 1,629-10"» 8,032-10-3 1,882-10-ь 3,02 6 8,55 1,79 3,7 1,065 660 5,452-10° 3,279- 5,248- 7,746-10-21 4,355- Ю-40 2,917-10-w 9,2- 38.3. ПАРАМЕТРЫ МЁССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРОВ Вещество Na2[Fe(CNMNo}2H2O Металлическое железо Ня = 330 кэ ее = Fe2Os Ня = 517 кэ Спектр 1 ',712 ММ/с ек 10,657 6,167 ' 1,677 * гЛ I I 16,70 9,66 ¦ /&, | I ' формула химического соединения (сплава), содержаще- содержащего материнские ядра, или химический символ матри- матрицы, в которую введены атомы материнского изотопа (источник). В скобках указан материнский изотоп либо тип ядерной реакции, используемый для создания возбужденного состояния мёссбауэровского ядра; Т — температура поглотителя и источника (в тех случаях, когда температура не указана, более вероятной является комнатная); Г — полуширина отдельной линии эксперименталь- экспериментально наблюдаемого .мёссбауэровского спектра; в — эффект поглощения, определяемый отношением интенсивностей ^-излучения, зарегистрированных в резо- резонансе (NVpe3^ и вне резонанса {Nv\ к Nv^: Рис. 38.1. Схематическое изображение мёссбауэровских спектров поглощения для ядер 67Fe в различных мате- материалах при температуре 300° К [4]. В табл. 38.2 приведены следующие характеристики: формула химического соединения (сплава), которое содержит мёссбауэровские ядра, находящиеся в стабиль- стабильном состоянии (поглотитель); Если е приводится с учетом фона от постороннего излучения, рядом с цифрой стоит индекс «0»; 8 — сдвиг наблюдаемого спектра, отсчитываемый от значения v = 0; считается, что Ъ положителен в случае, когда источник и поглотитель движутся навстречу друг другу (если знак Ь не указан, более вероятно положи- положительное значение); Д — квадрупольное расщепление; Яя — сверхтонкое магнитное поле, действующее на ядра атомов мёссбауэровского изотопа в данном вещест- веществе (поглотителе); fs к fa — вероятности излучения и поглощения -у-кван- -у-кванта без отдачи энергии. 880 •
Продолжение табл. 38.1 /n 3+ 2 3+ 2 1- 2 1- 2 3+ 2 5+ 2 0* '¦ 2 2 3- 2 5~ 2 1+ 2 5" 2 2+ +0,18 +0.17 —0,606 — +0,1449 5,0 — Pi 0,56 —0,65 — +0,37 +2,0 +0,25 Qo, барн +1,3 1.5 — — +0,58 — + 10.5 0,, барн — — — — — —3,0 Сведения о материнском ядре 191Os. 15 дней; ШИ, 3 дни i9SOs, 32 ч: 18SPt, <500 лет «85Аи, 192 дня; »Чг. 2.3 ч; *>Чт, 2,3 ч »'Pt, (fj~), 20 ч; 187Hg(9. з.). 65 ч «"'U, 6,75 дия: 2«Am, 458 лет 242Pu (а), 3.79-105 лет Таблица 38.2 Параметры мессбауэровских спектров Поглотитель Формула КС1 Fe <z-Fe2Os Нерж. сталь KFeS2 Na2lFe(CNNNO]-2H2O Na2[Fe(CNNNOl-2H2O Ni Темпера- Температура, °K 4 298 300 300 — 300 300 300 -, 298 1 300 80 77 Источник Формула КС1(а, р) Си (Со) Pd Pt Нерж. сталь Сг Нерж. сталь Сг Си Аи ио2 Нерж. сталь Pd Си Pt Нерж. сталь Ni (кул. возб.) Ni (кул. возб.) Темпера- Температура. °К 4 — 298 300 — 300 — — — 300 298 — 300 298 80 77 г ¦"•* сек 11 0,20 0,22 0,39 0,40 — 0,48 0,45 0.48 0,53 0.28 — 0,26 0,38 3.3 ~ г. % 1Ь 36 Юо 16„ — 21 450 470 18„ 21 13„ 4 ~ х ММ сек -0,14 —о! 226 —0.185 —0.347 +0,090 +0.51 +0,47 +0,05 —0,32 —0,78 0,32 —0,01 —0,56 —0,61 —0,1? — д, мм сек _ — — 0,40 0,40 — — — 0,50 — 1,712 1,712 — Н9. кэ _ 330 — 517 — — — — — — — — — — 90 — — — — — — — 0,67 — — — — — — 0,09 _ — — — — — — — — — — — — — — 0,09 29—748 881
Продолжение табл. 38.2 поглотитель Формула Zn® [5] Ge Ru Sn SnO SnO2 AfeSn * Те TeO2 Na3H2127IOe 129I2 Na128I 129XeF2 Na'29XeOe 131XeF CsCl 4 Sm2O3 i6iEu2o3 156Gd2O3 (?7 = = 60 км) = 86,5 кзв) Tb4Oj 161Dy2Os 16»Ег2О3 Tm Tm2O3 171Yb2O3 Hf2O3 Та TaC 182ДУ * 182 ДУ Q 183\$ i84WCle 186^ 186 Os IS 80s 191 lr 193Jr Pt Au " UO2 [6] Темпера- Температура, CK 4,2 4,2 77 88 77 77 300 83 — 300 —. 300 , 4,2 300 20 100 77 _ — ' 4,2 —. —. — 4 77 80 80 80 300 •—. 20 — — — 20 4,2 — — 300 22 77 300 4,2 4,2 10 15 91 4 4,2 20 4,2 4,2 77 Источник Формула MgO(Ga) ZnO Ge (кул. возб.) Ru (Rh) Sn SnO2 Mg2Sn Sn Sn SnO2 Mg2Sn Mg2Sn Те TeO2 ZnTe ZnTe ZnTe Nal Nal Nal Na2H3IOe BaCl2-2H2O Eu2O3 Eu2O3 (Gd) Eu2O3(Gd) Sm2O3 (Eu) Sm2O3(Eu) Dy2O3 Gd2O3 (Tb) H08O3 Er2O3 Er2O3 Er2O3 Tm - Er2O3(Tm) Lu2O3 w , .. . w Та Та Та W(Re) Re Re Re Os ¦- Os Os Pt (Au) ,Cu (Au) Pt ' PuO2 PuO2 Темпера- Температура, °K 4,2 4,2 77 85 77 77 300 83 300 — 300 4,2 77 20 120 77 4,2 4,2 4,2 — 4,2 — 4 77 80 80 80 300 300 20 800 300 20 4,2 300 300 22 77 300 4,2 4.2 10 15 91 4 4,2 20 4,2 4,2 4,2 77 г мм сек 0,6-10-3 _: 4,4 0,37 : 0,6 1,4 2 1,3 1,4 — 1,0 5,2 5,2 4,1 0,87 21 , 9 13 6,8 1,1 4 — — 4.3 1,1 80 12 13 2 30 2.5 ' 14 — 11 11 0,26 0,06 2,0 40 4,26 3,3 7.5 29 22 1 — 20 6 45 48 — 0,2 0,64 4o 7,6 31 — 5 25 — — 2 2 5,4 — 0,3c — — 25 0,9* 2 — 6 21o — — 4 3,5 10 — 4,5 0,6 440 4,4 _ — 74 230 1,1 4 4 8o — 4 s MM ' сек —0,021 0 +0,11 — +2,55 0,68 0,09 +2,6 —1.9 — —. + 1,6 +0,82 —0,46 ¦ 0 0 —0,3 — —0,01 — —8,1 — — — — — 0 +5 — +5,7 — +0,9 + 1,3 +0,17 —0,10 — . — +0,6 —1,2 0 0 MM сек — — — — 0 2 — — 0,50 — 7,8 — — — 42 42 — 6,0 — — — — — — — — — — 144 — — — 11 — — — — — — — — — — . — — Ня. кэ — — — — — — — — — — —. — — — — — • — — — — — — — 7000 — — — — — — — — — — — — — — 2700 f 's — 0,01 0,14 0,29 — — 0,70 — — — 0,12 — — 0,15 — — — — — — 0,54 — 0,015 0,10 0,23 — — — — — — 0,11 — — — — ¦ — — 0,02 0,07 — 0,34 — 'a — . — —. —. — — — —• — —¦ — 0.07 — — 0,29 —. — — — — — 0,54 — 0,012 — — — — — — — —- — 0,04 — —- — — — — —• — 0,11 — 0,13 — 0,14 — 882
38.4. ИЗОМЕРНЫЙ СДВИГ Таблица 38.3 Изомерный сдвиг 6 некоторых веществ , относительно металлического железа V Вещество Аи In Zn Ag • Pt Си Ir Pd Be Rh температуре 300°К [4] б, мм/сек —0,632 —0,550 —0,527 —0,525 —0,347 —0,226 —0,225 —0,185 —0,120 —0,114 Вещество Mo Та Fe Nb K4Fe(CNN-3H2O Нерж. сталь Ti Cr V Na2[Fe(CNMNO] ¦ 2H2O при 6, мм/сек —0,060 —0,033 0,0 +0,015 +0,045 +0,090 +0,108 +0,152 +0,198 +0,257 ' СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Физический энциклопедический словарь. М., «Совет- «Советская энциклопедия», 1963, с. 183. 2. Mossbauer Effect. Principle and Applications. Wert- gein G. K- Acad. Press. N. Y.— Lond., 1964. Вертхейм Г. Эффект Мёссбауэра. Пер. с англ. Под ред. В. В. Скляревского. М., «Мир», 1966. 3. Шпинель В. С. Резонанс гамма-лучей в кристаллах. М., «Мир», 1969. 4. Muir A. H., Ando К. J., Coogan H. M. Mossbauer Effect Data Index 1958—1965. Inter science Publ. New York — London — Sydney, 1966. 5. Бескровный А. И., Лебедь Н. А., Останевич Ю. M. ti кн. «Proceedings of the Conf. on Mossbauer Spec- trometry.", Dresden, 1971, v. 2, p. 583. 6. Ruby S. L. e. a. "Phys. Rev.", 1969, v. 184, p. 374. ГЛАВА 39 РЕАКЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ i 39.1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЙТРОНА Собственная энергия нейтрона 939,5 Мэв. Масса покоя [1] .... 1.6749543(86-104 г = Магнитный момент [4]: • = 1,008665012C7) а. е. м. Р-„ = (—1,913148 + 0,000066) (*„, 3аРяд ¦ <10-« заряда электрона [2]. где ^ = @>5050824B0) • 10-23 Эрг/гс -ядерный магне- Распад [3J п0 ->- р+ + ет +м*, тон. Т>/2 =A1,7±0,3) мин. Электрический дипольный момент нейтрона меньше, Верхняя граница энергии чем дипольный момент системы, состоящей из двух В-частиц G82+13) кэв [3]. электронных зарядов, разделенных расстоянием в Спин +1/г- 5-10-21 см [4]. • t Таблица 39.1 Длины волн, соответствующие различным энергиям нейтронов Группа нейтронов Холодные Тепловые Е % 0 Резонансные Е Медленные Е - Промежуточных энергий Е я Быстрые * Е 2 Очень больших энергий Е Релятивистские Е < 0,01 ,014-0,1 % 0,14-50 %; 504-500 = 5004-106 К 106^;107 ^ 10'4-10s Б>109 эв эв эв эв эв эв ¦ эв эв Е, эв 0,001 - 0,0252 1,0 100 10" 10е 108 10" г, °к 11,6 293 1,16-10* 1,16-10е 1,16-108 1,16-101° 1,16-1012 1,16-101" v, см/сек 4,37-10" 2,198-10s 1,38-10" 1,38-10' 1,38-108 1,38-10» 1,28-1010 2,99-101° 9 1 2 2 2 2 2 1 X, см ,04-Ю-8 ,80-10~8 ,86- Ю-8 ,86- 10-ю ,86- Ю-" ,86-10-12 ,79-Ю-!3 ,14-10-1" 39.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОГОВЫХ РЕАКЦИЙ. ЭНЕРГИИ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ЯДЕР Характеристики пороговых реакций. В ядерной ре- реакции А\ + А2 -* Аз + А 4 + Q, когда две на- начальные частицы А 1 и А 2 превращаются в две конечные частицы А з и А 4, тепловой эффект реакции или энер- энергетический выход Q определяется массами «и, гаг, гпз, т^ часгиц, участвующих в реакции: Q = (mi + пгг — Шз — /я4) с2, где с — скорость свега в вакууме. Если Q — отрица- отрицательная величина, то в лабораторной системе коорди- координат (L-система), где частица А 2 покоится, реакция про- протекает лишь тогда, когда кинетическая энергия Wi па- падающей частицы А 1 больше энергии порога реакции ?П: h При учете релятивистских эффектов: 29* 883
Продолжение табл. 39.2 В лабораторной системе' координат кинетические энер- энергии Wsu IF* частиц продуктов реакции, вылетающих под углами 6з и 6« к направлению падающей частицы Аи определяются формулами f cos в3 ± (mi т3 Wt cos2 83 + М + (т^ — где М — т3 + mt. Выражение для №4 получается из пре- предыдущего перестановкой индексов 3 и 4. Углы вылета в3 в в4 ограничены условиями: sin2 sin2 64 • т3 Г М Тепловой эффект реакцви Q может быть найден по зна- значению кинетической энергии частицы W3 и углу выле- вылета в.: ! cos 63. Энергии первого Е состояний ядер Ядро 2D, «He •Li 'Li 8Ве ig С Нет 2,19 0,479 1.70 0,717 2,14 4,44 3,09 Таблица 39.2 t и второго Е2 возбужденных некоторых изотопов [5,6 ?«. Мае Нет 3,57 4,63 2,43 1,74 4,46 7,66 3,68 Ядро 14N ио 18О 19р 2»Na ^ 2*Na 26jVig Ма'в 2,31 6,06 1,98 0,11 0,44 1,37 0,584 1,81 Мзв 3,95 6,13 2,45 0,20 2,08 4,12 0,976 2,94 Ядро "А1 «8Si 8ф 82S »6С1 87Q 89К <°Са *4Са «Ti 48Ti 51V , б*Сг «sMn ьвре «Fe 68Fe 5»Со 58Ni eeNi взсц »»Си «4Zn 66Zn «"Zn твое 72Ge '*Ge 76As '«Se 88Sf eoZr 82Zr 93Nb вЭДо ввмо fit. Мае 0.842 1,772 1,265 2,24 1,22 0,84 2,53 3,351 1,158 0,892 0,99 0,323 1,46 0,13 0,845 0,13 0,8 1,098 1,45 1,33 0,668 0,770 0,980 0,054 1,04 1,036 0,69 0,596 0,199 0,55 1,85 0,913 1,77 0,93 0,029 0,201 0,770 Мае 1,013 4,61 2,232 3,78 1,762 1,73 2,82 3,73 1,883 2,01 2,31 0,928 2.43 0,98 2,08 0,35 1,6 1,289 2,45 2,16 0,961 J.12 2,25 0,118 2,4 1,21 0,84 1,25 0,265 1,2 2,76 1,53 2,2 1,83 0,765 0,762 1,61 Ядро 107Ag ' 109 Дб "°Cd 112Cd 114Cd usIn ""Sn "»Sn 120Sn 12iSb 1271 1S8Ba 181Ta 182W 18SW 184W 18«W 194Pt 19Spt 196Pt »'Au i»»Hg 2oOHg 206Pb 2O'Pb 208pb 209Bi 230Th 232Th 2S8U 235U 23вЦ 288U 239pu 240рц 241ри Mae 0,093 0,083 0,656 0,615 0,556 0,335 1,29 1,22 1,18 0,506 0,058 1,43 0,136 0,101 0,046 0,11 0,126 0,328 0,099 0,354 0,077 0,158 0,368 0,803 0,569 2,62 0,90 0,053 0,049 0,0404 0,007 0,046 0,045 0,008 0,043 0,044 0,126 0,129 1,38 1,23 1,278 0,595 2,12 1,75 2,215 0,573 0,203 1,89 0,152 0,329 0,099 0,35 0,730 0,621 0,130 0,685 0,268 0,208 0,947 1,341 0,894 3,20 1,62 0,174 0,163 0,092 0,013 0,151 0,148 0,057 0,142 0,080 39.3. РЕАКЦИИ (л. Таб л и ца 39.3 Исходное ядро н D и Be юВ 14N О Ne Спектр ткваитов. ? = 0+1 0 0 0 0 0 — ? испускаемых Число фотонов = 1+2 0 0 0 0 0 100 ? при поглощении тепловых нейтронов различными с энергие) = 2+3 100 0 0 0 0 — 1 Е, Мэв, на 100 поглощенных ? = 3+3 0 0 54 ПО 100 54 — С = 5+7 0 100 40 73 28 0 11 111 нейтронов ? = 7+9 0 0 60 0 60 0 15 0 Е ядрами >9 0 0 0 0 0,8 0 12 0 15) Наибольшая энергия у-квантов, Мэв 2,23 6,24 7,26 6,80 11,43 4,95 10,83 6,60 884
sSi i a S N3 CO tO ! СЛ CO >f* 0ON3 «Э СЭОТСО sas hi II •I- ft II СЛ •I- CO W CO I О О ©WO© О1- О О ООООООО I ©© >¦ tn (л со I >— I ©©>— О© слкз со + <0 ©ооос о ft V 00 00 tJ)"— 00 III
Таблица 39.4 Сечения Мишень ll3Cd 135Хе i4SSm 151Sm i"Eu i-2Eu »MEu 155Eu 155Gd »°7Gd реакции (я, 7) в тепловой некоторых ядер [6] о, бо/?н 21000 ,2,7-Ю6 6-104 9000 9000 5500 1000 140С0 7-104 1.6-105 2600 Мишень 16!>Dy 1бвуь i76Lu 174Hf isiIr 1S8Au 196Hg i"Hg 233Xh 250Q 251Cf области для о, барн 5000 11000 4000 , 1500 1000 35000 3000 2500 1400 1500 3000 ибарн 10' 10 I I | I! 44- tit рл / ¦/bin г- f 1 --tt /Г ЦСг — щ с -1 с - — — ... т Mill 1 1 г в 1 1 HI 1 №1 11 III [Ж U - 39.4. РЕАКЦИИ (Я, я') При неупругом рассеянии захват ядром ^N нейт- нейтрона приводит к образованию составного ядра ^ ' N, которое впоследствии испускает нейтрон с меньшей энергией, чем первоначальный. После эмиссии нейтрона ядро остается в возбужденном состоянии, переход из которого иа основное состояние возможен путем испус- испускания одного или нескольких укВаиТ0В- Неупругое рассеяние нейтронов возможно только в том случае, если энергия нейтрона в (А 4- \IА раз превышает энергию первого (низшего) возбуждённого состояния ядра-мишенн. Как правило, энергия порога с увеличе- увеличением массового числа А уменьшается. Неупругое рассеяние не может быть полностью опи- описано единственным сечением. Если кинетическая энергия нейтрона Е достаточна для возбуждения несколь- нескольких уровней, то возбуждение каждого из них может -— .— - / ' Г" i Ml j 1 Г t-e - ?-- / '- Vit '¦'- ^Р \\V I 1 t J T 1 1,0 10 0,1 1,0 Еп,Мэв Рис. 39.1. Зависимость сечения неупругого рассеяния нейтронов а (п, п') для различных ядер ,. -_,. , - - oi-энергии нейтронов ~ЕП Ц14- 886
ибарн 105Щ I 4 3 2 ц ю2 7е 3 2 Р 10 т 239 щПуП J Pli L ш г Jjf I Ш 1 1 Г \ М- i 7 >:? 6(n,2nJ35U Q39 б(п,2п) Р ¦ II "VV -I "Ж Цд |f 1 II 1 -1 III 1 11 II "ill ЕтМэв Рис. 39.2. Зависимость сечения а неупругого рассеяния (п,п') и реакции (п, 2п) для 236U и 23S Pu от энергии нейт- , , ронов Еп [11]. происходить со своим собственным значением сечения с(Е -*¦ е); здесь е — энергия нейтрона после рассея- рассеяния. Однако измерения дифференциального сечения с(Е -»• е) достаточно сложны, поэтому часто приво- приводятся интегральные сечеиия неупругого рассеяния O;n(E)i которые представляют собой вероятность того, что нейтрон потеряет какое-то количество энергии по- помимо потери, обусловленной отдачей ядра мишени. 39.5. РЕАКЦИИ (п, 2п) Если энергия нейтропа на несколько мегаэлектрон- мегаэлектронвольт превышает порог реакции (п, 2п), то эта реакция, как правило, идет с большой вероятностью. Сеченне реакции (п, 2п) может быть оценено по формуле [4]: а (П, 2п) = а (п, П) [1 — A + е/Т) е~^Г] , где о (п, п)=ь nR2 — сечение первичного испускания нейтрона; R — радиус ядра; е — разница энергий налетающего нейтрона и порога реакции; Т — темпе- температура остаточного ядра. Тяжелые элементы имеют температуру остаточного ядра Т — 1 Мэв, а легкие ядра несколько больше. ' ' Таблица 39.5 Интегральные сечення,«неупругого рассеяния ain(n, И') Представлены сечения неупругого рассеяния нейтро- нейтронов, отвечающие случаям, при которых нейтрон с на- начальной энергией Е имеет после рассеяния энергию меньшую, чем граничная энергия Бгр [7]. Обозначения: Е-*ЕГр — минимальный сброс энергии; сп. дел.—спектр деления. емент Be В С N А! Ti V Fe Ni Си Zn As i ?- Сп. Сп. Сп. Сп. Сп. Сп. Сп. Сп. \ >Егр 14-* 14-* 14-* 14—> 14—>- дел дел дел 14-* Дел дел дел дел , Мэв 3 3 3 з з -*0 -*0 -*0 з -*0 -*0 .-*0 з -*0 дел. -*0 7 7 7 7 7 7 7 7 а; to Ю 0,16+0,07 0,24+0,04 0,28 + 0,04 0,46^0,05 0,624 0,07 0,087 +- 0,032 0,187±0,057 0,224±0,046 1,21+0,03 0,276+0,031 0,276+0,041 0,304+0,043 1,32+0,05 0,305+0,047 1,67 емент т Zt Cd Sn W АН f Pb Bi ?-* Cn. Cn. Cn. Cn. Cn. Cn. Cn. Cn. дел.-*С дел.->0 дел.-*0 14-*3 дел. -*0 дел.-*0 3-*l,5 14-*3 дел. -*0 14-*3 дел.-*0 2,5-*I 14-*3 дел.-*0 e ,7 ,7 ,7 ,7 ,7 ,7 7 ,7 с 0,302 + 0,05D 0,840+0,105 0,658+0.07S 0,66+0,07 0,369+0,050 1,080+0,145 2,4 2,06+0,09 1,00+0,12 2,29+0,04 0,208+0,05 0755 2,28+0,08 0,197 + 0,035 •* Таблица 39.6 Пороги реакции (га, 2и) для различных изотопов [2] ишень =s H Li ~ Be В С N О F > Na Mg Al Si P S Cl к • Ca Ti V Cr Mn A 2 3 6 7 9 10 11 12 14 16 19 23 24 25 26 27 28 29 31 32 34 39 40 46 48 49 51 50 52 53 55 к - ?2 .&§.» m c5 3,34 8,33 6,2 8,2 1,85 9,4 12,6 20,3 11,3 17,3 10,9 12,6 17,1 7,5 11,6 13,2 17,4 8,7 12,6 15,3 11,2 10,2 13,5 16,3 13,6 11,8 8,9 11,4 13,7 12,0 7,9 10,3 ишень Fe Co Ni Cu Zn Ga As Ss Br Sr Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag Cd A t 54 56 57 59 58 61 63 65 64 66 67 68 70 69 71 75 82 79 81 86 87 88 90 91 93 92 97 — 103 109 113 mg? 14,1 11,3 7,9 10,5 11,9 7,6 11,1 10,2 11,9 11,3 7,1 10,3 9,3 10,2 9,2 10,4 9,9 10,9 10,3 9,6 8,5 11,2 12,6 7,3 8,8 13,4 7,2 7,1 9,4 7,1 9,1 6,6 ишень In Sn Sb Те I Cs Ba La Ce Pr Nd Та W Re Ir Pt Au' Hg Ti Pb Bi Th U A 115 118 119 124 121 123 127 133 139 140 142 141 150 181 187 193 194 195 196 197 201 203 205 206 207 208 209 232 238 ft* mg? 9,1 9,2 6,6 8,6 9,3 -^9,4 6,6 9,4 9,1 6,8 8,9 9,1 7,2 9,5 7,4 7,6 6,3 7,3 7,8 9,5 6,1 8,2 8,1 6,3 8,8 ' 7,5 8,3 6,9 7,4 7,4 6,4 6,0 887
Таблица 39.7 Сечения реакции (я, 2л) [5] Продолжение табл. 39 7 Ядро 2Н *Не Li «Be В С N F Na Р С1 Sc Ti V юсг Мп Fe Со 58Nj «зСц Энергия нейтронов, Мэв 6,11 6,55 7,32 8,26 10.2 14,1 90 14 Сп. дел. Ро-а-Ве 14.1 14.1 23 27 12,41 14,1 14,7 17,98 Li+D ?макс = '3,8 14,1 14,1 14,4 17,98 14,4 14,4 Li+D 14,1 14,1 14 Сп. дел. 14,1 14 14,1 14,1 Сп. дел. 13,52 14,09 16,50 19,76 Li+D 12,41 о(п, 2л), мбарн 67 + 7 73+7 88+9 110+10 140±15 190+200 16±1,6 «100 73 ±20 310 ±50 180+2 8±6 44 100 3,03 ±0,75 15 + 4 8,7±0,9 11,5+1.2 1,9 56±7 13,8±2,2 10,9+8,5 74+7,4 5,42±0,4 3,37±0,27 39 520+40 660 ±50 32±3,2 1,5 900±70 180 ±30 500 ±40 870±70 1,2-10~3 13 ±7 [8] 23,5±1,2 [8] 53,3+4,3 [8] 77,4±3,9 [8] 314 186 ±19 [9] 39.6. РЕАКЦИИ С ИСПУСКАНИЕМ ЧАСТИЦ ЗАРЯЖЕННЫХ Из составного ядра, образованного при поглощении нейтрона, могут испускаться заряженные частицы, если энергия возбуждения составного ядра была доста- достаточна для того, чтобы заряженная частица нмела замет- заметную вероятность проникновения через кулоновский барьер. Реакции с испусканием заряженной частнцы на медленных нейтронах обычно экзотермичны, поскольку медленный нейтрон не может сообшить ядру энергию, необходимую для испускания заряженной частнцы из ядра. Ядро в5Си Zn »»Ga «Ga '°Ge ease *>Br «Br Zr Mo Ag Cd iisin Sn Sb isoTe 1 Cs Pr Nd Та «'Re Au Hg Pb Bi U 2S'Np Энергия нейтронов, Мэв 14.74 ч 17,98 ^ 12,06 14,09 16,50 19,76 Li+D 14 14,8 14,5 Сп. дел. Li + D 14,8 14,5 14.5 14,1 14.1 14 14 13,3 19.76 14 | 14 1 14.5 14,5 14 14,4 14,4 14,1 14,8 14,1 14 14 14,1 14,1 Сп. дел. 14.5 а(п, 2п), мбарн 507 ±45 836 ±75 504 ±25 906±36 х 997 ±56 986 ±49 9] 9 10] 10 10 10 -190 ' 330 ±60 1070±110 2180±220 1,5 369 1500±500 1140±300 828 ±170 1250±90 1590 ±120 770 ±80 890±20 1428±71 1360±140 1040±20 1520±200 599±120 1120±400 1600 ±250 1801 ±130 2410±200 2640±200 1675 ±170 2600±200 1900+300 2300±190 2710±200 2600+190 П,7±3 390 Таблица 39.8 Реакции иа медленных нейтронах с образованием заряженных частиц [4. 6] Реакция 3Не+л •Li + п 'Ве + B + n "N + п "O + rt 33S+n - 36С1 + п 23Na * 3H + р + ¦ т + а + > 'Li + р + 'Li + а + 14С+р + 36S+p - - 23Ne + p 0,764 Mae 4,785 Мэв 1,65 Мэв 2,791 Мэв 0,626 Мэв 1.72 Мэз 0,75 Мэв 0,62 Мэв Mg + n "Al + n 28Si + n + n "О ¦ Г 28 Al + p — siSi + р — • 3«S+p - 54Mn + p— 2,93 Мэв 4,734 Мэв 1,835 Мэв 3,857 Мэв 0,694 Мэв а (kT), барн 5400 945 51000 3837 1,75 0,5 0,002 0,3 0,0007* 0,001* 0,0028* 0,004* 0,019* 0,00024* 0,011* Для нейтронов спектра деления. 888
4 иНари 4 3 2 10s 4 3 ? 10 | 3 2 4- d / / / ff- 17 /t // / t / 4i m 3\ 1 -—! Sj s \ \ 1, N \ 10 12 Н а 16 Еп,Мэ6 Рнс. 39.3. Завнсимость сечення а реакции (п, р) для различных ядер от энергии нейтронов Еп: а: 1 — 16О(п, pI6N [12]; 2 — leF(n, p)lsO [27]; 3 — MMg(«, pJ<»Na [25, 13]; 4 — 14N(n, pI4C [4]; 3 ? 102 I 3 2 10 76 5 3 2 3~i \l 4. I I — > / I / JU f - -f- / / / V к i ' ¦ ' — ¦* Л i— 3- > s 8 10 6 12 14 16Еп,Мзе 5 — 58Ni (л, рM8Со [25]; 6 — 2'Al(n, pJ7Mg [25]; 6: 1 — 28Si (n, pJ8Al[14]; 2 — 31P (n, pK1Si [25,15]; 3 — ^Sin, pfsp [25, 16]; 4 — 56Fe (n, pN6Mn [25, 17]. .4 H-i 1 * 1 • Щ ¦-Ц ¦/¦ \ 4 ¦5 "j 4 1 4 / -* •s h N —. sT *• 1. ¦^ = F s •- 0 2 4 '"~6 8 10 '12 Щ 16 ЕП}Мзб a мбарн 10 I ft 2 \ / н 1 \J kJ 6 б Еп,Иэб Рис. 39.4. Зависимость сечення а для различных реакций и ядер от энергии нейтронов Е„: а: 1 — 6Li(n, p)sH [26]; 2 — 8Be(n, a)"He[18—20]; 3— 10B(n, <z)'Li [24]; 4— 10B(«, 2аKН [21,22]; 5 — иА1(п, a)MNa [15, 23, 25]; б: 1 — 18F(n, aI6N[27]; 2 — 14N(n, a)uB [4]; 3 — ^Sfn, a)MSi [16]. 39.7. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОГОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ N(E); a0 — сечение на «плато». Эти величины связаны НЕЙТРОНОВ соотношениями: В табл. 39.9—39.11 приведены ?„* — эффективный " " порог детектора нейтронов; Еп - пороговая энергия; J ^« a — сечение реакции, усредненное по спектру деления dE = °» J N{E)dE = *\ N (Б) d?. ?п 889
Характеристики пороговых детекторов, реакция (и, р) [25] Таблица ЗЭ.9 Элемент Фосфор Сера Никель Железо Алюми- Алюминий Железо Магний Ядро-мишеиь (содержание нуклида, %) 31Р( 100) 32S(95) ^N1F8) MFeE,82) 27А1A00) 5<sFe(91,6) 24MgG8,8) Продукт реакции (период полурас- полураспада) 31Si A57 мин) 32РA4,2 дня) 68Со G2 дня) 64МпB90 дней) 27Mg(9,393 мин) 5вМпA54,5жкн) 24Na 14,97 ч Мэв 0,716 0,954 — 1,89 2,95 4,9 мбарн 140 350 600 400 80 130 200 ?зф, Мэв 3,0 3,2 3,45 3,75 5,30 7,70 8,00 мбарн 30 66 100 53 3,5 0,97 1,2 Материал, из которого изго- изготовлен детектор Фосфорсодер- Фосфорсодержащее стекло Таблетки, со- содержащие серу Металличе- Металлический никель Металлическое железо Металлический алюминий Металлическое железо Металлически? магний Виц радио- актив- активности Р- Р- Т(э.з.) 7.Р- 7.Р- т.Р- Побочные активности (по- (пороговая энергия, Мэв; период полураспада) 30Р A2,7; 2,6 мин) 28А1 B,0; 2,3 мин) 29А1 A3,6; 6,6 мин) sap (тепловая энергия; 14,2 дня) S3P (8,7: 25 дней) s»Si( 1,32; 157 мин) S6S (тепловая энергия; 87 дней) 5'Ni A2,0; 36 ч) «Со @,5; 1,65 ч) 5eNi (тепловая энергия; 2,56 ч) 61Сг B7,8 дня) s'MnB,95; 154,5 мин) 28А1(тепловая энергия; 2,3 мин) 24Na{3,26; 14,97 ч) "СгB7,8 дня) 54МпB90 дней) — э.з. — электронный захват. Таблица 39.10 Элемент i- Родий Индий Алюми- Алюминий 1 Медь Медь Никель Характеристики пороговых детекторов, реакции Ядро-мншень (содержание нуклида, %) Тип реакции 1€SRhA00) (п. п') 1161п (95,8) (п. «') 27А1A00) (П, а) <*CuC0,9l) (п, 2п) e3CuF9,09) (п, 2п) 68NiF8,0) (п, 2п) -> . Продукт реакции (период полураспада) l03mRh E7 мин) 115Ш1п D>5 Ч) 2«Na A4,97 ч) "СиA2,8 ч) 62Си(9,8 мин) 5'NiC7 ч) Мэв 0,040 0,335 3,26 10,1 10,9 12,0 мбарн 1500 350 120 1000 800 80 ?ЭФ> Мэв 0,9 1,65 8,15 1 lj7 13,2 14 а, мбарн 1093 171 0,61 0,31 0,073 4-Ю-3 Я, И'), (И, а) И Материал, из которого изго- изготовлен детектор Металлический родий Металлический индий Металлический алюминий Металлическая медь ¦ Металлическая медь Металлический никель (и, 2п) [25] Вид радио- актив- активности Т. е~ Т.е- 7.Р- Побочные активности (пороговая энергия, Мэв; период полураспада) 104mRh (тепловая энер- энергия; 4,4 мин) 10i!Rh(9,5; 210 дней) пет jn (тепловая энер- энергия; 54,1 мин) цзт 1П(О,393; 1,7 ч) 113 Ag (9,5; 5,3 ч) 112 Ag C,4 ч) 27Mg(l,89; 9,39 мин) б!СоA0,5; 1,65 ч) 66Ni B,56 ч) e4Cu (тепловая энергия; 12,8 ч) б°тСоA0,5 мин) 66Си (тепловая энергия; 5,1 мин) б2СоA3,9 мин) 66NiB,56 ч) б1СоA,65 ч) 66Ni(тепловая энергия; 2,56 ч) eiCo@,5; 1,65 ч) 890
Таблица 39.11 Характеристики пороговых детекторов деления [14] Нуклид 234(J 237Np 236 U 232Xh 238(J Еп, Мэв -0,3 -0,4 ~0,7 -1,3 -1,3 cOr мбарн 1500 1500 850 140 606 ?ЭФ, Мэв П 0,62 0,87 1,25 1,40 1,55 а, мбарн 1200 1Ю0 520 28 310 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ '¦ 1. Основные формулы физики. Под ред. Д. Мензела. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1957. 2. Экспериментальная ядерная физика. Под ред, Э. Сегре. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1955. 3. Сосновский А. И., Спивак П. Е. В кн.: «Физичес- «Физические исследования». М., Изд-во АН СССР, 1955, с. 235. 4. Кертис Л. Введение в нейтронную физику. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1965. 5. Гордеев И. В., Кардашев Д. А., Малышев А. В. Ядерно-физические константы. М., Госатомиздат, 1963. 6. Вейнберг А., Вигиер Е. Физическая теория ядерных реакторов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 7. Физика ядерных реакторов. Под ред. И. А. Стен- бока. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1964. 8. Rayburn L. A. "Phys. Rev.", 1961, v. 122. p. 168. 9. Ferguson J. M., Thompson W. E. "Phys. Rev." 1960, v. 118, p. 228. . . 10. Prestwood R. J., Bayhurst B. P. "Phys. Rev.", 1961, v. 121, p. 1458. 11. Schmidt J. J. Neutron Cross Sections for Fast Reac- Reactor Materials. Karlsruhe, 1962. 12. De Juren I. A., Stoksberry R. W., Wallis M. "Phys. Rev.", 1962, v. 127, p. 1229. 13. Cohen A. V., White P. H. "Nucl. Phys.", 1956, v. 1, p. 73. 14. Marion J. В., Brugger R. M., Chapman R. A. "Phys Rev.", 1956, v. 101, p. 245. 15. Grundl J. A. e. a. "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 425. 16. Allen L. e. a. "Phys. Rev.", 1957, v. 1C7, p. 1363. 17. Terrell J., Holm D. M. "Phys. Rev.", 1958, v. 109 p. 2031. 18. Stetson P. H., Campbell E. С "Phys. Rfev.", 1957 v. 106, p. 1253. 19. Bass R. e. a. "Nucl. Phys.", 1961, v. 23, p. 122 20. Battat M. E., Ribe F. H. "Phys. Rev.", 1953, v. 89 p. 80. 21. Frye G. M., Gamneel J. H. "Phys. Rev.", 1956, v. 103, p. 328. 22. Wymak M. E. e. a. "Phys. Rev.", 1958, v. 112, p. 1265. 23. Schmitt H. W., Halpern J. "Phys. Rev.", 1961, v. 121, p. 827. 24. Bichsel H., Bonner T. W. "Phys. Rev.", 1957, v. 108, p. 1025. 25. Бекурц K.t Виртц К. Нейтронная физика. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1968. 26. Murrey R. В., Schmidt H. W. "Phys. Rev." 1959 v. 115, p. 1707. 27. Smith D. M., Bostrom N. A., Hudspoth E. L. "Phys Rev.", 1960, v. 117, p. 514. ГЛАВА 40 РЕАКЦИИ, ПРИВОДЯЩИЕ К ОБРАЗОВАНИЮ НЕЙТРОНОВ 40.1. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ НЕЙТРОНОВ Для получения нейтронов обычно используют раз- различные ядерные реакции, в которых участвуют ядра со слабосвязанными нейтронами. Как правило, в этих ре- реакциях образуется сначала возбужденное промежуточ- промежуточное ядро с энергией возбуждения, равной сумме энер- энергии связи и кинетической энергии (в системе центра Таблица 40.1 Энергия связи Есв последнего нейтрона в легких ядрах [7] Ядро ад зн 3Не "Не 6 Не «Li 7Li "8Li «Be . 9Be i°Be 9В i°B «В "С ?св, Мэв 2,225 6,258 7,719 20,577 —0,956 5,663 7,253 2,033 18,896 1,665 6,814 18,575 8,440 11,456 13,092 Язро 12С 13С i*C 13N "N 15N «>N 15Q мо i'O 18О 18F 19F 20p ?св, Мэв 18,720 4,937 8,176 20,326 10,553 10,834 2,500 13,222 15,669 4,142 8,047 9,141 10,442 6,599 масс) налетающей частицы, которая может быть у-кван- том, протоном или а-частицей. Если энергия возбужде- возбуждения больше энергии связи «последнего нейтрона» в промежуточном ядре, то вероятность излучения нейт- нейтрона достаточно велика. 40.2. РЕАКЦИИ G, я) Фотонейтронные источники. Лишь для двух ядер, 2Н и 9Ве, можно подобрать радиоактивные излучатели Y-квантов, такие, у которых энергия Y-квантов Е~/ была бы выше порога Еп реакции (y, ft)- Поэтому все радиоак- радиоактивные (у, «)-источники содержат в качестве материала мишени дейтерий или бериллий [2]. Сечения реакций (Y, ft) приведены на рис. 40.1. В принципе (за исключени- исключением разброса из-за различия в направлениях Y-квантов и испускаемых нейтронов) радиоактивные фотонейтрон- фотонейтронные источники позволяют получить моноэнергетические нейтроны- Энергия фотонейтронов может быть оценена из [2]: Ен=. А — 1 E\ A I. i 1862 (Л—1) где A — масса ядра мишени; ?H, E~j и Я„, Мае; Г 2(А~1)(Е1 — Еп) Т/« Ь = . cos 6 931 Л3 О — угол между направлениями -^-кванта и испускаемого нейтрона. 891
Таблица 40.2 Энергии Е„ порогов (у, ») реакций [1. 4] Ми- шеиь н Li Be В С N О F Na Mg Al Si P S Cl kr К z& 3c ri V Zx Mn Fe ¦*~ Zo Mi Z\x Zn 3a 3e \s зе Br Rb ЗГ У A 2 3 6 7 9 10 11 12 14 16 19 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 34 35 37 40 39 40 44 45 46 49 51 50 52 53 55 54 56 57 59 58 60 63 65 64 66 67 68 70 69 71 73 75 82 79 81 85 87 86 87 88 89 ?„. Mas 2,226+0,003 6,25+0,01 5,35+0,20 7,15+0,07 1,666+0,002 8,55+0,25 11,50+0,25 18,7+0,1 10,54+0,1 16,3 + 0,4 10,4 + 0,3 12,05+0,2 16,4+0,2 7,25+0,2 11,15+0,2 12,75+0,2 16,8+0,4 8,45+0,2 10,6 [2] 12,2+0,2 14,8+0,4 10,85+0,2 12,66+0,04[3] 10,307+0,038 9,8 [2] 13,2+0,2 15,9±0,4 П.4 [2] 12,0 [2] 13,3+0,2 8,7+0,3 ll,15±0,2 13,4+0,2 11,80+0,25 7,75±0,2 10,1+0,2 13,8+0,2 11,15+0,25 7,75+0,2 10,25±0,2 11,7+0,2 11,6 [2] 10,9+0,2 10,0±0,2 ll,7±0,2 ll,15±0,2 7,0±0,2 10,15+0,2 9,2+0,2 10,10±0,2 9,05+0,2 6,58+0,16 [5] 10,259+0,031 9,8+0,5 10,65+0,2 10,130+0,035 10,65+0,08 9,93+0,07 9,50+0,2 8,40±0,2 11,15+0,2 <11,59+0,08 Ми- шеи ь Zr Nb Mo Rh Ag Cd In Sn Sb Те I Os Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Та W Re Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Th U A 90 91 93 92 97 103 107 109 113 115 118 119 124 121 123 125 127 133 137 139 140 142 141 145 150 149 151 153 157 159 163 165 167 169 173 175 177 179 180 181 183 186 187 193 194 195 196 197 199 201 202 203 205 206 207 208 209 232 238 En. Mae 12,48+0,15 7,2+0,4 8,78 + 0,06 13,28+0,15 7,1+0,3 9,35+0,2 9,353+0,034 9,196±0,026 6,5±0,15 9,05 ±0,2 9,10±0,2 6,55+0,15 8,50+0,15 9,31+0,06 8,98+0,05 6,56+0,06 9,135+0,022 8,988+0,033 6,949 ±0,038 8,775+0,025 9,05+0,2 7,15+0,2 9,361 ±0,023 <6,38+0,16 7,40+0,2 6,45+0,16 8,04+0,11 8,65+0,13 6,39+0,11 8,141+0,039 6,32+0,11 8,16+0,08 6,64+0,08 8,11 ±0,05 6,50+0,08 7,88±0,08 6,692±0,034 6,31 ±0,07 7,85+0,11 7,640+0,025 6,29+0,05 7,28±0,06 7,18+0,08 7,79±0,05 9,50±0,2 6,205±0,04 8,29±0,14 8,057±0,022 6,59±0,09 6,21 ±0,07 7,60+0,13 8,80±0,2 7,515±0,029 8,09±0,07 6,790+0,023 7,404±0,028 7,432+0,010 6,35+0,04 5,97±0,10 мбарн 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 \f\ I 4 k— 'Be / / / A top) / \ (/,p») 1,6 2fi 2,4 2,8 10 15 20 ZS Энергияу-кбантоб ,Мзб x Рис. 40.1. Завнснмость сечений реакцнн a (f, n) для дей- дейтерия, бериллия н MMg [2]. Стрелками показано рас- расположение порогов для различных фотондерных реакцнй на MMg. Таблица 40.3 Характеристики фотонейтронных источников [2, 6] Обозначении:-Т1,; —период полураспада; Е —энергии •у-квантов; Еп — средняя энергия нейтронов; / — стан- стандартный выход нз мишени массой 1 г, находящейся на расстоянии 1 см от источника fKBaHT0B c активностью 1 кюри Источник a4Na + Be «4Na + DaO «Mn + DaO «Mn + Be 7aGa + Be 'sCa + DaO ззу + Be ззу+D "«In + Be ^"Sb + Be i40La + Be i*>La + DaO aa8Ra + DaO 223Ra + Be Ra + Be Ra + DaO Tij2 14,8 ч 14,8 ч 2,59 ч 2,59 ч 14,1 ч 14,1 ч 87 дней 87 дней 54 мин 60 дней 40 дней 40 дней 6,7 лет 6,7 лет 1620 лет 1620 лет ?т , Мэв 2,76 2,76 2,7 1,81; 2,13; 2,7 1,87; 2,21; 2,51 2,51 1,9; 2,8 2,8 1,8; 2,1 1,7 2,50 2,50 2,62 1,80; 2,62 1,69; 1,75; 1,82; 2,09; 2,20; 2,42 2,42 Еп, Мэв 0,83 0,22 0,22 0,15; 0,30 0,2 0,13 0,158 -0,31 0,30 0,024 0,62 0,151 0,197 0,827 0,12 I 1 -О | 1 сек 14 29 0,31 2,9 5,9 6,9 10 0,3 0,82 19 0,3 0,8 9,5 3,5 3,0 0,1 892
Максимальное сечение смакс реакции и положение пика ?Макс [2] Таблица 40.4 я) Мишень Li 16Q 14N *Mg 25Mg 29Si sip Cl 40Ar 40Ca eiy Cr Ni Br 36Sr 8<*Sr 89y »°Zr »iZr Та Pa Bi 17,5 22,5 24,2 24,2 20 20 15 19 19 20 19,5 17,7 19,7 16,5 16,0 16,0 16,8 16,3 16,4 16,3 15 13,7 14,2 "макс мбаР" 4 8,3 11,4 2,8 8,5 16 23 16,6 33 38 15 100 105 50 175 155 200 190 180 200 630 810 920 Таблица 40.5 Образование фотонейтронов в О2О под действием долгоживущих продуктов деления a35U [8] Период полураспада 53 ч 4,4 ч 1,65 ч 27 мин 7,7 мин 2,4 мин 41 сек 2,5 сек Полное количество фотонейтронов на один нейтрон деления Число фотонейтро- иов иа один нейтрон деления. 10~4 0,0106 0,033 0,241 0,214 0,346 0,728 2,11 6,73 10.41 J 1 I 1 / f f бомбардировке толстой урановой мишени электронами с энергией 40 Мэв выход иейтронов составляет —10м нейтрон/сек при токе электронов 1 ма [7]. 1 0 5 10 15 20 25 Ее,Мэв Рис. 40.2. Зависимость вы- выхода иейтронов из толстой урановой мишени от энер- энергии бомбардирующих элект- электронов Ее [7]. 18 1\ 1 Л \ \ ч ¦м ¦ i 2 4 Si Источники иейтронов на основе тормозного излуче- излучения электронных ускорителей. При соударении быстрых электронов с ядрами мишени возникает интенсивное тормозное излучение. Если энергия у-квантов Е^ тор- тормозного излучения превосходит энергию связи нейтро- нейтронов, в ядрах вещества мншени, то могут быть получены нейтроны в результате реакции (V. ")• Выход нейтронов быстро растет с увеличением энергии электронов. При Рис. 40.3. Спектр фотонейтро- фотонейтронов, испускаемых висмутом при облучении if-квантами тормоз- тормозного излучения с ? == 22 Мэв [2]. Сплошная кривая — рас- расчет, точки — эксперимент. 40.3. РЕАКЦИИ (р. п) Реакции (р, п) широко используются для получения моноэнергетических нейтронов. Этому способствуют низкие значения порога реакции Еп и большие выходы нейтронов. Наиболее распространенные реакции (р, п) [71: SH +р -> 3Не + п — 0,764 Мэв, 7Li + р -> »Ве + п — 1,646 Мэв. Прн энергиях протонов Ер > 2,378 Мэв возможна реакция 'Li + р -> 7*Ве -f- я — 2,076 Мэв; I "Be + f + 430 кэв. Доля реакции 7Li + p-»• 7*Ве составляет —10% основ- основной реакции: «Sc + р -* «Ti -f- и — 2,840 Мэв; «V -t- р -* "Cr -tn — i ,536 Мэв. 893
d6(p,n) dSi >' мВарн стер 10 d.6 20 40 60 80 ioo eL,, Ер, Мэв Рис. 40.4. Зависимость дифференциального сечения do/dQ реакции Т(р, пKНе в лабораторной системе коор- координат [24, 271. Угол разлета нейтронов 6L и энергия протонов (кэв) относятся к лабораторной системе коор- координат. Рис. 40.5. Зависимость дифференциального сечения do/dQ реакций 7Li(p, nOBe [21] и 7Li(p, «O*Be Я* = = 430 кэв [21]. Угол разлета нейтронов 6L и энергия протонов Яр относятся к лабораторной системе коор- координат. ЕР, 1 11 10 9 8 7 6 5 4 J 2 ft \ \ Рис. 40.6. Зависимость выхода нейт- нейтронов в реакции 7Li(p, п)'Ве в направ- направлении вперед от энергии протонов Ер [2]. 2,0 2,4 2,8 3,2 Ер,Мэ5 894
мбарн I 5 3 2 10 76 5 3 2 10 1 П " r\ -2\ V. J/ 4= / / 3 — / t / 1 / / / ¦3 / ""¦-. f- - —•— Мэв 10 0,1 10 -1 0 1 3 4 5 6 7 Ер1Мэ6 10 ,-2 — 1 м т - > — ^— ** в ~. ^—^_ 0 4 6 Е,Мэ8 Рис. 40.7. Зависимость сечения а от энергии про- протонов Е„ для реакций: / — Т(р, пKНе [20, 24]; 2 — 7Li(p, nO Be [2, 20]; 3 — 7Li(p, nO*Be (Я* = 430 кэв) [21]; 4 — 9Вф, п)9В [22]. мбарн стер 30 20 10 0 *- °Ве{р,пKВ ' ^х-х-> / / > : х Л О <-х'Л * • - Рис. 40.8. Зависимость энергии Еп нейтронов, испус- испускаемых под углом 6L [2], от энергии бомбардирующей частицы Е в различных реакциях: / — 3H(d, nLHe, 6L = 0°; 2— 3H(d, «LHe, BL= 180°; 3 — 7Li (p, nO Be, bL ^ 0°; 4— 7Li(p, nOBe, 6L=180°; | 5 — sH(p, nKHe, 6L =0"; 6— 3H(p,nf He, 6L= 180°. Таблица 40.6 Значения пороговой энергии Еп реакции (р. п) 2,0 2,5 3,0 4,0 4,5 Ер,Мэ8 Рис. 40.9. Зависимость дифференциального сечения da/dQ реакции 9Ве(р, п)9В для различных углов вылета нейтронов 6lb лабораторной системе координат от энергии протонов Ер [18]. ишень "?. Н Li Be В С N О F Na tog Al Cl Ar Sc Ti V Cr Mn 2 3 7 9 10 11 12 13 14 15 18 19 23 25 27 37 40 45 48 51 52 55 En, Мэв 3,339±0,015 1,019+0,001 1,882+0,002 2,059+0,002 4,835+0,025 3,015+0,003 20.1+0,1 3,236 + 0,003 0,664^ 0,009 3,7808+0,0011 2,590i 0,004 4,233+0,002 5,0531 0,010 5,289+0,025 5,800+0,008 1,640+0,004 2,390+0,010 2,908 Ю.004 4,905h-0,010 1,562+0,006 5,4 1,034+0,002 <тература ^ [1 [1 П [1] 1 1 1 [1] [' [1] [10] [10 И [11 [12 [13 [14 [2 [15] кшень ¦g, Fe Co Ni Cu Zn Ga As Se Br Rb Sr Y Zr Ru Cd Cs Ce 56 59 60 61 64 63 65 66 67 68 70 69 75 77 79 87 88 89 90 99 101 111 114 133 142 Еп, Мэв 5,451 i 0,010 1,895 t 0,005 2,8 2,8 2,4 4,123+0,008 2,170 н 0,005 5,9 1,805 i 0 005 3,762+0,005 1.457H 0,002 4,0 1,669+0,002 2,175+0,004 2,7 2,0 4,457+0,010 3,6 7,0 2,4 1,4 1,6 3 0 i!o 3.5 !тература [12] [16J [2J 2 [2 [11] [11] 12] [161 [16] 115] [15] [17] [2] [2 [121 [2] [2] [2 [1 [2 [2] 895
Таблица 40.7 Энергия иейтронов. образующихся в реакции Т (р, я) sHe Энергия иейтронов Еп, Мэв, представлена в зависимости от энергии налетающих протонов Ер и угла вылета нейтронов bL в лабораторной системе координат. Массы покои участвующих в реакции частиц равны соответственно: Т — 3,0170050 а. е. м.; г— 1,0081450 а. е. м.\ 3Не — 3,0169860 а. е. м.; п — 1.0089861 а. е. м. 6, град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 по 120 130 140 150 160 170 180 •l. град V 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 i.i 0,2238 0,2217 0,2154 0,2051 0,1910 0,1535 0,1067 0,0528 — — — 2,3 1,5067 1,5015 1,4862 1,4611 1,4268 1,3339 1,2155 1,0817 0,9425 0,8070 0,6825 0,5735 0,4819 0,4075 0,3490 0,3041 0,2706 0,2466 0,2306 0,2214 0,2184 1.2 0,3497 0,3474 0,3406 0,3294 0,3143 0,2739 0,2242 0,1710 0,1203 0,0773 0,0454 0,0251 0,0139 0,0082 0,0053 0,0037 0,0028 0,0023 0,0020 0,0019 0,0018 2,4 1,6082 1,6028 1,5868 1,5604 1,5243 1,4266 1,3022 1,1612 1,0143 0,8712 0,7392 0,6233 0,5255 0,4459 0,3830 0,3346 0,2984 0,2724 0,2549 0,2449 0,2416 1,3 0,4643 0,4617 0,4542 0,4418 0,4250 0,3799 0,3241 0,2634 0,2039 0,1508 0,1074 0,0749 0,0522 0,0372 0,0275 0,0213 0,0173 0,0148 0,0132 0,0124 0,0121 2,5 1,7096 1,7039 1,6871 1,6595 1,6217 1,5193 1,3887 1,2406 1,0861 0,9353 0,7959 0,6732 0,5693 0,4845 0,4172 0,3653 0,3264 0,2983 0,2785 0,2687 0,2651 ¦И 0,5741 0,5713 0,5630 0,5493 0,5308 0,4809 0,4188 0,3504 0,2823 0,2199 0,1669 0,1248 0,0934 0,0708 0,0552 0,0445 0,0372 0,0324 0,0294 0,0277 0,0272 2.6 1,8109 1,8050 1,7874 1,7585 1,7190 1,6118 1,4751 1,3199 1,1578 0,9993 0,8526 0,7230 0,6131 0,5231 0,4515 0,3961 0,3544 0,3244 0,3042 0,2925 0.2887 1,5 0,6814 0,6783 0,6692 0,6543 0,6339 0,5792 0,5107 0,4348 0,3584 0,2871 0,2252 0,1746 0,1354 0,1062 0,0851 0,0702 0,0597 0,0527 0,0481 0,0456 0,0448 2.7 1,9119 1,9058 1 ,8874 1,8573 1,8160 1,7041 1,5613 1,3991 1,2295 1,0633 0,9092 0,7728 0,6569 0,5617 0,4858 0,4269 0,3826 0,3506 0,3290 0,3165 0,3125 Энергия протонов ? 1,6 0,7869 0,7836 0,7737 0,7575 0,7354 0,6759 0,6010 0,5177 0,4331 0,3534 0,2831 0,2245 0,1781 0,1427 0,1164 0,0974 0,0839 0,0746 0,0686 0,0652 0,0641 2.8 2,0131 2,0066 1,9875 1,9561 1,9131 1,7965 1,6475 1,4783 1,3011 1,1273 0,9658 0,8227 0,7007 0,6004 0,5202 0,4579 0,4109 0,3768 0,3539 0,3406 0,3363 1.7 0,8914 0,8878 0,8772 0,8597 0,8358 0,7715 0,6903 0,5997 0,5070 0,4190 0,3406 0,2744 0,2210 0,1796 0,1485 0,1256 0,1091 0,0976 0,0901 0,0859 0,0845 2.9 2,1139 2,1072 2,0873 2,0547 2,0100 1,8886 1,7336 1,5573 1,3725 1,1911 1,0223 0.8725 0,7446 0,6391 0,5546 0,4889 0,4392 0,4032 0,3788 0,3648 0,3602 1.8 0,9951 0,9912 0,9798 0,9610 0,9354 0,8663 0,7789 0,6809 0,5804 0,4843 0,3979 0,3243 0,2642 0,2171 0,1812 0,1544 0,1350 0,1214 0,1124 0,1073 0,1057 3.0 2,2148 2,2079 2,1872 2,1533 2,1068 1,9808 1,8196 1,6363 1,4440 1,2549 1,0789 0,9223 0,7884 0,6778 0,5891 0,5199 0,4676 0,4296 0,4039 0,3891 0,3842 1.9 1,0982 1,0941 1,0818 1,0618 1,0344 0,9605 0,8668 0,7616 0,6533 0,5492 0,4550 0,3740 0,3075 0,2548 0,2142 0,1837 0,1614 0,1457 0,1353 0,1294 0,1274 3.1 2,3155 2,3083 2,2869 2,2517 2,2036 2,0728 1,9056 1,7152 1,5154 1,3188 1,1354 0,9721 0,8323 0,7166 0,6237 0,5510 0,4960 0,4560 0,4290 0,4134 0,4083 2,0 1,2008 1,1964 1,1835 1,1622 1,1330 1,0543 0,9545 0,8421 0,7259 0,6139 0,5120 0,4240 0,3511 0,2928 0,2476 0,2135 0,1884 0,1705 0,1587 0,1519 0,1497 3,2 2,4164 2,4089 2,3867 2,3503 2,3004 2,1649 1,9916 1,7942 1,5868 1,3826 1,1920 1,0219 0,8762 0,7554 0,6582 0,5822 0,5245 0,4826 0,4542 0,4378 0,4324 2,1 1,3030 1,2983 1,2846 1,2620 1,2312 1,1477 0,0417 0,9221 0,7982 0,6784 0,5689 0,4738 0,3946 0,3309 0,2812 0,2435 0,2155 0,1956 0,1824 0,1748 0,1723 3,3 2,5169 2,5092 2,4863 2,4486 2,3970 2,2568 2,0774 1,8730 1,6581 1 ,4463 1,2484 1,0717 0,9201 0,7942 0,6928 0,6134 0,5531 0,5091 0,4794 0,4622 0,4566 2,2 1,4050 ,4001 ,3856 ,3617 ,3291 ,2409 ,1287 .0020 0,8704 0,7427 0,6257 0,5236 0,4382 0,3691 0,3150 0,2737 0,2429 0,2210 0,2063 0,1979 0,1952 3,4 2,6177 2,6097 2,5860 2,5470 2,4937 2,3488 2.1633 ,9518 ,7295 ,5101 ,3050 .1216 0,9640 0,8331 0,7274 0,6446 0,5816 0,5358 0,5047 0,4867 0,4808 896
•l. град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 SO 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 bL' град 0 5 10 15 20 30 40 50 3,5 2,7181 2,7099 2,6854 2,6452 2,5902 2,4406 2,2491 2,0306 ,8007 ,5738 ,3614 ,1714 ,0079 0,8719 0,7621 0,6759 0,6103 0,5624 0,5300 0,5112 0,5051 4,7 3,9229 3,9116 3,8780 3,8227 3,7470 3,5410 3,2767 2,9742 2,6546 2,3373 2,0384 1,7689 1,5351 1,3389 1,1790 1,0524 0,9553 0,8841 0,8356 0,8074 0,7982 5,9 5,1255 5,1111 5,0684 4,9980 4,9017 4,6394 4,3023 3,9159 3,6 2,8188 2,8103 2,7850 2.7436 2,6868 2,5325 2,3349 2,1093 ,8720 ,6375 ,4179 ,2212 ,0518 0,9108 0,7967 0,7071 0,6389 0,5891 0,5553 0,5357 0,5293 4,8 4,0233 4,0117 3,9773 3,9208 3,8434 3,6327 3,3623 3,0528 2,7257 2,4009 2,0948 1,8187 1,5790 1,3778 1,2137 1,0838 0,9841 0,9110 0,8611 0,8322 0,8227 6.0 5,2257 5,2111 5,1676 5,0960 4,9979 4.7309 4,3878 3,9944 3,7 2,9192 2,9105 2,8845 2,8418 2,7833 2,6243 2,4206 2,1881 ,9432 ,7012 ,4743 ,2710 ,0957 0,9497 0,8315 0,7385 0,6676 0,6158 0,5807 0,5603 0,5537 4,9 4,1234 4,1116 4,0765 4,0187 3,9396 3,7242 3,4477 3,1312 2,7967 2,4645 2,1512 1,8685 1,6230 1,4168 1,2486 1,1153 1,0130 0,9379 0,8867 0,8570 0,8472 6,1 5,3258 5,3109 5,2666 5,1938 5,0940 4,8223 4,4731 4,0728 Продолжен ие та б л . 40.7 Энергия протонов Е„, Мэв 3,8 3,0198 3,0108 2,9840 2,9400 2,8798 2,7161 2,5063 2,2668 2,0144 1,7649 1,5308 1,3208 1,1397 0,9885 0,8661 0,7698 0,6963 0,6426 0,6061 0,5849 0,5780 5,0 4,2237 4,2116 4,1757 4,1167 4,0358 3,8157 3,5332 3,2097 3,8677 2,5280 2,2075 1,9182 1,6669 1,4556 1,2833 1,1467 1,0418 0,9648 0,9123 0,8817 0,8717 6,2 5,4260 5,4109 5,3658 5,2917 5,1902 4,9138 4,5586 4,1512 3,9 3,1201 3,1109 3,0833 3,0381 2,9762 2,8078 2,5920 2,3454 2,0856 ,8285 ,5872 ,3706 ,1836 ,0274 0,9008 0,8011 0,7250 0,6693 0,6315 0,6096 0,6024 5,1 4,3240 4,3117 4,2750 4,2147 4,1321 3,9074 3,6188 3,2883 2,9388 2,5915 2.2638 1,9680 1,7108 1,4946 1,3181 1,1781 1.0707 0,9917 0,9378 0,9066 0,8963 6,3 5,5262 5,5108 5,4650 5,3897 5,2864 5,0053 4,6440 4,2297 4,0 3,2206 3,2111 3,1828 3,1363 3,0727 2,8996 2,6777 2,4241 2,1568 ,8922 ,6436 ,4204 ,2275 ,0663 0,9356 0,8325 0,7537 0,6961 0,6569 0,6342 0,6268 5,2 4,4242 4,4116 4,3741 4,3126 4,2283 3,9988 3,7042 3,3667 3,0098 2,6550 2,3202 2,0178 1,7548 1,5336 1,3529 1,2096 1,0996 1,0187 0,9635 0,9314 0,9209 6,4 5,6263 5,6107 5,5640 5,4875 5,3825 5,0967 4,7294 4,3080 4,1 3,3209 3,3112 3,2821 3,2344 3,1690 2,9912 2,7632 2,5027 2,2279 1,9558 1,7000 1,4702 1,2714 1,1052 0,9703 0,8638 0,7825 0,7229 0,6824 0,6589 0,6512 5,3 4,5245 4,5116 4,4734 4,4106 4,3246 4,0904 3,7897 3,4453 3,0808 2,7186 2,3766 2,0675 1,7987 1,5725 1,3877 1,2411 1,1284 1,0456 0,9891 0,9562 0,9455 6,5 5,7265 5,7106 5,6633 5,5854 5,4787 5,1882 4,8148 4,3865 4,2 3,4214 3,4114 3,3816 3,3326 3,2655 3,0830 2,8489 2,5814 2,2991 2,0194 ,7565 ,5200 ,3154 ,1442 ,0051 0,8952 0,8113 0,7497 0,7079 0,6836 0,6757 5,4 4,6246 4,6115 4,5725 4,5085 4,4207 4,1819 3,8751 3,5237 3,1518 2,7821 2,4329 2,1173 ,8427 [,6115 ,4226 ,2726 1,1573 1,0726 [,0147 0,9811 0,9701 6,6 5,8265 5,8104 5,7623 5,6832 5,5748 5,2796 4,9001 4,4648 4,3 3,5216 3,5114 3,4808 3,4805 3,3617 3,1745 2,9344 2,6599 2,3702 2,0830 ,8128 ,5698 ,3593 ,1831 ,0398 0,9266 0,8400 0,7766 0,7334 0,7083 0,7001 5,5 4,7248 4,7115 4,6718 4,6065 4,5170 4,2734 3,9606 3,6022 3,2229 2,8456 2,4892 2,1670 1,8866 1,6504 1,4574 1,3041 1,1862 1,0995 1,0403 1,0059 0,9946 6,8 6,0269 6,0103 5,9606 5,8790 5,7671 5,4625 5,0709 4,6217 4,4 3,6220 3,6115 3,5802 3,5287 3,4581 3,2662 3,0201 2,7385 2,4413 2,1466 ,8692 ,6195 ,4032 ,2220 ,0746 0,9580 0,8688 0,8034 0,7589 0,7330 0,7246 5,6 4,8249 4,8114 4,7709 4,7043 4,6131 4,3649 4,0460 3,6806 3,2938 2,9091 2,5456 2,2168 ,9305 ,6894 ,4922 1,3356 1,2151 1,1265 1,0660 1,0308 1,0193 7,0 6,2271 6,2099 6,1587 6,0746 5,9593 5,6453 5,2416 4.7784 4,5 3,7223 3,7115 3,6794 3,6266 3,5544 3,3578 3,1056 2,8170 2,5124 2,2102 1,9256 1,6692 1,4472 1,2609 1,1094 0,9895 0,8976 0,8303 0,7844 0,7578 0,7491 5,7 4,9252 4,9113 4,8701 4,8023 4,7094 4,4564 4,1315 3,7591 3,3648 2,9726 2,6019 2,2665 ,9745 ,7283 ,5270 ,3670 ,2440 [,1534 ,0916 1,0556 ,0438 7,2 6,4273 6,4096 6,3569 6,2703 6,1515 5,8281 5,4123 4,9351 4,6 3,8227 3,8117 3,7788 3,7248 3 ,6508 3,4495 3,1912 2,8957 2,5835 2,2738 ,9820 ,7191 ,4912 ,2999 ,1441 ,0209 0,9265 0,8572 0,8400 0,7826 0,7736 5,8 5,0254 5,0113 4,9693 4,9002 4,8056 4,5479 4,2169 3,8375 3,4358 3,0361 2,6582 2,3163 2,0184 1,7673 ,5618 1,3985 1,2729 1,1804 1,1172 1,0805 1,0684 7,4 6,6275 6,6093 6,5550 6,4659 6,3437 6,0109 5,5830 5,0918 897
Продолжение табл. 40.7 V- град ео 70 80 90 100 по 120 !30 140 150 160 170 180 град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 5,9 3,5068 3,0096 2,7145 2,3660 2,0623 1,8063 1,5967 1,4300 1,3018 1,2074 1,1429 1.1054 1,0931 7,6 6.8278 6,8091 6,7533 6,6617 6,5360 6,1938 5,7538 5,2486 4,7128 4,1782 3,6715 3,2113 2,8090 2,4685 2,1888 1,9657 1,7934 1,6663 1,5792 1,5286 1,5119 13,0 12,2307 12,1981 12,1010 11,9414 11,7225 11,1261 10,3582 9,4753 8,5368 7,5981 6,7051 5,8912 5,1764 4,5688 4,0673 3,6655 3,3541 3,1235 2,9652 2,8729 2,8426 6,0 3,5778 3,1631 2,7708 2,4158 2,1062 ,8452 ,6315 ,4615 ,3307 ,2343 ,1685 ,1302 1,1177 7,8 7,0279 7,0087 6,9514 6,8572 6,7282 6,3766 5,9244 4,4053 4,8545 4,3050 3,7839 3,3107 2,8967 2,5463 2,2584 2,0287 1,8512 1,7203 1,6306 1,5784 1,5612 13,5 i: 15 ',7309 ». 6970 12|5960 12,4301 12.2026 1 .5825 10.7842 ! ( 5 3,8664 S.8906 ?,9144 3,9857 3,1391 j,3953 1,7630 4,2410 3,8227 3,4985 3,2583 3,0935 2,9973 2,9657 6,1 3,6487 3,2265 2,8272 2,4655 2,1502 1,8842 1,6663 1,4931 1,3596 1,2613 1,1942 1,1551 1,1423 8,0 7,2281 7,2083 7,1495 7,0528 6,9203 6,5593 6,0950 5,5619 4,9963 4,4318 3,8964 3,4101 2,9846 2,6242 2,3281 2,0917 1,9091 1,7743 1,6820 1,6282 1,6106 14,0 13,2311 13.1959 13,0911 12,9189 12,6827 12.0390 1 .2102 10;2573 3,2442 J.2306 ?,2661 3,3867 3,6141 S.957O 4,4146 3,9798 3,6426 3,3929 3,2215 3,1215 3,0887 6,2 3,7197 3,2900 2,8835 2,5152 2,1941 1,9231 1,7011 1,5245 1,3885 1,2883 1,2198 1,1800 1,1669 8,5 7,7286 7,7076 7,6449 7,5420 7.4009 7,0163 6,5217 5,9537 5,3508 4,7489 4,1777 3,6586 3,2040 2,8189 2,5022 2,2493 2,0537 1,9093 1,8104 1,7528 1,7339 14,5 13 13 13 13 13 12 11 7312 6947 5861 4075 1627 4954 6362 10,6482 9 5978 8.5467 7 6 ,5465 .6344 5i8329 5 4 4 3 3 3 3 3 ,1511 ,5882 ,1369 ,7869 ,5271 ,3496 ,2458 ,2117 Энергия протонов Е 6,3 3,7907 3,3535 2,9398 2,5650 2,2380 ,9621 ,7360 ,5560 ,4174 ,3153 ,2455 ,2048 ,1915 9,0 8,2288 8,2065 8,1401 8,0308 7,8811 7,4731 6,9481 6,3451 5,7050 5,0657 4,4588 3,9069 3,4234 3,0135 2,6763 2,4067 2,1983 2,0443 1,9388 1,8773 1,8571 15,0 14 14 14 2312 1934 0810 13;8961 13 12 12 11 9 8 7 6426 9517 0620 0390 ,9512 8627 ,8267 6,8819 6 5 4 4 3 3 3 3 3 ,0515 ,3451 ,7617 ,2939 ,9311 ,6622 ,4777 3700 ,3346 16 6,4 | 3,8616 3,4170 2,9961 2,6147 2,2820 2,0010 1,7708 ,5876 1,4463 1,3423 1,2712 ,2298 ,2162 9,5 8,7292 8,7056 8,6353 8,5198 8,3614 7,9299 7,3746 6,7367 6,0592 5,3825 4,7398 4,1551 3,6427 3,2081 2,8503 2,5642 2,3429 2,1793 2,0672 2,0018 1,9804 ,0 15,2316 15, 912 15,0710 14,8735 14,6027 13,8644 12,9138 11,8206 10,6581 9,' 1947 8,3871 7,3768 6/ 5,' 5, 1886 Г328 085 4,6077 4, 3,' 3,' 3,( 2192 3313 Г336 3182 3,5803 6,5 5,9326 S .4805 3,0524 г '.6645 2,3259 2,0400 ,8057 ,6191 ,4753 ,3693 ,2968 ,2547 ,2408 10,0 9 9 8 8 8 8 7 7 6 5 5 4 3 3 3 2 2 2 2 2 2 17,0 16,2316 16,1887 16,0608 15,8506 15,5624 14,7769 13,7653 12,6019 11,3647 10,1263 8,9472 7,8715 6,9255 6,1204 5,4551 4,9213 4,5072 4,2002 3,9894 3,8664 3,8259 ,2295 ,2046 ,1305 ,0086 ,8417 ,3866 ,8010 ,1281 ,4134 ,6993 ,0208 ,4034 ,8621 ,4027 ,0244 ,7217 ,4875 ,3143 ,1956 ,1264 ,1037 18,0 17,2319 17,1863 17,0507 16,8279 16,5223 15,6894 14,6168 13,3831 12,0711 10,7577 9,5071 8,3659 7,3622 6,5077 5,8015 5,2348 4,7950 4,4689 4,2450 4,1143 4,0714 , Мэв 6,6 4,0035 3,5439 3,1087 2,7142 2,3698 2,0790 1,8405 1,6506 1,5042 1,3963 1,3225 1,2796 1,2655 10,5 9,7297 9,7036 9,6256 9,4975 9,3219 8,8433 8,2273 7,5194 6,7675 6,0159 5,3017 4,6515 4,0813 3,5972 3,1983 2,8791 2,6320 2,4493 2,3239 2,2509 2,2269 19,0 18,2320 18,1839 18,0406 17,8050 17,4821 16,6017 15,4680 14,1641 12,7773 11,3889 10,0667 8,8600 7,7986 6,8948 6,1477 5,5480 5,0826 4,7375 4,5004 4,3621 4,3166 6,8 4,1454 3,6708 3,2213 2,8136 2,4577 2,1569 1,9101 1,7136 1,5620 1,4502 1,3738 1,3293 1,3147 11,0 10,2300 10,2026 10,1208 9,9864 9,8021 9,3000 8,6533 7,9108 7,1215 6,3325 5,5825 4,8996 4,3004 3,7916 3,3722 3,0365 2,7765 2,5842 2,4523 2,3754 2,3501 20,0 9,2322 9,1815 9,0304 8,7822 8,4418 7,5140 6,3191 4,9449 3,4832 2,0198 0,6261 9,3539 8,2347 7,2816 6,4936 5,8610 5,3700 5,0058 4,7557 4,6096 4,5616 7,0 4,2873 3,7977 3,3338 2,9131 2,5455 2,2348 1,9798 1,7766 1,6199 1,5042 1,4252 1,3791 1,3640 11,5 10,7303 10,7015 10,6159 10,4752 10,2823 ! 3,7566 Э,0799 В,3020 Г, 4754 6,6490 5,8633 5,1476 4,5195 ; : с ( 21,0 20,2322 20,1789 20,0202 19,7592 19,4014 18,4260 17,1701 15,7254 14,1888 12,6504 11,1851 9,8475 8,6706 7,1681 6,4392 6,1738 5,6571 5,2739 5,0107 4,8570 4,8065 В,9860 5,5461 5,1938 2 9210 2>191 2,5806 2,4998 2,4733 22,0 21,2323 21,1764 21,0099 20,7362 20,3610 19,3381 18,0209 16,5059 14,8943 13,2808 11,7439 10,3408 9,1062 8,0545 7,1847 6,4864 5,9441 5,5419 5,2655 5,1042 5,0512 7,2 4,4291 3,9245 3,4464 3,0125 2,6333 2,3127 2,0495 1,8396 1,6777 1,5583 1,4765 1,4289 1,4133 12,0 11,2305 11,2004 11,1110 10,9640 10,7625 10,2131 9,5060 8,6932 7,8293 6,9655 6,1440 5,3956 4,7386 4,1803 3,7199 3,3511 3,0654 2,8539 2,7088 2,6242 2,5964 23,0 22,2325 22,1740 21,9997 2J.7133 21,3206 20,2501 8,8716 7,2861 5,5996 3,9110 2,3025 0,8339 9,5416 8,4406 7,5300 6,7987 6,2309 5,8096 5.52J2 5,3512 5,2957 7,4 4,5709 4,0514 3,5589 3,1119 2,7212 2,3906 2,1191 1,9027 ,7356 1,6123 1,5279 1,4788 1,4626 12,5 11,7306 11,6993 11,6060 11,4527 11,2425 10,6696 9,9321 9,0843 8,1831 7,2818 6,4246 5,6434 4,9575 4,3745 3,8936 3,5083 3,2098 2,9887 2,8370 2,7486 2,7195 24,0 23,2326 23,1714 22,9894 22,6902 22,2801 21,1619 19,7221 18,0661• 16,3046 14,5409 12,8607 11,3267 9,9767 8,8264 7,8749 7,1108 6,5174 6,0772 5,7746 5,5980 5,5400 25,0 24,2326 24,1689 23 9791 23,6671 23,2395 22,0737 20,5725 18,8459 17,0094 15,1705 13,4188 11,8193 10,4115 9,2120 8,2197 7,4228 6,8038 6,3445 6,0289 5,8447 5,7841 898
40.4 РЕАКЦИИ (d, и) Почти все реакции (d, и), используемые для получе- получения нейтронов, сильно экзотермичны. Реакции не имеют порогов, и нейтроны могут быть получены при энергиях дейтонов, приближающихся к нулю. Исключение сос- составляет реакция 12С (d, n) 13N, которая эндотермична с Q = —0,282 Мэв и порогом Е„ = 0,33 Мэв [2]. Для получения моноэнергетических нейтронов наиболее при- пригодны реакции D (d, n) 3Не и T(d, n) 4Не. Например, в последней реакции можно получить ~ЮП нейтрон/сек при бомбардировке 3Н — Ti мишени дейтонами с энергией 300 кэв и током 0,5 ма [7]. Наиболее распрост- распространенные реакции (d, n) [7]: 2Н + 2Н ->¦ 3Не + п + 3,265 Мэв; 2Н + 3Н ->¦ 4Не + п + 17,588 Мэв; 2Н + 8Ве -> 10В + п + 4,362 Мэв; 2Н + 7Li -* «Be + n + 15,028 Мэв; 2Н + 'Li -* 2"Не + п + 15,122 Мэв; 2Н + 7Li -* 6Не + 4Не + 14,165 Мэв; "Не + п + 0,958 Мэв. мбарн 10й / ... \L. I J Л= "т I II li| "У . J 7 ( ттш ; 1 - 2-- I -/._._ I л 'I ::: 7? / / ' 107 кэв оезонанс s к V >^ - - ч, S 0,1 Рис. 40.10. Зависимость сечения сг реакций D(d, nKHe[2, 7, 24, 28] и T(d, nLHe[7, 24, 25, 28] от энергии дейтонов Е^. Таблица 40.8 Нормированное к единице при в = 0е угловое распределение нейтронов [25] в реакции Т (d, я) 4Не В скобках даны истинные значения оF = 0°), мбарн/стер. 6, град о • 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 0,20 B18) 1,000 0,998 0,990 0,980 0,967 0,951 0,934 0,918 0,903 0,890 0,880 0,875 ' 0,873 0,50 E7,9) 1,000 0,996 0,988 0,972 0,950 0,923 0,890 0,856 0,823 0,794 0,770 0,757 0,750 г 0,75 C3,7) 1,000 0,997 0,989 0,974 0,948 0,913 0,870 0,824 0,777 0,737 0,705 0,683 0,677 Энергия дейтонов Е ,, Мэв 1,00 B3,8) 1,000 0,996 0,982 0,958 0,922 0,877 0,825 0,769 0,717 0,671 0,635 0,613 0,606 1,25 A9,4) 1,000 0,993 0,974 0,941 0,899 0,844 0,786 0,727 0,673 0,629 0,594 0,572 0,564 1,50 A7,1) 1,000 0,989 0,958 0,910 0,853 0,791 0,730 0,673 0,624 0,586 0,558 0,541 0,535 1,75 A5,6) 1,000 0,980 0,927 0,861 . 0,793 0,730 0,671 0,618 0,570 0,536 0,510 0,496 0,492 2,00 1,000 0,966 0,882 0,806 0,722 0,658 0,597 0,548 0,511 0,485 0,464 0,450 0,445 899
Продол жен ие та бл. 40.8 в, град 0 7,5 15 22,5 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Энергия дейтонов Е^, Мзв 2,50 A5,0) 1,000 0,981 0,931 0,860 0,790 0,678 0,601 0,536 0,479 0,443 0,427 0,415 0,404 0,395 0,391 3,00 A6,4) 1,000 0,976 0,910 0,821 0,733 0,602 0,517 0,438 0,379 0,356 0,356 0,355 0,351 0,346 0,346 3,50 A8,4) 1,000 0,966 0,876 0,760 0,650 0,504 0,418 0,338 0,286 0,284 0,302 0,315 0,317 0,318 0,319 4,00 B0,7) 1,000 0,960 0,859 0,726 0,603 0,443 0,355 0,274 0,222 0,225 0,251 0,271 0,281 0,286 0,288 4,50 B2,9) 1,000 0,956 0,842 0,698 0,564 0,399 0,314 0,230 0,182 0,194 0,231 0,255 0,262 0,263 0,263 5,00 B4,5) 1,000 0,950 0,821 0,661 0,518 0,361 0,289 0,206 0,156 0,171 0,208 0,227 0,229 0,226 0,224 6.00 B5,8) 1,000 0,937 0,781 0,591 0,440 0,317 0,283 0,197 0,137 0,143 0,176 0,187 0,186 0,186 0,185 7,00 B5,7) 1,000 0,923 0,737 0,509 0,344 0,297 0,284 0,201 0,125 0.128 0,156 0,167 0,167 0,168 0,169 мбарн стер 90 80 70 60 50 40 30 20 10 \ \ \ \ \ \\ \\ м _ \\ л\ \\\ \ш \ \ \ ¦*• \\\ ш \|\\ д \ \ ш \\\\ ц \ \ \ \ *\ \ S _ \ i \ sV S\ \ \ к, ч S *** ч —_ •— —ш >—_ •*- Эк. __ *=7 ' —К sssa =^ -— ? ~^" —• ¦я Ms —¦ *** ssa •** ,-- ^- —• == —- -— ,—¦ ¦^— __ - J ,i •^ -С L? -С и 31 5. а i« ',7 \* МЭВ- Т ? 2 9 S Г 7 0 9 — - о 20 40 60 80 100 120 140 160 6L, ерад Рис. 40.ll. Зависимость дифференциального сечения da/dQ реакции D(d, nfHe от угла раздела нейтронов 6^ в лабораторной системе координат [24]. 900
Рис. 40.12. Зависи- мость выхода нейтро- нов из толстых мише- мишеней для реакции (d, n) от энергии дейтона Ed [7]-" ^ — мишень 3Н — Zr; 2 — ми- шень 9Ве; 3 — ми- шень D2O (лед). Ю 10" { f 107 10° / J /\ V Y-излучення, приблизительно в 1000 раз меньшую, чем у источников на основе Ra с эквивалентной интенсив- интенсивностью нейтронов [2]. Для а-частиц 210Ро реакция образования нейтронов с мишенью из бериллия происходит согласно уравиеиню »Ве + а + п + 5,7 Mm. / У J ( ?п,Мэб 2,0 2,5 J,OEd,/i30 Рис. 40.13. Зависимость дифференциального сечения da/dSi реакции 12C(d, nI3N при углах вылета нейтро- нейтронов 0 и 90е в лабораторной системе координат от энер- энергии дейтона [19]. Штриховой линией показана кривая выхода -у-квантов в относительных единицах. 40.5. РЕАКЦИИ (а, л) Реакции (а, п) часто используются для получения нейтронов с энергиями порядка нескольких мегаэлект- мегаэлектронвольт. Источником нейтронов обычно служит смесь а-излучателя и какого-либо легкого элемента: Be, В, F и т. п. Источники имеют размеры ~1—3 см и содержат до нескольких десятков кюри а-радиоактив- а-радиоактивного препарата [2]. Источники, содержащие 210Ро и 239Ри, характерны тем, что имеют низкую мощность Рнс. 40.14. Зависи- Зависимость сечения реак- реакции »Ве(а, пI2С от энергии а-частиц [7]. тиЛ 11 10 8 8 7 6 5 4 3 2 1 1 1 \ т У Е- к 7 / / 1 ч. 1 1 1 1 t 1 J \ \ \ \\ \ д г \ \ Ро-еС-В \ \ \ \ ч 5 ?п,Мэ8 Рис. 40.15. Спектр Ро-а-В-источника нейтронов [6]: / — Ро-а-1оВ; 2 — Ро-а-пВ; 3 — естествен- естественная смесь изотопов. По оси ординат отложена интенсивность /; по оси абсцисс — энергия нейтро- нейтронов. 901
оти.ед. 24 22 20 18 /0 14 12 10 8 6 2 Л к VJ f | J 1/1 \ V V J k l л \ Vv 0,12. 345678 3 Еп,Мэв Рис. 40.16. Спектры Ро-а-Ве различных источников нейтронов: * 1 — Роа-Ве[2];2 — Ри-а-Ве [2, 26];3— Ra-«-Be [2]. По оси ординат отложена интенсивность /; по оси абс- абсцисс — энергия нейтронов Еп. Таблица 40.9 Выход нейтронов из толстых Be и В мишеней [6] > а-Излучатель и Ra RaA(«8Po) RaC'B14Po) RaFBiop0) Rn 24iAmf2] Энергия а-частиц E, Мэв 4,18 4,791 5,998 7,680 5,298 5,486 5,1 5,4 Выход, , нептрон/КРа- В-мишень 15 40 100 24 30 — частиц Be-мишень 40, 55 120 200 80 90 40 50-5-70 ' Таблица 40.1 Выход нейтронов из толстых Ро-мншеней при бомбардировке их а-частицами [6] 0 Мишень Li Be В' с ; N' О' F Выход, нейтрон/Ю" а-частиц \ 2,6 80,0 24,0 0.11 0,01 0,07 . 12,0 ] Мишень № Щ А1 Si a Ar Выход, Нейтрон/НР а-цастиц 1,50 1,40 0,25 0.16 0,11 0,38 Таблица 40.11 Параметры резоиаисов реакции 13С (а, иI6О[30] Еа — энергия а-частиц, при которой имеет место резо- резонанс; Г — ширина резонанса; о(в^)-—дифференциаль ное сечение рассеяния в лабораторной системе коорди- координат. Ea , Мэв 2,09 2,25 2,42 2,605 2,69 2,775 2 825 3,09 3,33 3,42 3,67 3,73 4,125 4,42 4,50 4,63 4,75 5,05 Г, кэв 100 100 80 «6 10 10 «7 90 150 30 «8 «5 15 25 70 15 200 65 o°<et < ю° 2,7 6,7 14 >12 24 10 >36 9,1 20 17 >3,5 >17 7,4 28 6 38 6,8 30 мбарн/стер 80° < 6 < 100° 4,6 6,2 6,8 >15 10 7,5 >20 4,3 7,6 7,4 >2 1 >8' 2,8 5,7 . 9,1 3,5 9,5 902
40.6 РЕПЕРНЫЕ ТОЧКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ПУЧКОВ УСКОРИТЕЛЕЙ Таблица 40.12 Энергии резонанса или порога Е, используемые для калибровки пучков ускорителей [10] 27А1(р', 19F(p, Пл(р. 'Li(p, 9Ве(р, 19F(p, 19F(p, 13Qp, Б8№(р 9Ве(р, 13С(Р, Реакция Tpo •yJ8Si ятIвО n)'Be •y)8Be •y)l°B <ry)leO a-[)leO •yI4N •yM9Co a-yNLi nU3N Т(р, пKНе 58Ni(p 16O(d, ;з8О(р, 28Si(p, 28Si (р 23Na(a 15N(p, 19F(p, 28Si (p 28Si (p •y)^9 Co nI7F n)'8F n)leO p'-(J8Si , p'-(J8Si , nJ6 AI n;19 Ne nI9 Ne p'-yJ8 Si . P'TPSi E, кэв 163,1+0,5 340,5+0,2 992,0+0,5 872,4 + 0,4 1880,7 + 0,4 441,2 + 0,3 1083,9+0,6 1346,6 + 1,1 1373,5+0,6 1746,5+0,5 1843,2 + 0,5 2564,6+1,8 3235,8+1 ,1 1019,7+0,5 1424,1+0,7 1829,2 + 0,6 2573,4 + 0.8 2800 + 3 3105 + 6 3340+7 3492 + 3 3780,8+1,1 4233+2 4240+8 4887 + 10 Ширина резонанса Г, кэв 6,3+1,0 2,7 + 0,4 0,08+0,04 4,5+0,3 — 12,2+0,5 3,8+0,5 5+1 II + I 0,077 + 0,012 0,1+0,05 39+2 — 0,05 + 0,05 — — 4 12 12 I — — 16 12 Таблица 40.13 Энергии у-квантов, используемых для калибровки гамма-спектрометров Источник "В (р, р'-у) "В 12С(р, Т) 13N 14: (d, p) 1зс 9Ве(р, a-y) 6Li 16N(p, a-() 12C "В (р, -у) 12С WF(p, a-y) 1«О 9Ве(р, -(I0В 12С(р, -у) 13N WF(p, -yJ0Ne 16N(p, -y)ieO Энергия резонанса. кэв _ 456 — 2565 1650 163 340; 1348 1080 554 669 1050 Ет , Мэв 2.14 2,37 3,097 3,57 4,43 4,43 6,13 6,84 8,06 11,67 13,13 Литература [29] [29] [30] [30] [31] [32] [33] [37] [34] [35] [36] СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Экспериментальная ядерная физика. Под ред. Э. Сегре. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1955. 2. Кёртис Л. Введение в нейтронную физику. Пер. с аигл. М., Атомиздат, 1965. 3. Bendel W. L. e. a. "Phys. Rev.", I958, v. Ill, p. 1297. 4. Geller K- N. e. a. "Phys. Rev.", I960, v. 118, p. 1302. 5. Reinhasdt G. C, Whitehead W. D. "Nucl. Phys.", 1962, v. 30, p. 201. 6. Физика ядерных реакторов. Под ред. И. А. Стен- бока. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1964. 7. Бекурц К., Виртц К. Нейтронная физика. Пер. с нем. М., Атомиздат, 1968. 8. Вейнберг А., Вигнер Е. Физическая теория ядерных реакторов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 9. Takayanagi S. "Nucl. Phys.", 1961, v- 28, p. 494. 10. Marion J. B. "Revs Mod. Phys.", 1961, v. 33, p. 139; 1961, v. 33, p. 623. 11. Kington J. D. e. a. "Phys. Rev.", 1955, v. 99, p. 1393. 12. Nelson J. W. e. a. "Phys. Rev.", 1962, v. 125, p. 2005. 13. Holland R. E., Lynch F. J. "Phys. Rev.", 1959, v. 113, p. 903. 14. Brugger R. M. e. a. "Phys. Rev.", 1955, v. 100, p. 84. 15. GossettC. R., Butler J. W. "Phys. Rev.", 1959, v. 113, ^ p. 246. 16. Chapman R. A., Slattery J. С "Phys. Rev.", 1957, v. 105, p. 633. 17. Tohnson С. Н. "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 1243. 18. Marion J. B. "Phys. Rev.", 1956, v. 103, p. 713. 19. Bailey С L. e. a. "Phys. Rev.", 1948, v. 73, p. 274. 20. MacKlin R. L., Gibbons J. H. "Phys. Rev.", 1958, v. 109, p. 105. 21. Bevington P. "Phys. Rev.", 1961, v 121, p. 871. 22. Giblons J. "Phys. Rev.", 1959, v. 114, p. 571. 23. Jones K- W. e. a. "Phys. Rev.", 1958, v. 112, p. 1252. 24. Fowler J. L., Brolley J. E. "Revs Mod. Phys", 1956, v. 28, p. 103. 25. Bame S. J. e. a. "Phys. Rev.", 1957, v. 107, p. 1616. 26. Frank A. L., Arakawa E. Т., Birkhoff R. D. "Phys. Rev.", 1962, v. 126, p. 1794. 27. Jarvis G. "Phys. Rev.", 1950, v. 79, p. 929. 28. Arnold W. R. e. a. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p.483. 29. Woodbury H. H .e. a. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 1311. 30. Mackin R. J. "Phys. Rev.", 1954, v. 94, p. 648. 31. Kraus A. A. "Phys. Rev.", 1954, v. 94, p. 975. 32. Segel R. E., Bina M. J. "Phys. Rev.", 1961, v. 124, p. 814. 33. Hornyak W. F., Coor T. "Phys. Rev.", 1953, v. 92, p. 675; Hunt S. E., Pope R. A., Evans W. W. "Phys. Rev.", 1957, v. 106, p. 1012. 34. Hird B. e. a. "Phys. Rev.", 1954, v. 96, p. 702. 35. Hane J. V. e. a. "Phys. Rev.", I960, v. 120, p. 952. 36. Bashkin S., Carlson R. R. "Phys. Rev.", 1957, v. 106, p. 261. ' 37. Sprenkel E. L., Daughtry J. W. "Phys. Rev.", 1961, ' v. 124, p. 854. 903
ГЛАВА 41 ПРОХОЖДЕНИЕ НЕЙТРОНОВ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО 41.1. СЕЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОНОВ с (n, гя С ВЕЩЕСТВОМ ДЛЯ НЕЙТРОНОВ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГИЙ Радиационный захват нейтронов — реакция, в которой ядро^дг> захватывая нейтрон, превращается в ядро ^+'W, а высвобождающаяся энергия испускается в виде у-квантов. При малых энергиях снятие возбужде- возбуждения ядра может происходить путем передачи возбужде- возбуждения одному из внутренних электронов оболочки атома (электроны внутренней конверсии), а при энергиях воз- возбуждения Е* >2те с2 (те с2 = 511 кэв) возможно образование пары электрон — позитрон. Ядро 2 " образуется в возбужденном состоянии, причем энергия возбуждения равна Е* = мА+мп " ' "' где МА и Мп — массы ядра ^N и нейтрона; Еп — кине- кинетическая энергия нейтрона; Вп — энергия связи послед- последнего нейтрона в ядре ^НЛМ. Энергия связи ней- нейтронов Вп обычно равна 7—8 Мче. Радиационный захват нейтронов — реакция экзо- экзотермическая, поэтому принципиально она возможна при любых энергиях нейтронов и практически на всех ядрах. Для тепловых нейтронов энергия испускаемых у-кван- тов E-f может достигать 10—12 Мэв. Возбужденное состояние ядра имеет конечное время жизни т, определяющее время распада данного состоя- состояния, и связанную с ним парциальную ширину энергети- энергетического уровня Г = Й/т. Для медленных нейтронов Гт % 0,1 эв и, следовательно, т -за 10~14 сек. Для тепловых нейтронов сечение радиационного захвата а(п, у) в большинстве случаев ~l/"j/En. В резо- резонансной области сечение о(л, Y) описывается формулой Брейта — Вигнера и в максимуме может значительно превышать геометрические размеры ядра. Сечение радиационного захвата быстрых нейтронов а(п, у) я= % ncPTf /Г, где а — величина, характеризующая ра- радиус ядра. Радиациовный захват медленных нейтронов ядрами известен как реакция, благодаря которой стало доступным большое число радиоактивных изотопов. Упругое рассеяние нейтронов в общем случае есть результат интерференции потенциального и резонансно- резонансного рассеяний. При потенциальном рассеянии процесс происходит без образования составного ядра. Резонанс- Резонансное рассеяние происходит через стадию промежуточного ядра. Для медленных нейтронов длина волны нейтрона л много больше радиуса ядра а, и преобладает рассеяние нейтронов с орбитальным квантовым числом I = 0 (S-рассеяние), сферически-симметричное в системе цент- центра масс. Для более высоких энергий нейтронов стано- становится возможным рассеяние с I = I (Р-рассеяние). Для большинства наблюдаемых резонансов кинети- кинетическая энергия нейтрона не велика и рассеиваются нейт- нейтроны с I = 0; кроме того, в этой области существенное значение имеют лишь реакции (л, л) и (л, f), поэтому Г = Гп -f- Гт . Выражение для сечения реакции (л, л) в этом случае имеет вид (Е — ?0)+'Г/2 где g— статистический вес, g= [I ± 1/B/ + 1)]/2, / — спин ядра мишени; а — радиус ядра; 2я* — длина волны падающего нейтрона. При очень больших энергиях нейтрона (X <g а) интер- интерференционные явления исчезают, и сечение реакции с (и, п) я= я (а + ХJ. В табл. 41.1 представлены экспериментальные дан- данные по сечениям поглощения для нейтронов со ско- скоростью V— 2200 м/сек. Значения, отмеченные звездоч- звездочкой, получены в измерениях с реакторными нейтрона- нейтронами, имеющими спектр, близкий к распределению Мак- Максвелла. В четвертой колонке даны сечення захвата Of . Рядом со значением сечения указан тип реакции (п,а) или (п, р). Обозначения отсутствуют в случае радиа- радиационного захвата — реакции (л, у), преобладающей для ядер с массовым числом А > 35. Для ядер с поряд- порядковым номером Z > 88 в этой колонке приведены пол- полные сечения поглощения о(л, а), которые кроме указан- указанных выше процессов могут включать еще сечение реак- реакции деления о (и, /). Сечения активации оакт определялись по радиоак- радиоактивности облученного образца с последующим Р -распа- -распадом. Иногда сечения активации указаны для отдельных изомерных состояний, причем первым в таблице поме- помещено значение сгакт наиболее возбужденного состояния. Там же указаны периоды полураспада образующихся Р-активностей. Если энергия нейтрона мала по сравнению с энергией первого резонансного уровня, то сечение реакции (л, а) обычно меняется по закону «l/m>: a(v) = Oo/v, где Со— некоторая константа. В этом случае усредне- усреднение сечения по максвелловскому спектру n(v) приводит к Г °0 1 —п (v) vdv f л (v) vdv где v — среднее значение скорости; v= 8kT urn (Следует отметить, что усреднение сечения на самом деле производится по потоку л (v)-v. Однако получае- получаемое значение о используется в подавляющем большин- большинстве расчетов.) Усредненное сечение о можно связать со значением сече- сечения ан в— при наиболее вероятной скорости vH B=|^it v /2. Поскольку он в • инв=с„, то (kT) с2200 1,128 = 1,128 = 1,128 где kT — энергия, соответствующая наиболее вероятной скорости. При Т = 293°К он в = 2200 м/сек. Для сечений, не подчиняющихся закону l/v, указан /-фактор отклонения от этого закона : о = / (kT). 1,128 В_шестой колонке приведены средние сечения рассея- рассеяния Орас, полученные экспериментально, для максвел- ловского спектра нейтронов. Отметим, что на величину орас влияет кристаллическая структура образцов (и даже размеры кристаллических зерен), с которыми про- производились измерения. ~ 904
Таблица 41.1 Сечеиия поглощения, активации и рассеяния для нейтронов тепловых энергий [1,2] Элемент iH 2Не sLi «Be 5в вС 7N 8о «F ioNe „Na i2Mg 13AI i«Si 15P Массовое число 1 2 3 4 6 7 7 9 10 11 12 13 14 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 27 28 29 30 31 Содержание, %; пе- период полураспада 99,985 0,015 Естеств. 0,00013 100 s Естеств. 7,52 92,48 54 дня 100 Естеств. 19,8 80,2 Естеств. 98,89 1,11 5570 лет Естеств. 99,63 0,37 Естеств. 99,76 0,037 0,204 100 Естеств. 90,92 0,26 8,82 100 Естеств. 78,60 10,11 11,29 9,5 мин 100 Естеств. 92,27 4,68 3,05 100 а~ , барн C32+2) 10 @,46+0,10I0-» 5400+200 (п.р) 0 71+1,0 945(п, а) 54 000+8000 (п, р); <Цп,а) A0+1) Ю 757,7+3,08 3838+15; (п, р)<0.2 C,80+0,04I0-» @,5+0,2I0"» <200 1,88+0,05 0,08+0,02; 1,75+0,05 (п, р) <0,0002 0,25+0,15 (п, а) <10~2 C2+9) 10"» E25+10I0-» 0,069+0,002 0,034+0,010 0,280+0,090 F0+60) 1(Г3 B41+3I0"» 0,16+0,02 (80+30I0"» 0,28+0,09 0,4+0,4 0,20+0,02 "акт" барн; период полураспада образую- образующегося р-излучателя @,57+0,01I0"»; 12,4 лет 0 B8+8) 10"» 36+4; 0,89 сек (9+3I0"»; 2,7-10» лет 0.5±0,2 E + 3I0"»; 0,03 сек C,3+0,2I0"» @,9+0,3I0-»; 5570 лет <СЮ-в; 2,4 сек B4±8) 10-в; 7,4 сек 0,4+0,1; 5570 лет»*С @,21+0,04I0-»; 29 сек (9+2I0-»; 11 сек C6+15) 10"»; 40 сек 0,534+0,007; 14,95 ч \ B7+5) 10-»; 9 мин 3-10-2*; 21 ч @,21+0,02I0-з; 2,3 мин A10+10I0"»; 2,62 ч 0,19+0,010 " рас» бпрн 38+4 (газ) 7 + 1 0,8+0,2 1,0+0,7 1,4+0,3 7 + 1 4+1 4,8+0,2 10+1 4,2+0,3 3,9+0,2 2,38+0,04 4,0+0,5 3,6+0,4 1,4+0,1 1,7+0,3 5 + 1 905
Элемент ieS Cl Ar 18 Ca 21Sc »2Ti " 33V 24Cr Fe ... - Массовое число 32 33 34 35 - 35 36 37 ¦ 36 38 40 41 1 39 40 41 40 42 43 44 46 ,48 45 i i i i i46 47 48 49 50 ! i 50 51 50 !52 1 53 54 ,. , 55 54 56 57 58 • Содержание, %; период полураспада Естеств. 95,018 0,75 4,215 0,017 Естеств. 75,4 3.08-105 лет 24,6 Естеств. 0,34 - 0,063 _ 99,60 - 109 мин Естеств. 93,08 0,012 6,91 Естеств. 96,97 0,64 0,145 2,06 0,0033 0,185 100 - Естеств: 7,95 7,75 73,45 5 51 5,34 Естеств. 0,24 99,76 Естеств. 4,31 83,76 9,55 2,38 100 Естеств. 5,84 91,68 v 1,17 0,31 о„ , барн 0,52 + 0,02 j A,8+1,0) 10 (п, а) 0,125+0,100(п,р); (п, а)<8 — — 31,0+2,0 <5-10 (п, а) 0,30+0,10 (п, р) — — 0,61+0,03 — —. — —¦ 2,07+0,06 1.94+0,15 ' ~ • 3.8+0,7;70+20 (п, р) 1.24 + 0.10 0,44+0,02 0,22 + 0,04 42 + 3 — — — — 28,3+0,7 6,9+0,13 ' 0,6+0,2 1,7+0,3 8,3+0,6 1,9+0,5 <0,2 5,00+0,01 250+200 — 3,1+0,2 , 17,0±1,4 0,76 + 0,06 18,2+1,5 <о,з 13,2+0,4' 2,62+0,06; <5-10 (n, а) 2,3+0,2 2,7+0,2 2,5+0,2 2,5+2,0 (п, а)<1,5- 10 Продолжение - °акт' барн; период полураспада образующегося |3-излучателя — A5±10)-10~3; 25,1 дня 33Р 0,26+0,05; 87 дней 0,14+0,04; 5 мин 30 + 20; 3,08-106 лет <5-10-6; 14,3 дня 32Р 0,19+0,05; 87 дней 3»S 90 ±30 E+3) IO-3; 1,0 сек @.56 + 0.12) I0-3; 37,5 мин 6 + 2; 35 дней 0,8 + 0.2; 265 лет 0,53 + 0,02; 109 мин >0,06; 3,5 года 3+2*; 1,3-10е лет 1,30+0,1; 12.46 ч — 0,72 + 0,10; 164 дня 0,25+0,10; 4,8 дня ' 1,1+0,1; 8,5 мин 10+4; 20 сек 22,3+2,2; 85 дней —. . 0,14+0,03; 5,8 мин 4,5±0т9; 3,76 мин 15,9+1,6; 27,7 дня 0,38 + 0.04; 3,6 мин 13,17+0,1; 2,58 ч 2,8+0,4; 2,94 года 1,01+0,1; 44,3 дня <I,5 - I0-3; 3,5 мин Б5Сг г аб л. 41.1 ""рас- барн 1,1+0,2 — — — — 16+3 1,5 + 0,5 — — 1.5 + 3 _ . —. — 24 + 2 4 + 1 2 + 2 4+1 4 + 2 3 + 1 5 + 1 — 3,0+0,5 — 2,3 + 0,3 11 + 1 906
Продолжение табл. 41.1 ^лрмент г,Со 2sNi 2»Cu 30Z« 31Ga 32Ge 33" s 34Se - asBr звКг Массовое число 59 60 60 58 60 61 62 64 65 63 65 66 64 66 67 68 70 69 71 70 72 73 74- 76 75 74 76 77 78 80 82 79 81 78 80 82 83 Сопержаиие, %; период полураспада 100 10,4 мин 5,28 года Естеств. 67,76 26,16 1,25 i 3,66 1,16 2,57 ч Естеств. 69,1 30,9 5.51 мин Естеств. 48,89 27,81 4,11 18,56 0,62 Естеств. 60 2 39,8 Естеств. 20,55 27,37 7,67 36,74 7,67 100 , Естеств. 0,87 9,02 7,58 23,52 49,82 9,19 Естеств. 50,52 49.48 Естеств. 0,35 2,27 11,56 ' 11,55 о , барн 38,0+0,5 — — 4,6±0,2 4,4+0,3 2,6±0,2 2,0+1,0 15±2 — 3,85 + 0,03 4,5 + 0,1 2,2+0,2 — 1,10+0,02 A,5+1) Ю (я, а) <2-10-5 (я, а) F + 4IО~6 (я, а) <2-!0~5 (Я, а) — 2,80 + 0,13 2,1+0,2 5,1+0,4 2,45+0 20 3,4+0,3 0,98+0,09 14+1 0,62+0,06 0,36 + 0,07 4,3 + 0,2 11,7 + 0,1 50+7 85 + 7 42 + 4 0,4 + 0.4 0,61+0,06 2,1 + 1,5 6,82+0,06 10,4+1,0 2,6 + 0.4 31+2 95 + 15; 13 сек-> 2- 10* лет 45+15 205 + 30 а , барн; период полураспада образующегося 3-излучателя 16 + 3; 10,4 мин 20+3; Ь,28 года : 100+.SQ; 1,25 ч 6+2; 1,76 ч —. ' — — 1.52+0.14; 2,57 ч 20+2; 56 ч 4,5+0,2; 12,9 ч i 1,8+0.4; 5,15 мин i 130 + 40*; 59 ч 0,47+0,05; 246 дней <10-5; 12,8 ч «"Си 2 • К); 80 лет взэд (9,9± 1)@-2; 13,8 ч 1,0+0,2; 52 мин 85+20, 2,2 мин ; 1,4+0,3; 20,2 мин , 5,0+0,5; 14,2 ч 3,42+0,35; 12 дней j , 0,04+0,008; 48 сек 0.21+0,08; 82 мин ! (8,0+2,0) 10; 57 сек \ 50 + 10; 12 ч 5,4 + 1,0; 27 ч ! i 26 + 6; 123 дня : 7+3; 18 сек . C,0+1,0) I0~2; 57 мин 0,5 + 0,1; Шмин E,0+2,5) I0; 67 сек D+2) 10; 25 мин . , 2,9 + 0,5; 4,6 ч 8,5+1,4- 18 миН 3 3 + 0,4; 35,9 ч 2,0 + 0 5; 34,5 ч . — — , 7±1 — 1 ¦— 17,5+1,0 , .— ! — ¦— 7,2+0,7 — 1 — — 3,6±0,4 — ; — — — ! — 4+1 — — 3+1 — — ! — 6 + 1 11+2 . р 6+1 — 7,2 + 0,7 -. — 907
Элемент звКг 37Rb 38Sr 3eY 40Zr «Nb 42Mo «Tc «Ru «5Rh Массовое число 84 85 86 87 85 87 88 84 86 87 88 89 90 89 90 94 90 91 92 93 94 96 93 94 92 94 95 96 97 98 100 99 96 102 104 105 103 104 104 102 108 ПО Содержание, %; период полураспада 56,9 9,4 года 17,37 77 мин —. Естеств. 72,15 27,85 17,8 мин Естеств. 0,56 9,86 7,02 82,56 51 день 19,9 года 100 63 ч 58 дней Естеств. 51,46 11,23 17,11 1,1 ¦ 10« лет 17,40 2,80 100 2,2-10* лет Естеств. 15,86 9,12 15,70 16,50 9,45 23,75 9,62 2,1-Ю5 лет Естеств. 5,7 31,3 18,3 4,5 ч 100 4,4 мин 42 сек Естеств. 0,8 26,7 13,5 а, , барн <2 <15 < 2 0,73+0,07 1,21+0,06 <з 1,31+0,08 0,185+0,004 0,10+0,07 1,58+0,12 0,25+0,12 <0,4 0,08+0,06 0,1+0,1 1,16+0,02 2,7+0,4 <о,з 13,9+1,4 1,2+0,6 2,2+0,7 0,4+0,4 0,5±0,5 22±3 2,56+0,12 149+4 8,0+1,5 Продолжение "акт" 6аРн' период полураспада образующегося р-нзлучателя 0,10+0,03; 4,4 ч F0+20) Ю~3; 9,4 года F0+20) 10~3; 77 мин <;0,6; 2,8 ч 0,91 ±0,08; 18,7 дня 0,12+0,03; 17,8 мин 1,0+0,2; 15,4 мин <1; 70мин; 1,4+0,3; 65 дней 1,65+0,16; 2,80 ч E+1) 10"*; 53 дня 0,5+0,1*; 28 лет 1,0+0,6; 64 ч 1,26+0,08; 63 ч < 7; 61 день 1,07+0,09; 3,5 ч 0,036+0,008; 63 дня 0,053+0,005; 17 ч 1,0+0,5; 6,6 мин 15+4; 36 дней г- 6- 1С~3; 6,9 ч 0,51+0,06; 67 ч 0,20+0,05; 14,3 мин 2,6+1,3; 6 ч 0,21+0,02; 2,8 дня 1,44+0,16; 41 день 0,7+0,2; 4,5 ч 0,2+0,02; I год 12+2; 4,4 мин 140 + 30; 42 сек 800+100; 36 ч 40+Ш*; 36 ч 4,8+1,5; 17 дней 0,26+0,04; 4,8 мин 10,4+0,8; 13,6 ч 0,21 ±0,03; 23,6 мин <0,05; 5,5 ч табл. 41.1 орас.барн — 12+2 10+1 3+2 8+1 5+1 7+1 — 6+1 5+1 3,6+0,6 908
Продолжение табл. 41.1 Элемент 47 Ag «Cd «In 61Sb 62Te 1 мХе Массовое число 107 109 106 НО 112 113 114 116 ПЗ 115 112 116 117 118 120 122 124 121 123 120 121 121 122 123 124 125 126 128 130 127 129 130 131 124 128 129 130 131 Содержание, %; период полураспада Естеств. 51,35 48,65 Естеств. 1,22 12,39 24,07 12,26 28,86 7,58 Естеств. 4,23 95,77 Естеств. 0,95 14,24 7,57 24,01 32,97 4,71 5,98 Естеств. 57,25 42,75 Естеств. 0,089 17 дней 154 дня 2,46 0,87 4,61 6,99 18,71 31,79 34,49 100 1,7- Ю2 лет 12,6 ч 8,1 дня Естеств. 0,096 1,92 26,44 4,08 21,18 а„ , барн 64,8+0,4 31+2 87+7 2537 + 9 /=1,3 — 20000 /=1,3 — 194+2 — F25+15) 10"» — — — 5,7±1,0 5,9+0,5 4,1+0,3 4,7+0,1 70+70 24+1,0 2,8+0,9 410+30 6,8+1,3 1,56+0,16 0,8+0,2 0,3+0,3 0,5+0,3 6,22+0,15 32+3 — 35+5 74 + 1» <5 45 + 15 <5 120+15 "акт* баРн" период полураспада образующегося р-излучателя 45+4; 2,3 мин 3,2+0,4; 270 дней 113+13; 24,2 сек 1,0+0,5; 6,7 ч 0,2+0,1; 49 мин C0 + 15) КГ3; 5,1 года — 0,14+0,03; 43 дня 1,1+0,3; 53 ч 1,5+0,3; 2,9 ч 56±12; 49 дней 2,0+0,6; 72 сек 155 + 10; 54,2 мин 52+6; 13 сек 1,3+0,3; 112 дней F+2I0-»; 14,5 Дня — A0+6) КГ»; 250 дней (I + I) I0-»; >400 дней 0,14+0,03; 27,5 ч (I ±0,5) 10-»; 130 дней 0,16+0,04; 40 мин 0,2+0,1; 10 мин D+2) 10-»; Ю дней — 6,8±1,5; 2,8 дня 0,19±0,03; 13,3 мин C0±I5) I0-»; 21 мин C0+15I0"»; 1,3 мин 2,5±1,5; 60 дней 1.1+0,5; ПО дней 5±3; 58 дней 0,8+0,2; 9,3 ч (90+20I0-3; ПО дней 0,8+0,2; 19,3 ч A5+5) 10-3; 33 дня 0,13+0,03; 72 мин < 8-К); 30 ч 0,22±0,05; 25 мин E,6+0,3) К); 25 мин 24±3; 12,6 ч 18±3; 8,05 дня 50±40; 2,4 ч — стрЭС« OLI/Jtt 6±1 — 7+1 — — — — 2,2+0,5 4+1 — — 4,3+0,5 5+1 , . . 3,6+0,5 — 4,3+0,4 909
элемент б4Ле 65CS БбВа 57La 5вСе Б9Рг eoNd ei Pm 62Sm " Массовое число 132 133 134 135 136 133 134 134m 135 137 130 132 134 135 136 137 138 139 140 139 140 136 138 140 142 143 141 142 143 142 143 144 145 146 148 150 147 148 144 147 149 151 152 154 Содержание, %; период полураспада 26,89 5,3 дня 10,44 9,13 ч 8,87 100 2,6-106 лет 33 года Естеств. 0,101 0,097 2,42 6,59 7,81 11,32 71,66 85 мин 12,8дня Естеств. 99,911 40 ч Естеств. 0,19 0,26 88,48 11,07 32 ч 100 19,2 ч 13,8 дня Естеств. 27,13 12,32 23,87 8,29 17,1 5,72 5,60 2,5 года Естеств. 3,16 '15.07 13,84 73 года 26,63 22,53 <*~ . барн. Т • ** ) <5 <5 B,72+0,11I0» /=1,16 <5 28,0+1,0 41,6 + 0,9 2,82+0,07 — — 1,2+0,1 — —. 2+2 5,8+0,9 0,4+0,4 5,1+0,4 0,70+0,10 _ — 8,9+0,2 — 0,73+0,08 25+25 9+6 0,66+0,06 1,0+0,2 — 11,3+0,6 — 49,9+0,3 18+2 324+10 5,0+0,6 60+6 10+1 3,4+1,0 3,0+1,5 150+50* 124+12 5828+30 /=1,5 — 87 + 60 40800 + 3000 12400 + 400* 216 + 6 Продолжение аакт> баРн'< период полураспада образующегося В-излучателя 0,2+0,1; 5,3 дня 190+90 0,2+0,1; 9,13 ч — 0,15+0,08;- 3,9 мин B,44 + 0.15) I0-3; 3,1ч 30+1; 2,3 года 134+12* 2,6-106 лет .— 8,7 + 0,5; 13,7 года A10+33)* lO; 33 мин . 10,0+1,0; 12 дней 7+2; 7,2 года .— — 0,5+0,1; 85 мин 4+1; 12,8 дня <20*; 18 мин 8,2 + 0,8; 40 ч 3,1 + 1,0; 3,7 ч 0,6+0,2; 34,5 ч 6,3+1,5; 8,7 ч G+5) 10-3; 55 сек 0,6+0,3; 140 дней 0,31+0,10; 32 дня 0,94+0,05; 32 ч 6,0+0,7; 290 дней 10,8+1,0; 19,2 ч 18 + 3*; 13,8 дня ; 89+10; 17 мин — 240+50 — — 1,8+0,6; 11.3 дня 3,7+1 ,2; 18ч 1,5+0,2; 15 л.ич 60+20; 5,3 дня — < 2; 400 дней . 140 + 40; 47 ч 5,5 + 1,1; 24 мин табл. 41.1 страс. барн , .— — — 20+10 — 8+1 — 15 + 5 — 9+6 .— — — — — — . . . 910
Элемент 63'Eu 64Gd в6ть ввОу етНо в8Ег 70Yb 71Lu 72Hf 73Та 74W Массовое число 151 152 153 154 155 152 154 155 157 158 160 159 160 158 164 165 165 162 164 168 170 169 170 168 174 176 175 176 174 176 177 178 179 180 181 181 182 180 182 183 - Содержание, %; период полураспада Естеств. 47,77 13 лет 52,23 16 лет 1,7 года Естеств. 0,20 2,15 14,73 15,68 24,87 21,90 ' 100 73 дня Естеств. 0,090 28,18 "' 139 мин Естеств. 0,136 1,56 27,1 14,9 100 129 дней Естеств. 0,140 31,84 12,73 Естеств. • 97,40 2,60 Естеств. 0,18 5,15 18,39 27,08 " 13,78 35,44 100 111 дней Естеств. 0,14 26,4 14,4 а„ , барн 4400 + 30 / = 0,95 7800 + 200 5500+1500 440 + 25 46617+100 / = 0,85 56200+1000 242000 + 4000 46 + 4 * 936 + 20 65 + 3 173+Л7 127 + 4 37 + 4 112 + 5 102+3 1500+1000 15+15 380 + 30 75+10 65+15 14 + 5 210+1 19,2+1,0 60+60 20 + 2 11 + 1 Продолжение аакт? барк; период полураспада образующегося |3-'излучателя 1400+300; 9,2 ч 420 + 100*; 16 лет 1500+40 *; 1,7 года 14000±4000*; 15,4 дня < 125; 230 дней 70000 +• 20000* 160000 + 60000* 3,9±0,4; 18 ч 0,8 + 0,3; 3,6 мин > 22; 73 дня 525+100*; 7, дней 96 + 20; 136 дней 2000 + 200; 1 .3 мин 800+100; 140 мин 5000 + 2000*; 82 ч 60+12; 27,3 ч 2,03 + 0,20; 75 мин 1,65 + 0,17; 10 ч 2,0+0,4; 9,4 дня 9+2; 2,5 сек+7,5 ч 130 + 30; 129 дней 150 + 20*; 1,9 года 11000 + 3000*; 32 дня 60+40; 101 день 5,5+1 0; 1.8 ч 35+15; 3,7 ч 4000±800; 6,8 дня 390 + 55 10 + 3; 46 дней 40* C0+10) 10; 16,4 мин 19±7; 111 дней A,7±0,2)-104; 5,5 дня 10±10; 140 дней табл. 41.1 страс , барн 8+1 — — "" 100 + 20 — 15 + 4 7 + 3 12 + 5 — 8 + 2 5+1 5 + 1 911
Элемент 74W 75Re 76Os „Ir 78Pt 79Au 8oHg eeRn Массовое число 184 186 187 185 187 188 184 190 192 193 191 192 193 190 192 194 195 196 198 199 197 198 199 196 198 199 200 201 202 204 203 205 204 206 207 208 209 220 222 Содержание, %; период полураспада 30,6 28,4 24 ч Естеств. 37,07 62,93 17 ч Естеств. 0,018 26,4 41,0 31 ч Естеств. 38,5 74 дня 61,5 Естеств. 0,012 0,78 32,8 33,7 25,4 7,2 31 мин 100 2,7 дня 3,15 дня Естеств. 0,146 10,02 16,84 23,13 13,22 29,80 6,85 Естеств. 29,50 70,50 Естеств. 1,48 23,6 22,6 52,3 100 54 сек 3,83 дня о , бары 2,4+0,22 35+3 86 + 4 104 + 8 66+5 15,3+0,7 440 ±20 8,8+0,4 150+150 8+8 1,2+0,9 27+2 0,7+0,7 4,0+0,5 98,8+0,3 374+5 f=0,95 3100+1000* 2500+800* <60* <60* <60* <60* 3,4+0,5 11,4+0,9 0,80+0,08 A70+10) 10-3 0,8±0,6 B5+5) Ю"8 0,70+0,03 <С 30-10"» C4±2) 10-3 — Продолжение °акт> "оря; период полураспада образующегося р-излучателя 2,1+0,6; 73 дня 34+7; 24 ч 90+40; 65 дней 120+12; 92 ч 69+7; 17 ч <;2; 150 дней <С 200; 97 дней 8+3; 16,8 дня 1,6+0,4; 31 ч 600+200; 700 дней 260+100; 1,4 мин 700+200; 74 дня 700+200 130±30; 19 ч 0.76+0.10; 18ч 90±40; 4,3 дня 0,87+0,09; 18 ч 3,9+0,8; 31 мин 15+10; 11,5 ч 96+10; 2,7 дня 26000+1200; 3,15 дня 30+15*; 48 мин 420+80; 24 ч 880 + 175; 65 ч 0.018+0,004; 46,6 ч 3,8+0,8; 47 дней 0,43+0,10; 5,5 мин 8+3; 2,7 года 0,10±0,03; 4,2 мин 0.7+0,2*; 5-10' лет @,6±0,2I0-3; 3.2 ч A9+2) 10-»; 5 дней <С0,2*; 25 мин 0,72±0,07*; 11,7 дня 223Ra табл. 41.1 ~рас, барн — 14 + 4 П±1 10±1 9,3±1,0 20+5 14+2 11 + 1 9+1 — 912
Продолжение табл. 41.1 Элемент Массовое число Содержание, %; период полураспада а(л, а), барн "акт- баР" tjpac, барн 223 224 226 228 11 ,2 ДНЯ 3,64 ДНЯ 1620 лет 6,7 года 130+20*; 3,64 дня 12+0,5*; 14,8 дня 20+3*; 41,2 мин 36+5*; < 10 мин 89Ас eoTh йРа 92u esNp MPu 85Am «eCm „Bk ««Cf 227 227 228 230 232 233 234 231 232 233 233 232 233 234 235 236 238 239 237 239 238 239 240 241 242 243 244 245 241 242 243 242 243 244 245 246 248 249 249 250 251 252 254 253 254 22 года 18,6 дня ,9 года 7,5-10" лет 100%; 1,45-Ю10 лет 23,3 мин 24.1 дня 3,248-10* лет 1,31 дня ( 27,4 дня 27,4 дня Естеств. 73 года 1,61-10е лет 0,0057%; 2,52 • 105 лет 0,714%; 7, МО8 лет 2,4-107 лет 99,3%; 4,5-10» лет 23,5 мин 2,2-106 лет 2,3 дня 89,6 года 2,44-10* лет 6,6-Ю3 лет 13,2 года 3,7-105 лет 4,98 ч 7.5-107 лет 1 10,6 ч 461 год 100 лет 7.6-103 лет 16,5 дня 35 лет 18 лет 2-Ю4 лет 6,6-10* лет 4,2-10* лет 290 дней 470 лет 10 лет 700 лет 2,2 года 55 дней 20 дней 480 дней 510 + 40 22.7+0,6 7,56+0,11 — — 200+20 — — 7,68±0,07 — 578+4 97+5 683 + 3 5,5+0,3 2,71+0,02 — ¦ 170+5 — 403+10 1028+13 287+7 1400 + 80 18,6 + 0,8 — 630+35 8000 ±1000* 115* 500+300* — — 900+400* — — — — 2700 ±600* 795±20; 6,13 ч 123±15*; 7,3- 103 лет 21,4 + 0,3; 25,5 ч 7,33+0,12; 23,3 мин 1450; 24,1 дня 1,8 + 0,5*; «МО мин 200±15; 1,31 дня 760+100*; 27,4 года 20+4; 1,18 мин 19 + 3; 6,7 ч . 300+200*; 1,62 - 106 лет 49+2; 2,52-105 лет Ю5±4; 7, МО8 лет 107±5; 2,4-107 лет 6 + 1,0; 6,7 дня 2,74+0,06; 23,5 мин 22+5; 17 ч 169±6; 2,1 дня 31+6*; 7,0 мин 18+18*; 60 мин 403±10; 2,44-103 лет 315±16; 6.6-103 лет 250±40; 13,2 года 390+50; 3,7-105 лет 19+1; 4,98 ч 170+90*; 7,5-107 лет 1,8+0,3*; 10 ч 265±145; 11,2 дня 750±80*; 16 ч 50+40*; 100 лет — 74,1+4; 26 мин 20 + 10; 35 лет 250+150*; 18 лет 15+10*; 2-10* лет 200±100*; 6,6 • 103 лет 15 ±10*; > 10» лет 6+4; 65 мин 500+200; 3,1 ч 270+100*; Шлет 1500+1000*; 700 лет 3000+2000*; 2,2 года 28+7; 18 дней <2* 300 + 150* ;38ч <40*; 24 дня _ 12,5±0,3 — — — 8,3±0,2 12,4±1,4 15,2+2,3 . . 8.4 + 1.2 — 12,1 + 1,7 , , — . — — — 30—748 913
со 41.2. ГРАФИКИ ПОЛНЫХ НЕЙТРОННЫХ СЕЧЕНИЙ В ИНТЕРВАЛЕ ЭНЕРГИЙ 0,01—107 эо 5арн to2 s 2 1,5 10 8 6 3 г 1,5 -I ' ¦ — ¦ — V90 - ¦ м2о H •a ¦ч. S, л s ( s s ¦ к « ч s \ \ 2 3 4 5e781(f1 2 3 4567В j 2 3 15678^ 2 3 * 5678 JQi 2 3*5678^ 2 3*5678^ 2 3*5678^ 2 3 4 5678^ 2 3 * 5^ ^ Рис. 41.1. Зависимость полных нейтронных сечений о от энергии Е для 'Н 13], 2D[2], НгО [1, 2] и D2O [2].
Рнс. 41.2. Зависимость полных нейтронных сеченнй а от энергии Е для Be и В [2J, С и О [3].
Рис. 41.3. Зависимость полных нейтронных сечений сг от энергии Е для Na, Mg, A1 и К [2]. Штриховая линия— сечение сграс для К [1].
Рис. 41.4. Зависимость полных нейтронных сечений а от энергии Е для Fe, Ni и Си [2].
41.5. Зависимость полных нейтронных сечений а от энергии Е для Ag, Cd, In, Xe, Sm, Eu, Gd, Dy и Аи [2].
Рис. 4!,о. Зависимость полного нейтронного сечения о от энергии Е для 233U 12].
Рис. 41.7. Зависимость полного нейтронного сечения а от энергии Е для 236U [3].
Рис. 41.8. Зависимость полного нейтронного сечеиия а от энергии ?для 2SSU: 0,01—1 зв [3], 1—1000 ав [2] и 10s—10%e [3].
Рис. 41.9. Зависимость полного нейтронного сечеиия а от энергии Е для 239 Ри [3].
4 1 if ~ -I- 60 50 40 3D 20 0,01 OjO2 0,05 0,10 0,20 Ер,3б Рис. 41.10. Зависимость сечеиия рассея- рассеяния aDac от энергии нейтронов Е„ в НаО [14]. COS в 0,4 0,2 О 0,010,02 0,04 0,1 6,1 О,4Еп,эб Рис. 41.11. Зависимость среднего косинуса угла рассеяния нейтро- нейтронов в Н2О от их энергий Еп [14]. Погрешность на кривой дает пред- представление о разбросе эксперимен- экспериментальных данных. 41.3. РЕЗОНАНСНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ ЗАХВАТА Резонансный захват нейтронов. В том случае, если сумма энергии падающего нейтрона и энергии связи его в образующемся промежуточном ядре равна энергии одного из квазистационарных уровней этого ядра, веро- вероятность резонаисиого захвата нейтрона сильно возраста- возрастает. Время жизии квазистационариого уровня т связано с энергетической шириной Г соотношением т = h/Г; и = Ь/Bя), h — постоянная Планка. Вблизи резонанс- резонансного уровня сечение реакции описывается формулой Брейта — Вигнера. Если скорость нейтронов не вели- велика, то в реакцию вступают главиым образом иейтроиы с орбитальным квантовым числом / = 0. В этом случае формула Брейта — Вигиера для отдельного изолиро- изолированного резонанса имеет вид (и, х) = 2B1 + 1) (Е — ?„J + Г2/4 Здесь К = \/Bп); X— длина волны нейтрона; / — спин яд- ядра-мишени; J — спин промежуточного ядра (J = I + 1/2)', Г„ — нейтронная ширина уровня; Г^ — шири яа для ис- испускания частицы х, Г = 2 Гг; Ео — энергия резоиансно- i го уровня. Вероятность эмиссии частицы х: Wx = Tx/r. В качестве процесса х могут выступать процессы эмис- эмиссии нейтрона, 7-кванта, а-частицы, протона и т. п. Резонансный интеграл захвата. Резонансным интег- интегралом захвата называется величина dE Таблица 41.2 Резонансные интегралы захвата [1] Если в соответствии с экспериментом нижняя граница резонансного интеграла была не 0,4 эв, то в скобках указана нижняя граница, например @,15). Нуклид Li В N юр 23Na Mg 2'А1 Si P S Cl к Ca «Sc Vx 51V Cr 66Mn Fe 60Co Ni Cu esCu osCu Zn Ga «sGa ?iGa Ge «As Se Br 78Br Rb Sr Zr eeNb Mo 05Mo 88MO ю»Мо B9Tc icsRh Pd Ag io'Ag i»°Ag In In 115In Sn Sb 121 Sb i23Sb Те 127J /, барн по активации 0,30 + 0,02 -0,24 -0,16 -0,092 . — — -10,7 -2,2 — 14,0 + 0,6 75±5 — 4,26 + 0,15 5,04 + 0,15 2,30±0,23 — 9,1 15 36,8 147 9,0 + 2,8 0,91 — 3,86 — . 10,8 + 2,5 3,73 + 0,20 656 — . 74 1160 — 1050 2639+133 162 -138 — 140 Измерено по поглощению 28 280 + 40 4,8+2,4 2,3 + 0,5 [14] 0,27 0,077 + 0,022 0,18 0,5 2 0,6 12,8+1,7 3,5+1,1 [14] 2 3,0 3,3+0,8 2,6±1,1 [14] 14,0 + 0,3 1,9+0,4 «87 <3,1 3,7+0,8 — 1,66+0,16 11,7+2,7 3,5+2,9 33 9,6+1,2 118+14 10,0 + 2,6 0,93±0,15 13,5i5,0 20,2 + 2,5 106 + 20 67 + 20 575 23 838+50 — 1910 + 200 3686 + 350 5,7 + 0,7 115+12 -74 183+30 Вклад lOM. барн 31 342 0,83 i 0,23 . 0,03 0,11 0,07 0,09 0,23 14,8 0,91 0,19 10,5 2,6 2,2 1,4 5,83 1,15 17,1 2,0 1 1,7 1,95 0,92 0,48 1,23 0,62 1,76 1,1 1,9 5,4 2,9 4,6 0,32 0,53 0,56 0,08 0,51 1,2 6,1 0,08 0,09 7,0 69 3,5 28 15 40 86 26 ~91 0,27 2,5 2,6 1,1 2,1 3,1 923
Нуклид Продолжение 1, барн. Измерено по активации по поглощению табл. 41.2 Вклац /С/о), барн 129J 1S8Cs iS5Cs Ba La Ce 14lpr 143Pr Nd 145Nd 147Pm 147Srn 149Srn 162Srn l&lEli 16SEu Gd 164J)y Lu 175 J^jj 1761 ц Hf 180J-{[ 181Ta W 185Re 187 Re Оз Ir 183 i Pt Г 197 Au 20SHg 20571 Pb 209Bj 28STh 23Spa U 2SSTJ 284JJ 2S5U 286IJ 288 TJ 287Np 2S8pu 230рц 240 рц 24ipu 242pu Sis Am 55+22 370+50 96±3 _ 11,3 1700±170 901 ±138 950 482 + 33 463 ±15 887 + 65 1750 21,8 590 355 1160 305 3500 1370 1558 129 0,5 0,085 + 0,008 85 500+150 470 ±70 _ 271 ±25 (f) 350 ±40 280±15 _ — — — — 503 ±80 — 7,5 11 3,7+1,7 7±3 190 + 25 40±6 190 146±15 — <1390 4400 3100±200 <3000 1420 + 100 67±8,0 — 720 + 70 — —¦ 2900 ±350 — 1110 + 400 338 + 60 396 ±59 — — 180 + 20 2000 ±490 — — 190 — 73 + 5 0,125±0,030 85+10 400+100 1200 + 400 224 ±40 300 + 100 700+100 150+50 400 ±100 286 ±25 945 ±130 3260+280 327 + 22G) 1500±300 @,15) 9000+1500 1000±300 @,15) 1300 ±200 2290+50 4,8 13 3,8 0,53 4,1 0,32 5,1 39 20 140 26 55 38 — 98 — 140 — — 50 5,8 —- 46 5,5 9,2 8,5 15,0 46 30 6,7 193 420 57 4,2 45 4,8 0,04 0,075 0,008 3,2 8,8 3,4 — 42 — 2,6 1,2 75 180 — — 130 — 13 — где Ecd = 0,4 эв — эффективная граница кадмиевого среза. Обычно предполагается, что с достаточной сте- степенью точности полный резонансный интеграл имеет вид = 2 /?ез где суммирование производится по всем резонансам, а /(!/») — ('/2H B200 м/сек) учитывает суммарный вклад сечеиия, подчиняющегося закону l/v. В качестве эталона при измерениях резонансных интегралов обычно используется 197Аи, для которого при толщине образца 0,015 мг/см2 и толщине кадмиевого фильтра 0,44 г/см? принимаются значения / = A558 + ± 62) барн и /O/v) = 45 барн. 41.4. ДИФФУЗИОННЫЕ ПОСТОЯННЫЕ ВЕЩЕСТВ Замедление нейтронов Если нейтроны с высокими скоростями ввести в сре- среду с малым сечением поглощения нейтронов, то они на- начнут терять свою энергию в результате столкновений с ядрами. При соответствующих условиях процесс за- замедления продолжается до тех пор, пока нейтроны ие приобретут скорости, отвечающие их тепловому равно- равновесию с ядрами среды. При энергиях нейтронов <0,1 Мэв наиболее сущест- существенным процессом является упругое рассеяние нейтро- нейтронов с нулевым орбитальным квантовым числом / = 0. В этом случае рассеяние изотропно в системе центра масс. В элементарной теории замедления предполагается, что замедление нейтронов обусловлено исключительно упругими соударениями, и ядра, с которыми сталкива- сталкиваются нейтроны в процессе замедления, до столкновения находились в покое. Эти предположения удовлетворитель- удовлетворительно выполняются в диапазоне энергий нейтронов от 0,1 эв до 0,1 Мэв. После соударения с ядром среды нейтрон в лабораторной системе координат отклоняется иа угол ф, определяемый из соотношения A cos В + 1 cos ф = — , V А* + 2A cos в + 1 где А — масса ядра-мишени ив — угол рассеяния в системе координат, связанной с центром масс. Среднее значение cos ф=2/(ЗЛ). Энергия рассеянного нейтрона А* + 2Л cos 6 + 1 ? е где Еи — энергия нейтрона до столкновения; Ек — энергия нейтрона после столкновения. Максимальная потеря энергии гпах(Ен— Ек) = ЯИA — се) при <*=(— ). \ А + 1 / Средняя логарифмическая потеря энергии на одно столк- столкновение Среднее число столкновений при замедлении от энергии Ен до энергии Ек: 924
Таблица 41.3 Свойства некоторых замедлителей [4,5] п — среднее число столкновений при замедлении от 2 Мэв до тепловой энергии. Таблица 41.4 Время замедления t нейтронов от ?„ = 2 Мэв до энергии ?к= 0,025 эв [1, 6] Замедлитель 1Н 2D 4Не 'Li »Ве 12С 16О Ядра с боль - шим А Н2О ВеО 1—а 1,00 0,889 0,640 0,438 0,360 0,284 0,222 ЩА+2) —. —¦ 1,00 0,725 0,425 0,268 0,209 0,158 0,120 2/(Л+2/3) 0,948 0,570 0,173 cos ф 0,67 0,33 0,167 0,095 0,074 0,056 0,042 2/(ЗЛ) 0,323 0,116 0,061 п 18 25 43 67 86 114 150 9Л+6 Замедлитель Вода Тяжелая вода Бериллий Окись бериллия Графит храс - см 1,1 2,6 1,6 1,5 2,6 t. Ю-5 сек 1,0 4,6 6,7 7,8 15,0 Возраст нейтронов т. Дифференциальное уравнение теории замедления в среде без поглощения (уравнение возраста Ферми) имеет вид V29 (r, т) = (г, т) где q — плотность замедления, или число нейтронов в 1 см3, пересекающих за 1 сек данное значение энергии Е при движении по энергетической шкале. Символический возраст нейтронов Время замедления нейтронов. Время t, в течение которого нейтрон с начальной энергией Ен замедляется до Ек, называют временем замедления, или хронологи- хронологическим возрастом нейтронов ?„ t к) = f . ° F dE= f J «P-pac E J Е 0 2 _ 1 1 где Крас — длина свободного пробега нейтрона по отно- отношению к рассеянию; v — скорость нейтрона. Dvdt; D — коэффициент диффузии; fipac — макроскопическое се- сечение рассеяния; v — скорость нейтрона; t — время за- замедления до энергии Ек. Возраст нейтронов т равен 1/6 среднего квадрата смещения нейтрона (по прямой) при замедлении от энер- энергии Еп до энергии Ек : т (Ен -> Ек) -- Таблица 41.5 Возраст нейтронов для некоторых замедлителей В скобках в первой колонке указана энергия моноэнергетических нейтронов в мегаэлектронвольтах. Для смесей указано объемное отношение компонент, например 50% Н2О, 50% Zr. Ек — значение граничной энергии, до которой производилось измерение возраста. Источник нейтронов Sb-f-Be @,025) Na-7-Be @,970) Спектр деления Реакция D(d, it) B,6) Ra-a-Be Po-a-Be Реакция T(d, n) A4,1) Спектр деления Ra-a-Be Po-a-Be Спектр деления » » Ra-a-Be Ra-a-Be Po-a-Be Спектр деления » » Спектр деления Ra-a-Be Замедлитель (плотность, г/см3) н2о н2о н2о н2о Н2О н2о н2о н2о н2о Н2О 50% Н2О; 50% А1 50% Н2О; 50% Zr 50% Н2О; 50% РЬ 50% Н2О, 50% Fe 50% Н2О; 50% Zr D2O D2O Be A,85) Be A,78) Детектор (Е эв) In In In In In In In @,025) Dy @,025) In @,025) In In @,025) In @,025) In In Возраст т, см2 5,48+0,15 13,9+0,2 27,86+0,1 34,6 + 2,2 48,5 57,3+2,0 150+6 30,2+1,5 55 62+5 76,8 81,7 72,8 57,9 -92 109+3 120 80,2+0,2 120+23 Литература 14] 14j 14 14 [7 [14 [14 1 7 9 7 7] 7 7 7 [4] [1 [и: [14] 925
Продолжение табл. 41.5 Источник нейтронов Спектр деления » » » » Sb-r-Be @,025) Спектр деления Ra-a-Be Pu-a-Be Ро-о-Ве Спектр деления » » Ро-о-Ве Замедлитель (плотность, смв) Be A,84) BeO B,96) BeO Графит » » » » Дифенил * Детектор (Ек, эв) @,025) In @,025) In In In In In @,025) In In Возраст x, cms 97,2 93,4 + 4,7 105+10 142—147 312,5 + 0,5 -380 -416 614 350 54,2+2,4 106,5+6.8 Литература 14 i!4| [7] [14,7) [141 1141 П4] [8] [1] [101 1101 Таблица 41.6 Вайраст нейтронов спектра деления в смеси D20 — Н2О so энергии резонанса индия [1) Отношение объемов V (D2O) V (НЕО) 99,8 99,0 98,4 95,3 94,0 91,8 Возраст -с. см* 109+3 107+5 106+3 93±3 86+3 78+3 Диффузия нейтронов Элементарное уравнение диффузии нейтронов (диф- (диффузионное уравнение) имеет внд вФ dt ¦ = div (D grad Ф - (лпогл Ф + S), где Ф — плотное гь потока нейтронов, см • сек~1: S — ПЛОТНОСТЬ ИСТОЧНИКОВ СМ~а; D = (Лрас/[3(Л<Г ((Лпогл -г +Н-рас)] — коэффициент диффузии, см [при (лпогл < ,арас D ^-. l/C^r)j; ^„огл—макроскопическое сечение поглоще- поглощения; \jfr—транспоржое сечение связанное с транспортной длиной свободного пробега выражением 1 "¦рас \ 1 — cos i/ L = VDl\xnorll — длина диффузии (Z.2 = ^2/б, где г—рас- г—расстояние по прямой линии от точки возникновения ней- троиа до захвата); t= АПогл/е= 1/(^погл) — время диф- диффузии, или время жизии теплового нейтрона. В непоглощающей среде, имеющей температуру Т, нейтроны, находящиеся в тепловом равновесии со сре- средой, имеют максвелловское распределение по скоростям, причем Т называют температурой нейтронов. Таблица 41.7 Максвелловское распределение и средние величины [7) Обозначения: m—масса нейтрона; v — скорость; k — постоянная Больцмана; Т — температура, JK. Величина Нормированное распре- распределение по скоростям Наиболее вероятная ско- скорость Средняя скорость Энергия, соответствую- соответствующая наиболее вероят- вероятной скорости Нормированное распре- распределение по энергии Наиболее вероятная энергия Средняя энергия Энергия, при которой плотность потока n{E)-v(E) максимальна Формула нли значение 1 ( т V/в -mv*H2kT) /Шт "¦•¦- V ~ = = 128,4 УТ~м/сек 77- -1 / skT — У пт kT/2 nTv/2= 3kT/2 kT 926
Таблица 41.8 Время жизни тепловых нейтронов t в некоторых .. замедлителях [14] Продолжение табл. 41.9 Замедлитель н2о D2O D2O (99,8мол. %) Графит Be ВеО Парафин Плексиглас Даутерм А* Гидрид циркония Плотность, г/см* ( ,0 ,1 ,1 1,6 ,85 ',96 3,87 1,18 1,06 3,48 ХПОГЛ' СМ 52,8 32 200 14 300 3210 910 1880 44 57,7 87 65,7 t, мсек 0,213 130 57,6 12,9 3,65 7,6 0,178 0,232 0,348 0,266 * Дифенил н окснднфенил в ртиошении 0,36:1. Таблица 41.9 Тепловые диффузионные постоянные веществ [1,5] Веще- Вещество н н2о D2O Не Li Be ВеО В С N О F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar К Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Плотность, г/см* 8,99- 10-5 1,00 1,10 1,78-10-4 0,534 1,84 2,8 2,45 1,60 1,25-10-3 1,43-10-8 1,70- 10-« 0,90-10~8 0,971 1,74 2,70 2,35 1,83 2,1 3,21-10~3 1,78-10-8 0,87 1,54 2,5 4,5 5,96 6,92 7,42 7,86 см-* 1,78-10-5 0,022 3,05- Ю 1,88- 10-' 3,29 1,23-10"8 6,2-10-4 108 2,99- 10-" 1,01- 10"" 1,04-10-8 5,39-10"' 7,52- JO 0,0134 2,97-10-8 0,0145 8,07- lO'8 7,12-Ю-3 0,0205 1,84-10"8 1,77-10-5 0,0278 0,0102 0,804 0,328 0,352 0,248 1,07 0,222 V- см-* 2,04- 10"8 3,45 0,449 2,14-lO-5 0,0649 0,861 0,760 0,546 0,385 5,38-10 2,26-10-4 2, MO 6,45-10-5 0,102 0,155 0,0844 0,0857 0,178 0,0434 8,73-10-4 4,03-10-5 0,0201 0,0696 0,804 0,226 0,352 0,240 0,187 0,933 L, см 5200 2,767 + + 0,008 [14] 116 + 4 106 1,31 20,8 + 0,5 32,7 + 0,5 [14] 0,077 51 + 3 2540 3,78-105 5,51-10* 8430 15,9 27,3 16,7 22,2 16,4 19,5 459 2,17-10* 24,7 21,8 0,724 2,13 1,65 2,37 1,30 1,28 D, см 482 0,164 0,62 1,87- 10* 5,68 0,532 0,75 0,650 0,886 651 1540 1640 5350 3,37 •> 2,21 4,05 3,98 1,91 7,84 389 8400 16,9 4,87 0,421 1,49 0,959 1,40 1,80 0,362 Веще- Вещество Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Кг Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Те I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tu Yb Lu Hf Та W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Rn 227 Ac Th Pa U uo2 239рц "I лотность, г/см" 8,71 8,75 8,94 7,14 5,90 5,46 3,70 4,5 3,12 3,71-10"8 1,53 2,54 5,51 6,44 8,4 10,2 11,5 12,1 12,4 12,2 10,5 8,65 7,28 7,29 6,22 6,02 4,94 5,85-10-s 1,87 3,5 6,15 6,9 6,48 6,96 7,75 5,22 7,95 8,33 8,56 8,76 9,16 9,35 7,01 9,74 13,3 16,6 18,9 21,0 22,5 22,4 21,4 19,3 13,6 11,9 11,3 9,7 9,73-10~8 10,0 11,5 15,4 18,7 10 19,74 ^ПОГЛ' см-1 3,38 0,413 0,326 0,0724 0,143 0,111 0,128 0,422 0,158 8,27-10 7,87-10 0,0211 0,0489 0,00787 0,0632 0,173 1,54 0,185 10,8 0,551 3,69 114 7,30 0,0231 0,175 0,134 0,164 9,3-JO 0,238 0,0184 0,237 0,0217 0,313 1,34 174 89 1410 1,45 30,1 2,08 5,7 4,23 0,903 3,76 4,71 1,16 1,19 5,84 1,12 30,9 0,582 5,83 15,5 0,119 5,59-10~8 9,5-10-4 5,28-10~3 15.9 0,226 0,363 0,169 57,0 f-pao CM~l 0,623 1,57 0,610 0,237 0,204 0,136 0,179 0,378 0,141 1,97-10-4 0,130 0,175 0,112 0,340 0,272 0,448 0,433 0,363 0,248 0,352 0,325 O,O84o 0,148 0,132 0,142 0,0844 1,15-10-3 0,170 0,123 0,403 0.266 0,111 0,464 0,155 0,166 — 3,17 — 0,495 0,233 0,293 0,359 0,276 0,310 0,95 — . 0,661 0,549 0,817 0,491 0,361 0,252 — 0,374 0,393 0,372 0,478 L, см 0,40 0,228 1,30 4,43 3,40 4,72 3,84 1,45 3,88 1460 18,3 9,54 7,57 11,2 4,42 2,08 : 2,05 0,292 1,57 0,508 0,0949 0,739 9,90 3,80 4,20 4,92 1770 2,02 12,2 1,86 7,6 3,1 0,73 0,112 0,151 — 0,187 — 0,344 0,582 1,12 — 0,444 1,02 0,953 0,175 0,932 0,323 0,163 2,39 12,9 37,2 2,7 1,55 1,9 0,0708 D, см 0,541 0,215 0,552 1,42 1,65 2,48 1,88 0,890 2,38 1750 2,55 1,92 2,75 0,987 1,23 0,749 0,776 0,924 1,35 0,953 1,03 3,99 2,27 2,53 2,36 3,97 2890 1,96 2,73 0,825 1,25 3,0 0,72 2,15 2,02 — 0,105 0,67 1,43 1,14 0,931 1,21 1,08 0,252 , 0,506 0,609 0,410 0,681 0,925 1,33 1,65 3,08 0,615 0,286 927
Таблица 41.10 Диффузионные постоянные D2O с примесью Н2О при температуре 7"=300°К [11] Сечения когерентного рассеяния о, Таблица 41.12 (со знаком) [12] Примесь HZO в D2O, % 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 •"¦now см (при а=2200 м/сек) 26500 16800 12300 9670 7980 6800 5920 5240 4700 4270 3900 ¦Vic' см 2,88 2,87 2,85 2,84 2,82 2,81 2,80 2,78 2,77 2,76 2,74 L2, см' 25400 16100 11700 9150 7500 6350 5550 4850 4350 3930 3560 Таблица 41.11 Значение альбедо тепловых нейтронов для плоских отражателей из различных рассеивающих материалов [14] Рассенватель н2о D2O Be Графит Толщина отражателя 20 см 0,811 0,853 0,881 0,834 40 см 0,811 0,922 0,607 0,903 60 см' 0,811 " 0,947 0,910 0,823 СО 0,811 0,981 0,911 0,936 41.5. КОГЕРЕНТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ НЕЙТРОНОВ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО *- Когерентное рассеяние нейтронов. В сечении рас- рассеяния нейтронов с энергиями^О,! зв принято выделять когерентную ок и некогерентную анек части. Упорядо- Упорядоченное расположение ядер рассеивателя приводит к постоянству фазовых соотношений рассеянных от раз- разных ядер нейтронных волн, т. е. приводит к когерент- когерентному (интерференционному) рассеянию. Случайное по- положение спинов нейтронов и рассеивающих ядер, а также хаотическое расположение изотопов в атомах рассеивателя приводят к «спиновой» и «изотопической» некогерентным 'составляющим в о"нек. Когерентная и некогерентная составляющие сечения характе- характеризуются своими амплитудами рассеяния Ьк и ?>нек: 2/ + 1 2/ + 1 к = 2/4-1 * + ~~ где / — спин рассеивающего ядра, амплитуды 6+ и ?>_. характеризуют рассеяние в состояниях, когда -полный спин ядра и нейтрона соответственно равны J — I + 1/2 и J = I — 1/2. Сечения процессов находятся умножением квадратов амплитуд на 4я, например ак~ 4я| 6К|2. Тем- Температурные колебания атомов в решетке изменяют величи- величину ск. Этот эффект учитывается множителем Дебая — Уоллера, см., например, [12]. Ядро т 2D Не Li eLi 7Li »Ве С isc N О 19р Na Щ 27А1 Si 31 р S С1 Аг 36Аг К Са 40Са 44Са «Sc Ti 46Ti 47Ti «Ti «Ti 60Ti V Cr Mn Fe 64Fe 6eFe 67Fe 69Co Ni 60Ni 62Ni Cu esCu 66Cu Zn || V барн l,79±0,02 (—) 5,4+0,3 (+) 1,1+0,2 (+) 0,40+0,03 (—) 6+3 (+) 0,80±0,05 (—) 7,53+0,07 (+) 5,50+0,04 4,5+0,6 (+) 11,0+0,5 (+) 4,2+0,3 (+) 3,8+0,3 (+) 1,55+0,05 (+) 3,60+0,10 (+) 1,50+0,10 (+) 2,0+0,20 (+) 3,10+0,16 (+) 1,20+0,08 ( + ) 1,21 + 0,80 (+) 0,5 + 0,10 ( + ) 72+5 (+) 1,5+0,1 (+) 3,0+0,1 (+) 3,0+0,1 ( + ) 0,4 + 0,03 (+) 17,5 + 1,5 1,4 + 0,3 (—) 2,9+0,1 (+) 1,4 + 0,1 (+) 4,2 + 0,2 (—) 0,08+0,02 (+) 3,8 + 0,2 ( + ) 0,032+0,008 (—) 1,56±0,03 (+) 1,7+0,1 (—) ll,37 + 0,05( + ) 2,20+0,13 (+) 12,8+0,2 ( + ) 0,64 + 0,04 ( + ) 1,00 + 0,06 (+) 13,2 + 0,2 (+) 25,9+0,3 ( + ) 1,1+0,1 ( + ) 9,5 + 0,1 ( + ) 7,5 + 0,2 (+) 5,7+0,3 15,5+0,6 4,3+0,3 (+) Ядро Ge 76 As Se Br Kr Rb Sr 88 у Zr Nb Mo Rh Pd Ag io7Ag 109 Ag Sn Sb Те 12СГГе 128-Tg 180Te 127 [ Xe 183Cs Ba La Ce 140Ce l42Ce i«Pr Nd 141Nd 144Nd 146Mrl ^2Sm 164Sm Er i81Ta W Os Pt Au Hg Tl Pb 209BJ ск, барн 8,8+0,5 (+) 5,0+0,3 (+) Ю+0,6 (+) 5,7+0,4 (+) 7,2 + 0,4 3,8+0,3 ( + ) 4,1+0,3 (+) 8,05+0,25 (+) 6,3+0,3 (+) 6,0+0,2 (+) 5,6+0,2 (+) 4,5 + 0,5 (+) 5,0+0,3 (+) 4,6+0,3 (+) 8,7+0,5 (+) 2,3+0,2 (+) 4,6 + 0,3 (+) 3,7+0,3 ( + ) 4,0 + 0,3 ( + ) 3,5±0,7 4,2 + 0,5 4,1+0,4 3,4 + 0,2 (+) 3,0 + 0,2 (+) 3,0 + 0,2 (+) 3,5 + 0,2 (+) 8,7 + 0,3 ( + ) 2,7 + 0,2 (+) 2,8+0,11 (+) 2,6 + 0,2 (+) 2,4 + 0,2 (+) 6,5 + 0,4 ( + ) 7,5 + 0,6 (+) 1,0+0,2 (+) 9,5 + 0,4 (+) 3+1 (-) 8+2 (+) 7,8+0,4 (+) 6,1+0,4 (+) 2,74+0,05 (+) 15,2+1,5 11,2+0,7 (+) 7,3+0,1 (+) 22 + 2 ( + ) 10±l ( + ) 11,5 + 2 ( + ) 9.95 + 0,04 ( + ) Дифракция нейтронов. При прохождении пучка медленных нейтронов через кристалл возникают вто- вторичные, дифрагированные (т. е. «отраженные») кристал- кристаллическими плоскостями пучки нейтронов. Направления пучков, дифрагированных кристаллом, определяются условиями Вульфа—Брегга:Л = Чины sine, где Аны — межплоскостное расстояние для плоскостей с индекса- индексами А, К I; 6 — угол отражения. Преломление и отражение нейтронов. При пересече- пересечении границы двух сред нейтронный пучок так же, как и луч света, отражается и преломляется. Показатель пре- преломления п рассчитывается по формуле п2 — 1 = _ —K2NbK/n, где N—число атомов в I см3, Ьк—амплиту- Ьк—амплитуда когерентного рассеяния и ^— длина волны падающих 928
нейтронов. Влияние поглощения среды на показатель преломления незначительно. Например, для кадмия при учете поглощения показатель преломления меняет- меняется на 0,5% для нейтронов сА, = 2 А. Рассеяние нейтронов в среде, магнитные моменты атомов которой имеют упорядоченную ориентацию (фер- ро-, ферри-, антиферромагнетики), является когерент- когерентным. Показатель преломления в этом случае определя- определяется из выражения п2 — 1 = —X2NbKln ± ц,В/?, где М> — магнитный момент нейтрона; Е — его энергия и В — магнитная индукция насыщения. Предельный угол скольжения 6С для полного отра- отражения нейтронов от зеркала равен Таблица 41.13 Предельные углы полного отражения нейтронов с Х= 1,873 А [12] Табли ца 41. 14 Граничные длины волн для кристаллических нейтронных фильтров [13] Зеркало Be С Fe ес 12,0' 10,5' 10,7' Зеркало Ni Zn Си вс 11,5' 7,1' 9,5' Кристаллические нейтронные фильтры. Для систе- системы беспорядочно ориентированных кристаллитов в по- поликристаллическом нейтронном фильтре условие Вуль- фа — Брегга удовлетворяется только для нейтронов с длиной волны k<d2dm, гда dm — максимальное меж- плоскостное расстояние кристаллической решетки. При прохождении пучка нейтронов через такой фильтр из пучка вследствие когерентного рассеяния будут выво- выводиться нейтроны с \<^2&т. Ослабление нейтронов с К > 2dm происходит за счет процессов некогерентного упругого рассеяния, теплового неупругого рассеяния и поглощения. Для многих веществ сечения последних трех процессов много меньше, чем сечение когерентного рассеяния, поэтому в пучке, прешедшем через фильтр, практически отсутствуют нейтроны с K2d Вещество Be BeO РЬ Графит Bi 3,95 4,40 5,70 6,69 8,00 Егр. эв 0,00520 0,00420 0,00250 0,00183 0,00128 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гордеев И. В., Кардашев Д. А., Малышев А. В. Ядерно-физические константы. М., Госатомиздат, 1963. 2. Юз Д., Шварц Р. Атлас нейтронных сечений. М., Атомиздат, 1959. 3. Schmidt J. J. Neutron cross section for fast reactor materials. Karlsruhe, 1962. 4. Вейнберг А., Вигнер Е. Физическая теория ядерных реакторов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 5. «Атомная энергия», 1958, т. 5, вып. 1, с. 82. 6. Глесстон С, Эдлунд 1W. Основы теории ядерных реакторов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1954. 7. Физика ядерных реакторов. Пер. с англ. Под ред. Стенбока И. А. М., Атомиздат, 1964. 8. Шалашов Ю. П. «Атомная энергия», 1965, т. 18, вып. 3, с. 282. 9. Григорьев И. С. «Атомная энергия», 1967, т. 23, вып. 4, с. 352. 10. Юрова Л. Н. и др. В кн.: «Нейтронная физика». М., Атомиздат, 1961. с. 192. 11. Галанин А. Д. Теория ядерных реакторов на тепло- тепловых нейтронах. М., Атомиздат, 1959. 12. Кёртис Л. Введение в нейтронную физику. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1965. 13. Гуревич И. И.. Тарасов Л. В. Физика нейтронов низких энергий. М., «Наука», 1965. 14. Бекурц К-. Виртц К- Нейтронная физика. Пер. с нем. М., Атомиздат, 1968. ГЛАВА 42 ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР 42.1. ВВЕДЕНИЕ Деление атомного ядра — это процесс распада воз- возбужденного ядра на 2 (реже 3 и 4) сравнимых по массе ядра-осколка деления. Деление ядер сопровождается испусканием вторичных нейтронов, -у-квантов и выделе- выделением энергии. Делению подвержены ядра всех тяже- тяжелых элементов, если только они находятся в достаточно высоких возбужденных состояниях. Процесс деления — это один из возможных путей снятия возбуждения ядра; другие конкурирующие процессы: испускание f-кван- тов, испускание нейтронов и т. п. Энергию возбуждения можно сообщить ядру облу- облучением его т-кваитами или бомбардировкой его части- частицами высокой энергии. При неупругом соударении час- частица может передать ядру часть своей энергии, которая пойдет на возбуждение ядра. Еще один путь получения возбужденного ядра — это образование составного яд- ядра при столкновении с частицей. Особо важное значение имеет процесс образования составных ядер при захвате нейтронов. Порог деления, вызванного -^-квантами (т. е. энер- энергия наиболее мягких -у-квантов, еще способных вызвать деление), является непосредственной мерой минималь- минимальной энергии возбуждения ядра, необходимой для деле- деления. Порог реакции деления под действием нейтронов меньше порога фотоделения составного ядра на величи- величину энергии связи нейтрона с ядром мншени. Поэтому 929
некоторые из порогов реакции деления ядер под дейст- действием нейтронов отрицательны. Это означает, что процесс деления возможен при захвате ядрами тепловых и хо- холодных нейтронов. Такие ядра называются делящимися. Кроме указанных механизмов возбуждения ядер, которые приводят к делению, возможен процесс деления ядер без каких-либо видимых внешних воздействий иа ядро. Такой процесс называется спонтанным делением. Вероятность спонтанного деления несоизмеримо меньше вероятности распада тех же ядер, находящихся в воз- возбужденном состоянии. Например, константа распада (iflh) для спонтанного деления 235U приблизительно равна 10~24сек~1, а для возбужденного состояния с энер- энергией возбуждения выше порога деления Г//ft ~- 1014 сек'1. После захвата нейтрона образуется составное ядро. Время жизни составного ядра по отношению к делению т = ft/iy=%;10~i4 сек, это время значительно превыша- превышает время, в течение которого нейтрон с энергией 1 Мэв пролетает поперечник ядра (-~Л0~21 сек). Образующиеся при распаде ядра осколки в большин- большинстве случаев имеют разные массы, например при делении ядер урана масса легкого осколка 90—100 а. е. м., а тяжелого 130—140 а. е. м. Скорости осколков ~109 см/сек. Импульсы осколков равны и противоположны по знаку. Скорость осколков достигает 90% конечного значения уже при расстоянии между ними ~10~и см, т. е. когда они еще находятся внутри иаииизшей электронной оболочки атома. Осколки деления первоначально нахо- находятся в возбужденных состояниях. Их суммарная энер- энергия возбуждения ~20 Мэв. Возбужденные осколки де- деления ведут себя так же, как и другие возбужденные яд- ядра: они распадаются с испусканием частиц и -у-кваитов. Поскольку осколки имеют большие заряды и переобога- переобогащены нейтронами, то испускание нейтронов наиболее вероятно. Время жизии осколков по отношению к ис- испусканию нейтронов ~10~17 сек. Эти нейтроны, испус- испускаемые при делении ядер возбужденными осколками, называются «мгновенными нейтронами деления». Сред- Средняя энергия возбуждения осколка после испускания нейтронов равна половине энергии связи нейтрона и равна для обоих осколков 6—7 Мэв. Эта энергия излу- излучается в виде у-квантов за время, характерное для ис- испускания у-квантов, т. е. около 10~14 сек. В начале своего пути осколки имеют положительный заряд от 10 до 20 электронных зарядов, так как некото- некоторые из орбитальных электронов составного ядра «стря- «стряхиваются» при делении. Проходя через вещество, оскол- осколки теряют свою энергию в основном на ионизацию среды. Вдоль пути двух осколков образуется —5-106 пар иоиов. Замедлившиеся осколки захватывают электроны и к моменту, когда их энергия уменьшается до тепловой энергии среды, становятся электрически нейтральными. Время замедления осколков в воздухе ^Ю"9 сек, а в плотных средах ~10~12—10~13 сек. За это время оии про- пробегают в воздухе расстояние ~~2см, а в плотных средах ~10-3 см. Заряд замедлившихся осколков (называемых обычно продуктами деления) сильно отличается от заряда ста- стабильных атомов с той же массой. Это различие уменьша- уменьшается в результате серии р-распадов (обычно трех или четырех для каждого осколка). В отдельных случаях р-распад продуктов деления приводит к высоковозбужденным состояниям дочернего ядра, для которых возможен выброс нейтрона. Так как константа распада по отношению к эмиссии этого «за- «запаздывающего» нейтрона намного превышает константу Р -распада, то испускание нейтронов будет следовать за Р-распадом материнского ядра почти мгновенно и вре- временная зависимость интенсивности запаздывающих нейтронов будет такая же, как у р-распада материнского ядра. 42.2. СПОНТАННОЕ ДЕЛЕНИЕ При споитаииом делении наблюдается самопроиз- самопроизвольный развал ядра иа осколки (обычно 2) и некоторое количество свободных нейтронов. Кинетическая энер- энергия осколков составляет около 150 Мэв. Процесс деления сопровождается эмиссией нескольких у-квантов. Усред- Усредненное по достаточно большому количеству распадов, число нейтронов, появляющихся в результате деления ядра, называют средним числом нейтронов на акт деле- деления V. Таблица 42.1 Периоды полураспада по отношению к спонтанному делению и средние числа нейтронов v, испускаемых на акт деления Ядро 230Th 232Th 233Th 230Pa 23iPa 232(J 233(J 234(J 236U 236y 238U 239U 237Np 238Np 239Np 236рц 238 pu 239 pu 240pu 242pu 244pu 242Am 2*°Cm 2«Cm 244Qm 246Cm 2«Cm 260Cm 249Bk 246Cf 248Cf 2«Cf 2b°Cf 262Cf 254Cf 253J?<j 254ES 254pm 255prn 256CVp 26'pjn 266Md 260 Ku Г1/2, гады 1,5-101' 1,4- 10i8 101" 8-101s >3-10i' 2- 10й 1,9-101' 2-101" 8-10« >4-10i6 — >5-10i2 3,5- Ю9 4,9-101° 5,5-10» 1,2-1011 6,8-10i° 2,5-101° > 1,4-Ю 7,9-105 7.2-106 1,4-10' 1,7-10' 4,6-106 1,7-10* 6-108 2,110s 7-10s 1,5-10s 1,5-10* 85 55,6 дня 6,4-Ю5 1,5-10^ 0,675 104 2.7 ч 100 3,5 ч 0,3 сек V 1,24+0,15* 1,36+0,15* . 1,63+0,15* 1,58+0,15* 2,30+0,20 1.71±0,15* — l,67±0,15 .— 2,17 + 0,20 2,28 + 0,10 2,23±0,05 2,28 + 0,13 — 2,42+10,15* 2,59+0,11 2,82+0,09 3,72±0,16 2,92+0,9 — 3,78+0,04 3,90 + 0,14 — — 4,05+0,19 Литера- Литература [2.31 i' \t [' I; i 1 I i ГЗ] I) П] ь 1 1 i I 1 I I 2 I \ ll 21 2l 11 21 1] 2.3j 2] 2 3 2 [ ,2,4] г [ 1J 3 .2] 1 1 2 1 * Значение экстраполировано от полученного при измерениях с тепловыми или быстрыми нейтронами. 930
42.3. СЕЧЕНИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР На рис. 42.1—42.4 представлены графики зависимостей сечения деления некоторых ядер от энергии нейтрона Таблица 42.2 Сечения делении «/ ядер под действием тепловых нейтронов (v = 2200 м/сек) [4] v—'Число вторичных нейтронов, испускаемых на акт деления. Значения, отмеченные звездочкой, получейы для распределения нейтронов в реакторе. Ядро 223Ra 226Ra 228Ra 22'Th 228-Th 229-Th 230Th 232Th 233Th 2S4Th 230pa 23ipa 232pa 233pa з., барн <100 <io-4 <2 <2 1500+1000 «0,3 30,5+3 <io-3 F+2) Ю-6 15+2* <10~a 1500 + 250 A0 + 5) 10-3 700+100 <0,l V 2,13 + 0,03 2,13+0,03 _ — — Ядро 234Pa 2 SOU 23iy 232IJ 233^ 234JJ 2S6IJ M8IJ 239IJ 2S4Np 2S6Np 237Np 238Np 236 Np *f, барн <500 25 + 10 400+300 80 + 20 525+4 <0,65 582 ±4 6-10-" 14+3* 900+300 2800+800 19+3 1600+100 <1 V _ —. — 2,51+0,02 — 2.44 + 0,02 — — — 2,96+0,5 — — Ядро 23ври 237pu 23spu 239 рц 240pu 24ipu 24'Pu 24iAm 242Am «Am 244Am 242Cm 243Cm 24BCm 249Q **, барн 170 + 35 2500 + 200 16,8 + 0,3 742 + 4 0,030 + 0,045 1025+10 0,3 3,l±0,2 2500+1000 6400 + 500* <7,5-10-2 <5* 700+50 1900 + 200 600 + 400* V — 2,89 + 0,04 — 2,96 + 0,08 3,35+0,04 [5] 3,39+0,04 [51 — 3,39+0,05 E) — 42.4. НЕЙТРОНЫ ДЕЛЕНИЯ Энергетические спектры мгновенных нейтронов де- деления. Спектры деления различных ядер весьма по- подобны. В простейшем виде, в пределах ошибок экспери- эксперимента, спектры нейтронов деления могут быть представ- представлены максвелловским распределением [9, 14]: Таблица 42.4 Среднее число вторичных нейтронов [4| где Е — энергия нейтрона в лабораторной системе koojd- динат, а параметр 0 связан со средней энергией спектра Е: ?=36/2. Таблица 42.3 Средние энергии энергетических распределений мгновенных нейтронов для различных изотопов Ядро 236TJ 23»ри Вид деления Тепловыми нейтронами Спонтанное Тепловыми нейтронами Спонтанное ?, Мэе 1.S6+0.05 1,935+0,05 2,00+0,05 1,86 2,002 + 0,051 2,2+0,1 Лите- Литература 14 14 14 1 о; Щ [141 Среднее число вторичных нейтронов v, возникающих при делении ядра, имеет тенденцию увеличиваться с возрастанием энергии нейтронов Еп, вызывающих деле- деление. Эта зависимость может быть представлена выраже- выражением где Еп — энергия нейтронов, вызывающих деление, и ч0 — среднее число вторичных нейтронов при делении тепловыми нейтронами. Параметр а слабо зависит от энергии нейтрона Ядро 232Th 233JJ 235 (J ?„. Мае 1,40 1,45 2,3 3,5 3,6 3,75 4,0 14 14,3 14,9 15,7 Тепловые 0,08 1,8 4,0 14,0 14,0 14,3 14,5 14,8 15,0 Тепловые 0,08 0,25 0,40 0,50 0,70 0,746 0,75 1,0 1,2 V 2,35+0,08 2,4 2,26+0,10 A1) 2,35 + 0,07 2,42+0,10 2,43+0,9 [11| 2,70+0,10 4,64+0,2 3,68+0,25 A2) 4,43 + 0,13 4,25 + 0,13 |11| 2,51+0,02 2,58 + 0,06 [15( 2,71+0,04 3,06+0,12 4,23 + 0,24 |13| 4,4 + 0,2 4,20 + 0,30 |12j 4,05 + 0,25 4,4 + 0,45 |2j 4,42 + 0,17 2,44+0,02 2,43+0,02 2,47 + 0,02 2,38+0,018 2,47±0,02 2,52 + 0,06 2,48 + 0,05 |15J 2,45+0,01 2,48 + 0,018 2,60 + 0,05 931
Рис. 42. 1. Зависимость сечения деления a3SU от энергии нейтронов [6].
Рис. 42.2. Зависимость сечения деления 236U от энергии нейтронов [7].
Рис. 42.3. Зависимость сечення деления ^'Ри от энергии нейтронов [7].
Ядро 235U 238U 237Np 23»pu 240Pu 24iPu Продолжение табл Bn, Мае 1,25 1,50 1,8 1,9 2,0 2,5 3,0 4,0 4,5 5,0 4,8 14,0 14,0 14,1 14,5 14,8 15,0 1,5 2,3 2,5 3,1 3,2 3,6 3,75 4,0 4,25 14,0 14,1 14,2 14,5 14,9 2,5 Тепловые 0,08 1,3 1,75 1,8 1,8 2,1 4,0 4,25 14,0 14,1 14,5 15,0 Спектр де- деления 3,6 15,0 Тепловые Спектр де- ления 12.4 2,54+0,019 [15] 2,57+0,019 [15] 2,74 + 0,05 3,04+0,55 [15] 2,63+0,017 2,66 + 0,017 2,72 + 0,02 3,11+0,35 [15] 3,26 + 0,08 3,24 + 0,24 3,20+0,25 4,13+0,08 4,4+0,24 4,52+0,32 [15] 4,25+0,25 4,7+0,5 [19] 4,51 + 0,19 2,65+0,07 2,72+0,08 [И] 2,72 + 0,10 2,86 + 0,06 2,80 + 0,05 2,79 + 0,09 3,02 + 0,10 [И] 3,11+0,10 3,10 + 0,40 [15] 4,36 + 0,14 4,13+0,25 [15] 4,55+0,15 4,3+0,2 4,75+0,12 2,72 + 0,15 2,89+0,03 3,05 + 0,08 3,08 + 0,05 [15] 3,14 + 0,09 3,21+0,06 3,01+0,15 [15] 3,21+0,12 3,43+0,11 3,66 + 0,40 4,62+0,28 4,85+0,50 15 13 15 4,71+0,20 4,71 ±0,20 3,42+0,2 [15] 3,25+0,15 [15] 4,4+0,2 [15] 2,96 + 0,08 3,42±0,2 1,5 -1 10 8 7 В 5 4 1,5 102 В 7 6 5 4 3 10' 2 3 4 5678 2 3 4 5678 Е.Мэб 1 10 Рнс. 42.4. Зависимость сечения деления ядер урана и торня от энергии нейтронов [8]. 42.5. МГНОВЕННОЕ ^-ИЗЛУЧЕНИЕ, СОПРОВОЖДАЮЩЕЕ ДЕЛЕНИЕ Энергия возбуждения осколков деления, остающая- остающаяся после эмиссии «мгновенных» нейтронов, обычно рав- равна 3—4 Мэв/осколок. Это возбуждение осколков снима- снимается испусканием «мгновенных» -^-квантов. Процесс из- излучения происходит за времена порядка 10~14 сек вслед за испусканием нейтронов. Полная эффективная энергия мгновенного 7-излУче- ния на 1 деление = 7,5 Мэв. Средняя энергия мгновен- мгновенного ^-излучения = 0,9 Мэв. Среднее число 7-квантов на 1 деление 7VT = 8,3. Среднее число -у-квантов iVT обнаруживает слабую зависимость от суммарной кинети- кинетической энергии осколков деления Т. Значение 7VT падает линейно с ростом Т [2]. В табл. 42.5 представлено энергетическое распреде- распределение -у-квантов, сопровождающих деление 235U. N{Ef ) — число -у-квантов, испускаемых при делении внутри энергетического интервала шириной 0,1 Мэв; ЕЭф = Ef N (Ef ) Мэв/деление. 935
Таблица 42.5 Спектр мгновенных -у-кваитов, сопровождающих деление 235U тепловыми нейтронами [20]. Мае 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1.0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Л(?т) 0,176 0,815 0,697 0,661 0,662 0,553 0,474 0,408 0,353 0,310 0,272 0,240 0,205 0,180 0,158 0,139 0,125 0,113 0,102 0,113 0,0818 0,0726 0,0651 0,0579 0,0512 0,0457 0,0409 0,0369 0,0330 0,0298 0,0268 0,0244 0,0219 0,0198 0,0181 0,0165 0,0150 0,0136 | ?эфф 1 0,0176 0,1630 0,2091 0,2644 0,3110 0,3318 0,3318 0,2464 0,3177 0,3100 0,2992 0,2880 0,2665 0,2520 0,2370 0,2224 0,2125 0,2034 0,1938 0,2260 0,1718 0,1597 0,1497 0,1390 0,1280 0,1188 0,1104 0,1033 0,0957 0,0894 0,0831 0,0781 0,0723 0,0673 0,0634 0,0594 0,0555 0,0517 ?т , Мэе 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 Л(?т) 0,0126 0,0116 0,0106 0,00985 0,00908 0,00830 0,00764 0,00704 0,00649 0,00604 0,00556 0,00519 0,00470 0,00430 0,00399 0,00371 0,00341 0,00314 0,00290 0,00264 0,00243 0,00223 0,00204 0,00188 0,00172 0,00157 0,00139 0,00128 0,00115 0,00103 0,000916 0,000833 0,000731 0,000629 0,000547 0,000467 0,000388 0,000308 ?эфф 0,0491 0,0464 0,0435 0,0414 0,0391 0,0365 0,0344 0,0324 0,0305 0,0290 0,0272 0,0260 0,0240 0,0224 0,0217 0,0200 0,0188 0,0176 0,0165 0,0153 0,0143 0,0134 0,0124 0,0117 0,0108 0,0100 0,0090 0,0084 0,0077 0,0070 0,0063 0,0058 0,0052 0,0045 0,0040 0,0034 0,0029 0,0023 Таблица 42.6 Полная энергия мгновенных 7-квантов, образующихся при делении некоторых ядер [2] Еп— энергия нейтронов, вызывающих деление; Е — полная энергия 7-излучения. Ядро 235TJ 238|J 252Cf Еп, Мэв Тепловые 2,8 14,7 2,8 14,7 Спонтанно 7,4+0,8 — 10,3 ^Y полн» Мэв 7,2 + 0,8 7,5+1,1 7,5+1,1 7,5+1,1 7,5+1,1 8,2 42.6. ЭНЕРГИЯ, ВЫДЕЛЯЕМАЯ ПРИ ДЕЛЕНИИ Суммарная энергия, выделяемая при делении ядер, складывается нз: кинетической энергии осколков деления . Тоск энергии мгновенных -у-квантов . . , Е м нейтронов деления Еп р-частиц продуктов деления Е^ •у- излучения продуктов деления . . . . Е д •у-нзлучения, возникающего вследствие захвата нейтронов ?тз уносимой нейтрино ?v Уносимая нейтрино энергия не выделяется в виде тепловой энергии, поэтому на одни акт деления 236U тепловыми нейтронами приходится ~ 200 Мэв, т. е. при мощности-1 em происходит 3,1-1010 деление /сек. Таблица 42.7 Распределение анергии, выделяемой при делении Ядро 233TJ 236IJ 238(J »Р„ т Легкий 97 98 95,3 100 Мэв Тяже- 66 67 67,4 72 7 7,8 7 I 5,0 4,9 5,2 5,8 Мэв 9 9 9 Ш -. с 7 7,2 7 Мэв са 7—10 — Мэв 10 ад ? пол 191 2Н 201 Средняя кинетическая энергия Тоск деления может быть приближенно поставлена в зависимость от атомно- атомного номера Z и массового числа Л делящегося изотопа [2]: Госк = 0,121 ZM-'/3 Мэз. Таблица 42.8 Средняя кинетическая анергия осколков деления Ядро Условия реакции 232-Th 232-Th 2S3IJ 235IJ 236IJ 238IJ 2S8IJ с энергией с энергией Нейтроны с энергией 90 Мэв Ионы 1 93 Мэе Ионы 12С с энергией 123 Мэв Ионы 12О 160 Мэв Тепловые нейтроны Нейтроны с энергией 14,9 Мэв Нейтроны с энергией 45 Мэв Нейтроны с энергией 90 Мэв Тепловые нейтроны Нейтроны 90 Мэв Нейтроны 45 Мэв Нейтроны 90 Мэв с энергией с энергией с энергией 142 ±4 142 + 6 146 + 6 150+10 160+3 157 + 4 168±6 164+4 163+2 165+2 166+3 158+6 160+4 Лите- Литература [3] [5] [5] [5] Щ [5] [3] [5] [3J [5] [3] [3] 936
Продолжение табл. 42.8 Продолжение табл. 42.9 Ядро 238U 239pu 24opu 24xPu 242pu 244Cm 245Cf 254Fm Условия реакции Тормозное излучение ?макс = 70 Мэв Тепловые нейтроны Спонтанное деление Тепловые нейтроны Спонтанное деление » » » » » » к, Мае Лите- Литература 170+2 172 + 2 172+2 174 + 3 174 + 3 180 + 10 185 + 5 183±3 176 + 6 [5] 42.7. ЗАПАЗДЫВАЮЩИЕ НЕЙТРОНЫ Запаздывающие нейтроны, испускаемые возбужден- возбужденными осколками деления, в соответствии с периодами полураспада родоначальников запаздывающих нейтро- нейтронов делятся на шесть групп. Периоды полураспада н выходы нейтронов для одного и того же делящегося ядра слабо зависят от энергии нейтрона, вызывающего деление. В табл. 42.9—42.12 приняты обозначения: Тцг — период полураспада; /0Тн — относительная доля нейт- нейтронов в группе; /абс — абсолютное число нейтронов в группе на одни акт деления. Таблица 42.9 Даииые по запаздывающим нейтронам при деление изотопов U и Ри тепловыми нейтронами [4] Изотоп 233U 235U 239ри Номер группы 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 г1/2, сек 55,00+0,54 20,57 + 0,38 5,00 + 0,21 2,13+0,20 0,615 + 0,242 0,277±0,017 Лолный выход 55,72 + 1,28 22,72+0,71 6,22+0,23 2,30+0,09 0,610 + 0,083 0,230±0,025 Лолный выход 54,28+2,34 23,04 + 1,67 5,60+0,40 2,13±0,24 0,618+0,213 0,257 + 0,045 Полный выход оти 0,086 0,299 0,252 0,278 0,051 0,034 1,000 0,033 0,219 0,196 0,395 0,115 0,042 1,000 0,035 0,298 0,211 0,326 0,086 0,044 1,000 'абс 0,00057 + 0,00003 0,00197+0,00009 0,00166 + 0,00027 0,00184 + 0,00016 0,03034 + 0,00016 0,00022 ±0,00009 О.СО35 + О,О0ОЗ 0,00052+0,00005 0,00346+0,00018 0,00310+0,00036 0,00624+0,00026 0,00182 + 0,00015 0,00066 ±0,00008 0,0158 + 0,0005 0,00021+0,00006 0,00182+0,00023 0,00129 + 0,00030 0,00199+0,00022 0,00052 + 0,00018 0,00027±0,00010 0,0061+0,0003 Изотоп 241Ри Номер группы 1 2 3 4 5 6 Г./2, сек 54,0+1,0 23,2+0,5 5,6+0,6 1,97 + 0,1 0,43+0,04 Полный выход отн — 'абс 0,000154 + 0,00004 0,00365+0,0001 0,00275+0,0004 0,00620 + 0,0008 0,00290 + 0,0003 0,0154±0,0015 Таблица 42.10 Данные по запаздывающим нейтронам при делении изотопов Th, U и Ри нейтронами спектра деления [4| Изотоп 56,03+0,95 20,75±0,66 5,74+0,24 2,16±0,08 0,571+0,042 0,211 + 0,019 0,034 0 150 0,155 0,446 0,172 0,043 'абс 0,00169 + 0,00012 0,00744+0,00037 0,00769 + 0,00108 ,, 0,02212+0,00110 ' 0,00858 ±0,00073 0,00213 + 0,00031 Полный выход | 1.0001 0,0496±0,0020 233TJ 235U 238U 1 2 3 4 5 6 55,11 + 1,86 20,74 + 0,86 5,30 + 0,19 2,29 + 0,01 0,546+0,042 0,221+0,042 Полный выход 1 2 3 4 5 6 54,51+0,94 21,84+0,54 6,00+0,17 2,23+0,06 0,496 ±0,029 0,179 + 0,017 Полный выход 1 2 3 4 5 6 ] 52,38+1,29 21,58 + 0,39 5,00+0,19 1,93+0,07 0,490 + 0,023 0,172±0,009 Толный выход 0,086 0,274 0,277 0,317 0,073 0,023 1,000 0,038 0,213 0,188 0,407 0,128 0,026 1,000 0,013 0,137 0,162 0,388 0,225 0,075 1,000 0,00060 + 0,00003 0,00192+0,00009 0,00159 + 0,00025 0,00222 + 0,00012 0,00051 ±0,00010 0,00016+0,00005 0,00700 ±0,0004 0,00063+0,00005 0,00351+0,00011 0,00310 + 0,00028 0,00672+0,00023 0,00211+0,00015 0,00043±0,00005 0,0165±0,0005 0,0С054-<-0,00005 0,00564-t-O.C-r 025 0,00667 -Ю,ССХ7 0,0159Э-0 ОПТ' 0,00927 + 0, ССОР 0,00309 + 0,00С24 0,0412+0,0017 937
Продолжение табл. 42.10 № Изотоп 239ри 240 ри Номер группы 1 2 3 4 5 6 74 /2 , сек 53,75 + 0,95 22,29 + 0,36 5,19 + 0,12 2,09 + 0,08 0,549 + 0 049 0,2164.0,017 Полный выход 1 2 3 4 5 6 53,56+1,21 22,14 + 0,38 5,14 + 0,42 2,08 + 0,19 0,511+0,077 0,172 + 0,033 Полный выход отн 0,038 0,280 0,216 0,328 0,103 0,035 1,000 0,028 0,273 0,199 0,350 0,128 0,029 'абс 0,00024 + 0,00002 0,00176 + 0,00002 0,00136 + 0,00013 0,00207 + 0,00012 0,00065 + 0,00007 0,00022+0,00003 0,0063 + 0,0003 0,00022 + 0,00003 0,00238 + 0,00016 0,00162 + 0,00044 0,00315 + 0,00027 0,00119 + 0,00018 0,00024 + 0,00005 1,0001 0,0088+0,0006 Таблица 42.11 Средние анергии ?Ср групп запаздывающих нейтронов для 235U Номер группы 1 2 3 4 5 тч*.сек 54 22 5,9 2,2 0,46 ?ср, *эе 250+20 460+10 405 ±20 450+20 420 + 60 Литература 16 16 16] 16 [6 Номер группы 1 2 3 4 5 6 Наиболее вероятные родоначальники 8?Вг E4 сек) + 142Cs (~ 1 мин) i37l B4,2 сек)+ 88Вг A5,5 сек)+ + 136Те B0 сек) i38l E,9 сек) + 8»Вг(з,9 сек) 1391 B,7 сек) + »4Кг A,4 сек) + + i44C + 140 J 63Br 42.8. ПРОДУКТЫ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР Выходы продуктов деления. На рис. 42.5 и 42.6 при- приведены выходы (в процентах при нормировке всей кривой на 200%) продуктов деления, образующихся при делении 2ззу> 8з50 и 2зори тепловымн нейтронами, а также 232Th 1 10' 10 10 10 * 10' : I —, —W i- т m — — — \ ZJ i Nf 1 < h 23 \ к 'и 93 \ ы m — 1 — — Hi. II » * 60 70 BO 90 100 110 120 130 1W 150 160 A Рис. 42.5. Зависимость выходов продуктов деления 233U, 236U и 2S9Pu под действием тепловых нейтронов от мас- массового числа А [4, 22]. Для 233U и 239Ри приведены не- независимые выходы. Для 236U дан полный выход. 10 1 = Таблица 42.12 Родоначальники запаздывающих нейтронов [16—18| Согласно терминологии, предлагаемой в работе A7], родоначальниками запаздывающих нейтронов называются первые р-активные осколки деления, а продукты распа- распада осколков называются излучателями запаздывающих нейтронов. I 1 10 -1 10 /Й1" «Г ,-2 -5 10 Рис. 42.6. 232Th и — i m FT 4= 4- +- -t =4 4 li 1 — '2ъ = 2i is \ "т И t- III H I/ if 70 <?0 5^ /(Ж1 120 130 ПО 150 160 170 A Независимые выходы продуктов деления 238U под действием нейтронов спектра деления как функция массового числа А [22]. и 238U при делении нейтронами спектра деления. Неза- Независимым выходом называют непосредственный выход осколков при делении ядра. Полный выход какого-либо изотопа складывается из независимого выхода и той 938
доли, которая образуется в результате цепочки Р-рас- Р-распадов. Излучение продуктов деления. В создании C- и ¦у-излучения продуктов деления участвуют более 100 радиоактивных изотопов, поэтому часто рассматривают совокупное Р - или ^излучение в момент времени t пос- после деления, усредненное по многим актам деления. Зависимость интенсивности Р- и У'излУченин ПР°" дуктов деления [Лр (t) и Лт (t)] от времени может быть представлена приближенно выражениями: А3 (/) s*= l,4/~''2 Мзв ¦ сек'1 ¦ деление'1 [22]; которые справедливы для интервала 10 сек суток с погрешностью +20%. 100 10" 10 I 10 1С 10' 2f~u2 Мзв ¦ сек-1 ¦ деление-1 [21], к V. 10'' S S ю 10 10" 10 10 10 10 - 10 10' 10' \ Ч ^* ч S \ Ч V \ \ 10 10~* 1б 9 N s ч л К» s V \ \ \ V \ ¦КГ* 10'2 1 Ю2 10* 10е t,MUH 10'2Ю'Т1 10 Ю210310'ЧоЧо6®'г10ьЧ.сек I I I I I I ' II 1мин 1ч /1неде/1я\(год 100/iem 1сутки Шсяц Рис. 42.7. Зависимость мощности у-излучения А продуктов деления 235U от времени [21]. Пунк- Пунктиром проведена кривая 2/~1>2. Рис. 42.8. Зависимость полной Р-актив- Р-активности Лр продуктов деления 235U от времени. Кривая получена усреднением экспериментальных и теоретических данных, собранных в работе [22]. 42.9. ФОТОДЕЛЕНИЕ И ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Процесс деления ядер становится возможным, если энергия возбуждения ядра V превышает пороговую энер- энергию возбуждения составного ядра (порог деления) Vа ¦ При делении ядер под действием Y"KBaHT0B величина порога совпадает с минимальной (пороговой) энергией Е У"кванта, еще способного вызвать реакцию деления. В случае деления ядер под действием нейтронов Е*п = = UА— Вп, поэтому значения Е*п могут быть и отри- отрицательными. Таблица Мощность источников ^-излучения продуктов деления из активной зоны реактора, работавшего в течение времени Т [20] Мощность 7-источников (Мэв/сек) отнесена к 1 em мощности реактора. 42.13 Время после остановки, сек 102 103 10" 10Б 2-Ю5 5-10в 106 2-Ю6 5- 10е 10' 2-10' 5-10' 108 2-108 5-10» 109 2-Ю9 101" I ч 4,82-101" 1,83-101" 2,54-10° 1,65-Ю8 6,51-10' 2,16-10' 9,81-106 4,14-Ю6 ' 1,ЗЫ06 5,8Ы0Б 1,88-Юв 1,02-10* 3,55-103 2,69-103 2,10-Ш3 1,44-10» 6,75-102 1,79 I сутки 7,20-101° 3,99-101" 1,43-101" 2,62-109 1,24-10» 4,77-Ю8 2,24-108 9,70-10' 3,12-10' 1,39-10' 4,49-106 2,45-105 8,52-104 6,47-104 5,04-W 3,45-104 1,62-10* 4,32 Кампания 1 неделя 7,91-101" 4,70-101" 2,09-101° 6,89-10° 4,39-109 2,28-1С9 1,22-10» 5,92-108 2,05-Ю8 9,42-10' 3,05-10' 1,69-106 5,96-10в 4,53-10в 3,53-105 2,42-10Б 1,13-10Б 3,02-Ю2 реактора Т I месяц 8,29-101° 5,07-101° 2,46-101" 1,03-101° 7,47-10° 4,70-109 3,00-109 1,74-Ю9 г 7,27-108 3,61-108 1.17-10» 6,81-106 2,54-106 1,94- 10е 1,51-106 1,03-106 4,85- Юв 1,29-10» 3 месяца 8,50-101" 5,28-101° 2,67-101° 1,23-101° 9,44-109 6,51-Ю9 4,60-109 3,04-10» 1,56-Ю9 8,34-108 2,70-108 1,80-108 7,51-Ю6 5,80-106 4,52-106 3,10-106 1,45-10е 3,88-10» 6 месяцев 8,61-101" 5,39-101" 2,78-101° 1,34-101° 1,05-101° 7,55-109 5,57-109 3,90-109 2,18-Ю9 1,18-10» 3,85-108 3,10-10' 1,48-10' 1,16-10' 9,04-106 6,19-Ю6 2,91-106 7,76-10s 939
100 so 80 70 ВО so 40 SO 20 10 204 2 суток / / / f / / / / / / / / 7 Зсуток 10 суток 1 месяц '/ 7 ', < / О 1 2 S О 1 2 S О 1 2 S О 1 2 S 0 12 3 0 123 0 12 3 \ 100 90 80 70 60 SO W so 20 10 200сут0К Под sgoda | ^ ' Z 4 года 7 п Юяет йОлет ЮОлет п О 1 2 S О 1 2 S 0 12 3 0 12 3 0 1 2 S Энергия /-квантов, №6 О 1 2 S 0 12 3 Рис. 42.9. Зависимость спектрального состава ^излучения продуктов деления 286U от времени [21]. Отметим, что вследствие туннельного эффекта ядро может разделиться и при С/ <J7a , поэтому значения Еп и Uд принципиально не могут быть точно опреде- определены в опыте. Оарн 350 300 250 200 150 100 50 О 5 67 8910 15 20 30 405060 В0100 150 200Е^Мэ6 Рис. 42.10. Зависимость сечения фстоделения некоторых ядер от энергии фотонов [2]. 940 Таблица 42.14 Пороги деления некоторых ядер [2] /r I Ш w "v 1 , / 2 I 2& tp Ы I 'rti / / / / !09Bi Составное ядро 232Th 233Xh 232Pa 233U 234(J 235U 235U 236 (J 237U 238 U 239U 239U 2S7Np 238Np 239р>ц 24Opu 24ipu 24lAm Изученная реакция G. /) (п. /) (п. /) (Т. П (d, Pf) G- /) (п. f) (d, Pf) (n. /) G. f) (d. Pf) (n, f) G- f) (n, f) (п. Й (d. РЛ (n. /) G. f) («, /) С/у] , Мэе 5,8 6,64 6,50 5,6 5,4 6,0 5,86 5,9 6,47 5,75 6,28 6,28 5,7 6,04 6 4,9 6,10 6,0 6,48 Bn . Мэе _ 5,09 5,65 6,77 5,55 6,44 5,32 4,78 4,78 5,42 6,43 5,44 5,55 ? или Еп, Мэе 5,8 1,55 0,85 5,6 —1,4 6,0 0,61 —0,5 1,15 5,75 1,50 1,50 5,7 0,62 6 —1,5 0,66 6,0 0,93
Таблица 42.15 Сечение деления у (барн) некоторых ядер-мишеней под действием протонов* Энергия про- протонов, Мэв '"Та 0 9BJ 235TJ 100 200 300 450 [26] 0,002 0,005 0,019 0,35+0,05 0,49 + 0,7 0,061 1,5±0,15 2,0±0,15 1 0,21 0,87+0,15 0,83+0,1 0,79 + 0,1 0,67 1,5+0,5 1,3+0,1 1,3+0,1 1,35+0,2 1,3+0,1 1,37+0.1 • Значения получены путем пересчета с графиков, приведенных в работе [25]. Таблица 42.16 Зависимость сечения деления 233U от энергии Еа бомбардирующих к-частнц [24] Таблица 42.18 Характеристики деления различных ядер под действием мезонов [2] Еа , Мэв 23,5 ¦ 26,2 30,7 cf , барн Еа , Мэв 0,184 0,4 1,06 35,3 41,0 44,3 of , барн 1,27 1,43 1,99 Ядро- мишень 209Bj Hg 238{J 238{J 238{J w Мезоны 7C~ ТГ \±~ 7C+ 7t~ 7C~ Энергия части- частицы, Мэв Медленные 122 Медленные 280 Медленные » Вероятность деления af стполн 0.02 0,005 0,07+0,15 0,18—0,87 0,002 Сеченне деления af , барн 1,0+0,2 Таблица 4217 Зависимость сечеиия деления 235U от энергии Е бомбардирующих к-частиц [23. 24] Таблица 42.19 Сечения деления (мбарн) различных ядер под действием ионов 14N [27. 28] Еа , Мэв 19,7 20,5 21,9 23,1 25,9 26,8 28,2 at , барн 0,0018 0,010 0,058 0,087 0,31 0,42 0,580 Еа , Мэв 32,8 33,8 34,1 37,1 39,9 42,8 45 af . барн 0,78 1,03 1,29 1,49 1,38 1,76 1,84 Ядро- мишень i»'Au 209BJ Re 235{J 238U Энергия ионов, Мэв 70 64 ±20 6,5 80 220+50 550+150 38+8 65+20 130 + 30 90 500+100 1300+300 250+60 220+30 480+100 100 1000±180 1750+150 410+80 630+70 1300+250 по 1200+150 2150 + 200 1500 941
6f оарн 2,0 1,5 V> 0,5 Iff \ d —¦ -. of ^^ n \ P 23BV —_ оарн ? 0,4 0,3 0,2 0,1 100 200 300 400 500 600 Ш / I/ *CJI / I I A > _— <\ Е,Мэв 100 200 300 Е,Мэв Рис. 42.11. Зависимость сечения деления ядер 238U и 209Bi от энергии различных бомбардирующих частиц [2]. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Lederer С. М., Hollander J. M., Perlman I. Table of isotopes, ed. New York — London — Sidney. John Wiley and Sons, Inc., 1967. 2. Краут А. Достижения физики деления ядер.— В кн.: «Физика деления ядер». Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1963. 3. Ха,йперн И. Деление ядер. Пер. с англ. М., Физмат- гиз, 1962. 4. Гордеев И. В. и др. Ядерно-физические константы. М., Госатомиздат, 1963. 5. Ядерные реакции. Под ред. П. М. Эндта, М. Де- мера, П. Б. Смитта. Пер. с англ. Т. 1,2. М., Атомиздат, 1962, 1964. 6. Юз Д., Шварц Р. Атлас нейтронных сечений. М., Атомиздат,-- 1959. 7. Schmidt J. J. Neutron cross section for fast reactor materials. Karlsruhe, 1962. 8. Вейнберг А., Вигнер Е. Физическая теория ядерных реакторов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 9. Террелл Дж. Распределение числа нейтронов деле- деления. Спектры нейтронов деления.— В кн.: «Фи- «Физика деления ядер». Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1963, с. 351, 365. 10. Большое В. И. и др. В кн.: «Физика деления атом- атомных ядер». М., Госатомиздат, 1962, с. 127. 11. Кузьминов Б. Д. В кн.: «Нейтронная физика». М., Госатомиздат, 1961, с. 241, 246. 12. Васильев Ю. А. В кн.: «Физика деления атомных ядер». М., Госатомиздат, 1932, с. 121. 13. Флеров Н. Н., Талызин В. Н. «Атомная энергия», 1961, т. 10, вып. 1, с. 68. 14. Кёртис Л. Введение в нейтронную физику. Пер. с англ. М., Атомиздат, 1965. 15. Личмен Р. Б. В кн.: «Труды Второй междунар. конф. по мирному использованию атомной энергии. Докл. иностр. ученых», т. 2, М., Атомиздат, 1959, с. 282. 16. Киппии Г. Р. Запаздывающие нейтроны.— В кн. «Успехи в области ядерной энергии». Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит.. 1958, с. 216. 17. Киппин Г. Р. «Атомная энергия», 1958, т. 4, вып. 2, с. 250. 18. Паппас А. В кн.: «Труды Второй междунар. конф. по мирному использованию атомной энергии. Докл. иностр. ученых», т. 2. М., Атомиздат, 1959, с. 308. 19. Протопопов А. Н., Блинов М. В. «Атомная энергия», 1958, т. 1, с. 71. 20. Бродер Д. Л., Попков К- К., Рубанов С. М. Мало- Малогабаритная защита реакторов. М., Атомиздат, 1967. 21. Лейпунский О. П. Гамма-излучение атомного взры- взрыва. М., Атомиздат, 1959. 22. Физика ядерных реакторов. Пер. с англ. Под ред. И. А. Стенбока. М., Атомиздат, 1964. 23. Gunnink R., Cobble J. W. "Phys. Rev.", 1959, v. 115, p. 1247. 24. Vandenbosch R. e. a. "Phys. Rev.". 1958, v. Ill, p. 1358. 25. Jungerman J. A. «Phys. Rev.», 1956, v. 101, с 807. 26. Krucer P., Sugarman N. «Phys. Rev.», 1955, v. 99, p. 1459. 27. Поликанов С. М., Друин В. А. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1959, т. 36, с. 744. 28. Друин В. А., Поликанов С. М., Флеров Г. Н. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1957, т. 32, с. 1298. ГЛАВА 43 ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ 43.1. ФОРМУЛА ГАМОВА Термоядерными реакциями называют реакции слия- слияния легких ядер, сопровождающиеся выделением энер- энергии. Сечения О термоядерных реакций при малых значе- значениях энергии (Е <: 200 кэв) участвующих в реакции частиц могут быть оценены по формуле Гамова: а (?) = (А/Е) ехр (- ВI VW) . D3.1) 942
Здесь о — сечение реакции, см2; Е — энергия бом- бомбардирующей частицы в лабораторной системе коорди- координат; эв; А и В — константы Гамова. Константа А име- имеет размерность энергии, а размерность константы В: [В] = [?'/"]. Константы Гамова обычно вычисляются для каждой конкретной реакции из имеющейся экспе- экспериментальной зависимости сечения от энергии. Формула Гамова позволяет произвести экстраполяцию экспери- экспериментальной зависимости О (Е) в область энергий, для которых отсутствуют экспериментальные данные. Для грубой оценки может быть использовано теорети- теоретически вычисленное значение произведения ВЕ-0.5 = 2л Zi Za е2/ (hd) ^ где Z\ и Zz — заряды реагирующих частиц; v — ско- скорость бомбардирующей частицы в лабораторной системе координат; е — заряд электрона и h — постоянная Планка. 43.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЫХОДЫ ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ Ниже приведены энергетические выходы термоядер- термоядерных реакций, рассчитанные по массам изотопов [1—3]. Все энергетические выходы даны в мегаэлектронволь- мегаэлектронвольтах. В общем балансе энергий необходимо учитывать энергию, выделяющуюся при распаде некоторых корот- коживущих продуктов реакций, таких, как БНе, 5Li, 8Ве (имеющих время жизни ~10~16 сек); БНе -*- 4Не + я + 0,958; 6Li -*- «Не + Ш + 1,965; 8Ве -*- 24Не + 0,094, а также энергию, выделяющуюся при распаде 6Не: «Не _v «Li + p- + 7 + 3,510 Мае с периодом полураспада Т1/2 = 0,802 сек. Принятые обозначения: рГ — электрон; р+ — позитрон; v — нейтрино; v — антинейтрино. 1. Щ + Ш 2. 2Н + iH 3. 2Н + 2Н 4. 3Н + Щ 5. 3Н + 2Н 6. 8Н + ЗН 7. 3Не + 2Н 8. 3Не + 3Н 2Н + р+ -fv +0,420 зне +f + 5,494 3Н + iH + 4,033 3Не + я + 3,270 4He + f + l9.814 4Не + я+ 17,590 5He + f + 16,632 4Не + 2я+ 11,332 БНе + я+ 10,374 4He + iH +18,354 5Li + f -f 16,388 4Не + 2Н + 14,321 "Не + Щ +я+ 12,096 6He + iH + 11.138 6Li +я+ 10,131 6Li +y + 15,793 9. 3He + 3He 10. 4He + 2H 11. 4He + 3H 12. "He + 3He 13. «Li + iH 14. «Li + 2H 15. «Li + 3H 16. «Li + 3He 17. «Li -f- 4He 18. eLi + eLi 19. 'Li + 20. 7Li + 2H 21. 7Li + 3H 12,860 - 6Li+iH+ 10,895 - eLi + f + 1.472 - 'Li + т + 2,467 - 'Be -fT + 1,587 - "He + 3He +4,021 - 7Be + T + 5,608 - 4He + 3H + iH +2,561 - 4Не + 3Не + я +1,797 - 2 4He + 22,375 - 6He + 3He + 0,839 - 6Li +3H +5,028 - 'Li+ Щ +5,028 - 7Ве+я+ 3,384 ,- 8Be + f + 22.280 - 24Не + я+ 16,117 - 6He + 4He+ 15,160 - 7Li + 2H + 0,995 - 8Li + iH + 0,803 - 8Ве + я+ 16,023 - 5Li + 4He+ 14,916 > 8Be + iH+ 16,787 > i°B + T + 4,461 - 'Li +4He + iH +3,556 ¦¦ 7Be+ >He + n + 1,912 - 3Be + 4He+20,808 - 9Be + 3He + 1 895 - 9B + 3H + 0,808 - i»B +2H +2,989 - "B + 1H +12,220 - «С + Я+ 1,895 - 24He + 17,347 - «Be + Т + 17,252 - 2 "He + я+ 15,122 - &He + *He + 14,164 - 8Ве + я+ 15,028 - 9Be + y + 16,693 - БНе + 4He + я + 7,907 - «He + 4He+ 9,834 ¦ 8Ве + 2я +8,770 9Be + я+ 10,435 943
22. 7Li + 3He 25. 'Li + 'Li 26. "Be 27. "Be + 2H 23. 'Li + 4He 24. 'Li + 6Li 28. "Be + 3H 29. »Be + 3He 30. BBe + «He <*Li+«He+ 13,325 8Be + 2H + 11,759 . »Be+iH +11,199 »B + n +9,349 10B + 7 + 17,786 »B + 7 + 8 664 "Be + «He+ 15,220 . i°B + 3H + 1,994 ПВ + 2Н+7,192 i2B + Ш + 8,337 uC + 2n H-2,204 i2C + n + 20,924 8Be+«He+ 7,272 . i°Be + «He + 14,783 ¦ "B+3H+6,197 . i2B + 2H +3,309 i3B +Ш +5,964 - 12C + 2n + 13.672 i3C + n+ 18,619 «Li + «He + 2,126 «Be + 2H + 0,559 i°B +T +6.587 - 2«He + 3H+4,687 'Li + «He+ 7,154 ¦ *Be + 3H+ 4,592 i°Be + iH + 4,590 - iuB + n+ 4,363 iiB + i + 6,197 «Li + «He + 2,930 - "B +n+ 9,561 12B + 7 + 10,463 8Be +«He + 18,913 - i°B + 2H + 1,094 1H + 10,325 n +7,562 +5,704 10,650 WC + 2H + 9,178 '«C + iH + 15,130 i3n + 2n + 3,951 l4N+n +14,504 11B 31. "Be + «Li 32. »Be + 'Li 33. l0B + iH ¦Л. i°B + 2H 35. i°B + 3H 36. i°B + 3He 37. i°B + «He 38. i°B + «Li 8Be+'Li+5,587 i°B+6He+ 1,933 »B+«He +14,347 8Be + 8Li + 0,367 '2B+«He+ 10,463 i3C + 3H + 8,183 i«C+2H +10,102 1БС + 1Н+9,095 i«N + 2n +7,251 15N + n + 18,086 'Be + «He + 1,148 "C+ y+ 8,693 ¦ 3«He+ 17,914 8Be + «He + 17,819 "B+iH +9,231 "C + n + 6,468 ¦ 12C+ T+ 25,182 ¦ »Be +«He+ 13,227 ПВ+2Н +5,199 12B + iH+6,343 • l2C + n + 18,931 3«He + iH+ 12,420 8Be + «He + iH+ 12,326 9B+«He + 12,140 iiC+ 2H+3,199 "C + iH + 19,695 1.5 + 1,341 + 4,063 1,060 "C + 6He+ 4,038 i2C +«He+ 23,716 i3C + 3He +8,085 i3N + 3H+ 5,845 i«N + 2H +10,141 i6N + iH + 18,751 2n + 1,990 15,209 12N 13C + 1H l3N+n 944
39. 10B + 'Li -*- »2С + 4Не + п + 16,463 -*- «С + 4Не + 21,410 -+ *4N + 3H +9,146 - 13,723 - 13,985 _>. i5O + 2n + 7,957 40. "В + iH -+ 8Ве + 4Не + 8,588 _^ не + y + 15,957 41. "В + 2Н -*- sBe + 4He + n + 6,363 -*- »Ве+4Не +8,028 -*- «В + ХН + 1,144 -+ *2С + п+6,363 -*¦ 13С + Y + 18,679 42. пв + зн -+ 1»Ве + 4Не + 8,586 ->- "С + п + 12,422 43. "В + 3Не -+ 3Ве +6Li +4,566 -+ i°B + 4He + 9,122 -+ i2C + 2Н + 10,463 -*- WC + 1H +13,185 ->- 13N+n+ 10,182 ->- 14N+y+ 20,735 44. "В + 4Не ->- 14С + *Н + 0,784 _э_ i«N + n + 0.157 45. "В + «Li -*- 12С + 4Не + п + 12,260 -+ i3C + 4Не + 17,207 -+ i4N + 3H+4,942 -+ i5N + 2H+9,520 ->- MN + iH+9,782 -+ «O + 2n+3,753 46. "В + 'Li ->- i3C + 4He + n + 9,954 ->. i4C + 4He + 18,131 ^ «N + 3H+8,525 -+ i6N + 2H +4,758 -+ i'N + iH+8,415 -*- 1Ю+2П+ 12,169 47. «C + iH -*- «N + y + 1,944 48. 12C + 2H -+ "B + 3He + 5,168 -+ i3C + iH+2,722 -^ i4N + y + Ю.272 49. i2C + 3H -+ «В + 4He + 3.858 -+ 14С + Щ+4,641 31—748 -» i4N + n+4,015 50. 12C + 3He -v »C + 4He + 1,858 _^ i«N + iH +4,779 _^ 15О+ Т +22,793 51. i2C + «He-v i«O+ y + 7,161 52. 12C + «Li ->~ i«N + «He + 8,799 _^ i6O+2H +5,689 -^ i'O + iH + 7,607 _^ itf+ n +4,064 53. 12C + 'Li ->~ «N + «He + 12,382 -^ 16O + 8H + 4,695 -v !'O + 2H +2,580 -^ «О+ 1Н +8,402 -v "F+ n +5,964 54. 13С + Ш -^ i4N + y + 7,550 55. i3C + 2H-> "B + 4He + 5,168 -^ i2C + 3H+ 1,311 _^ i4C + iH +5,952 -^ i4N+« + 5,325 56. 13C + 3H ->- 12B + 4He + 2,280 ->- 14C + 2H + 1,919 _^ «c + iH + 0,912 -^ «N+ n + 9,903 57. "С + 3He -*- 23Be + 8,168 _v i2C + 4He+ 15,631 _v i«N + 2H + 2,056 _^_ «n + Ж + 10,667 -v «O+ n + 7,125 >- leO + n + 2,215 y. i6O + 2H + 7,000 _ i'O + 2H +4,885 i'O+3H +7,000 - 1Ю+2Н +5,681 . «О +y+ 7,293 44He+6,300 _v i2C + 4He + 13,575 _^ i6N + iH +8,610 -^ 16O + n + 5,068 _^ 16О+ y +20,736 63. i«N + 3H ->¦ 13C + 4He + 12,267 _^ i5N + 2H + 4,577 _^ wN + iH+n +2,352 -^ WN + !H+ 4,852 -*- i«O + n + 14,478 58. 59. 60. 61- i4 62. i4N+2H 'Li 945
64. 14N + 3He->I2C + 4H< 65. 66. 67. 68. 68. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. + -V -V *1N + "He l4N + 6Li - -9* -*¦ 14N + ''Li - 15N + iH - «N + 2H - isN + sH - 16N + 3He - »N + 4He- >*N + 'Li - ieo + iH _-> wo + 2H -> —9 —9 i«O + 3H _= —; —i leo + «He - —; —9 «O + «He - i6O + 6Li _: —j »Ю + 'Li -> —i i'O + iH -> —Э 17О + 2Н _i —) : + гН + 8,081 -» 13N + 4l 10,024 l5O + 2H + 1,799 i«O + iH+ 15,243 -*- «F + Y+ 4,416 ¦+¦ 1Ю + «Не + п+ 3.594 1(iO + 4He + 19,263 lap + 2H + 2,943 -* i8F + »H + 1,950 -»- »»F +2H + 4,013 -»- 12C +«He+ 4,965 -v wo +т + 12,126 +. i3c + 4He + 7,687 _>. 16N + 1H + 0,262 -)-1Ю+ л +9,901 ->- i7O + n + 7,787 -^ i4N + 4He + 9,743 -v «O + 2H +6,632 -»- "O + iH + 8,550 ^- 17F+ n +5,008 ^ ир+ T + 4,012 ), «F +3H+ 1,546 - 17F+ y +0,601 - i«N +4He + 3,110 - 18F + y + 7,527 _ no +1H + 1,918 ». «N +4He + 7,688 и 18O + iH + 3,707 *¦ 18F+ n + 1,269 » «O + 4He + 4,909 „ isp + iH + 2,033 „ i»n + y + 8,443 y. 20Ne +y + 4,730 y. lep + 4He +6,053 ^ 20Ne + 2H +3,257 - «F + 4He +9,233 „ 20Ne + зН + 2,264 - i4N+ 4He + 1,193 - 18F+ y +5,609 „ i5N + 4He +9,802 , i6Q+ 3H + 2,115 -+¦ 18O +iH + 5,822 -»- 18F + n + 3,384 83 l7O + 3H -^ i»O + iH + 3,521 84. i'O + 3He —> 16O + «He + 16,435 _^_ isf + 2H +0,155 -+¦ 19Ne + n +4,300 85 i?O + 4He ->- 2CNe + n + 0,588 86. "О + ВД -v 15N + 4He + 3,980 _^ WF + т + 7,993 87. I8O + 2H -v J6N + «He + n+ 1,755 _>. i«N + 4He + 4,245 _^ 19O + 1H + 1,732 -*- 19F+ n +5,768 88. 1SO + 3H -*- "N + 4He + 3,872 -v 20O+ »H +3,079 -^ 2CF +П+6.112 89 1SO + 3He -^ "O + 4He + 12,532 _v isp + 2H +2,499 ^- 2CF+1H +6,876 -^2CNe+ n+ 13,119 Э + eLi ->~ 1CN + 8Be + 2,677 90. 91. _,. 20F + 4He+ 10)895 'Li ^ 2CF + «He + n + 3,645 43.3. ЗВЕЗДНЫЕ ЦИКЛЫ Предполагается, что источником энергии Солнца и звезд являются термоядерные реакции, происходящие в их недрах. В результате этих реакций происходит пре- превращение легких элементов в более тяжелые, например синтез 4Не из ]Н. Синтез более тяжелых элементов обыч- обычно осуществляется путем последовательной цепи не- нескольких термоядерных реакций. Этот комплекс реак- реакций носит название звездного цикла. Ниже приведены реакции, входящие в цикл и их энерговыделение [9, 10]. Под заголовком цикла указа- указаны исходные вещества и конечные продукты, образую- образующиеся в цикле (элементарные частицы и фотоны опуще- опущены), а также суммарная выделяемая энергия. Протонный цикл (рр-цикл) 161Н -+ 44Не, Е = 100,794 Мэв iH + iH -+ 2Н + р+ + v + 0,420 2Н + iH -+ 3Не + т + 5,494 3Не + 3Не -+ «Не + 2'Н + 12,860 3Не •+ «Не -* 7Ве + т + 1.587 'Be + е~ -* т* + 'Li + 0,862 'Li + Щ -* 2*Не + 17,347 7Ве + Щ -* 8В + y + 0,134 946
ев ->- 8Ве + Р+ + ^ + 17.979 «Be -* 21Не +0,094 Углгродно-азотный цикл (С—N-цикл) 4Ш -*- 4Не, ?==24.689 Мэв ко + 'Н -к 13N + т + I»944 ism _>. p+ -f- v + 13C + 1,199 isc + iH -*- 14N + T + 7.550 i4N + iH _^ mO+t + 7,293 "О ->- 15N + $+ + v + 1,738 isn + ih ->- 12C + 4He + 4,965 Двойной углеродно-азотно-кислородиый цикл (C-N-O-бицикл) C-N-цикл + 3*H + 15N + 4Не + 14N Е = 24.689 Мэв + 15,658 Мэв С—N-цикл + isn + Щ -*- 16О + у + 12,126 ио + Щ -v 17F + т + 0,601 i?F ->- 17О + р+ + v + 1,738 «О + Щ -»- 4Не + l4N + 1,193 Неоиово-натриевый цикл (Ne—Na-цикл) 41H -»- 4Не. ? = 24,687 Мэв 2°Ne + !Н ->• 21Na + 7 + 2,433 2iNa _v 21 Ne + E+ + v + 2,523 2iNe +ih _* 22Na + T + 6,741 asNa _^ 22Ne + 3+ + v + T + 1,821 22Ne + *H -^ 23Na + 7 + 8,792 »H -»- 20Ne + 4He + 2,377 Гелиевый цикл (He-цикл) v «О. Е= 15,530 Мэв 4Не + 4Не ^ 3Ве 8Ве + *Не -^ 12С + т + 7,369 «С + *Не ->- 16О + т + 7,161 31* 43.4. ЭФФЕКТИВНЫЕ СЕЧЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ На рис. 43.1—43.7 приведены экспериментальные зависимости полных сечений термоядерных реакций от энергии бомбардирующей частицы. Для энергий, мень- меньших 200 кэв, можно получить приближенное значение сечения реакции, обработав экспериментальные данные по формуле Гамова D3.1) и экстраполировав полученные кривые в область малых энергий. В тех случаях, когда авторы не конкретизировали продукты реакции, а измеряли суммарное сечение для всех возможных кана- каналов реакции, в подрисуночной подписи не указаны про- продукты реакции, например Lift, n). 10 Е,кэб Рис. 43.1. Сечения термоядерных реакций: / — 2H(p/yfHe A1, 12]; 2 - 2H(d, pfH [13—251; 3 — sHe (t, d)«He [43]; 4 _ зНе CНе> рч [44> 84]; 5 — 3H(a, vrLi [45]; 6 — 3He (a, v)'Be [46, 82, 83]; 7 - 6Li (p, a) 3He [47, 48, 86, 87]; 8 — eU(t, n) [57]. 947
б, см' 10' ris ж -2S 10 -2S - - \ \ 1 1 1 I 1 III. / / // // II 1 (I Mill \ \ @* 1 6 4 l/l 1 1 Mill \ II 1 1 Mill "X 1 1 n-26 10 rZ7 w-2S 10 i W2 10s 10*Е,кэ6 „-2S 102 10s 104 Е,кэб Рис. 43.2. Сечения термоядерных реакций: / — 2H(d, n) 3He [13, 14, 18, 21—27]; 2 — 3H(d, n) 4Не [13, 31—36]; 3 — 3He(d, p) 4Не [13, 38—41]; 4 — 3Не (d, у) *Li [42]; 5 —. 3He(t, pn) 4He [43]; 6 — 6Li(d, p) 7Li [49—51]. Рис. 43.3. Сечения термоядерных реакций: / — 3Н(р, у) "Не [28—30]; 2 — eLi(d, n) 'Be [49, 52, 53]; 3 — 6Li(d, t) [54]; 4 — eLi(d, a) 4He [53, 55, 56]; 5 — 7Li(<, п) [57]; 6 — 7Li('Li, р) |3В + 7Li('Li, d) l2B [64]; 7— 9Ве (p. d) 8Be [65]; 8 — "Be (t, n) [68]. 948
Рис. 43.4. Сечения термоядерных реакций: / — 3H(t, n) [37]; 2 —7Li(p, d) 4He [56, 58—GO]; .? — 7U(p, у) 8Ве [61—63]; 4 — ЧЛСи, р) 12В [64]; 5 — 7Li GLi, 8Be) 6He [64]; 6 — 9Ве(р, a) eLi [65]; 7 — 9Be(d, р) ICBe [66, 67]: S — 9Ве(а, п) 12С [69, 70, 85]; Р — ICB(d, n) [75]. Рис. 43.5. Сечения термоядерных реакций: / — !'Be('Li, 8Li) 8Be [64]; - 2 — 10В(р, у) UC [71]; 3 — l0B(p, a) 'Be [72—74]; ', 4 — 10В(а, я) I3N [70]; 5 — пВ(р, а) 8Ве [76, 77]; , б — uB(d, p) 12В [78]; 7 — »B(d, n) [75J-
Рис. 43.6. Сечения термоядерных реакций: 1 - 13С(р, у) l3N [4, 9, 79-81]; 2 - »«N(p, Y) 15O [9, 81]; 3 - 7Ве(р, Y) 8B [92, 93]; 4 - l3Qa, я) NО [6]; 5 - 13С(р, y) l4N [5]. Рис 43.7. Сечения термоядерных реакций: ' — 7Li(a, п) 10В [70, 88]: 2 - T(d, у) БНе [89]; 3 - l2Qd, n) 13N [90]; 4 — lsO(a, Y) 22Ne J91]; 5 — 7Li{p, a) *He [7. 8, 86]. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Mattaugh J. H. E. e. a. "Nucl. Phys.", 1965, v. 67, p. 1. 2. Ajzenberg-Selove F., Lauritsen T. "Nucl. Phys.", 1959, v. 11, p. 1; 1966, v. 78, p. l;"Rev. Mod. Phvs.'\ 1955, v. 27, p. 66; "Nucl. Phys.", 1968, v. A114, p. 1. 3. Ajzenberg-Selove F. "Nucl. Phys.", 1970, v. A152 p. 1, 1971, v. A 166, p. 1; 1972, v. A190, p. 1. 4. Дейнеко А. С. и др. «Журн. экспернм. и теор. физ.», 1957, т. 32, с. 251. 5. Fowler W. A. e. a. "Ann. Rev. Astron. and Astro- phys.", 1967, v. 5, p. 525. 6. Davis С N. "Nucl. Phys.", 1968, v. А1Ю, p. 619. 7. Spinka H., Tombrello T. "Nucl. Phys.", 1971, v. A164, p. 1. 8. Fiedler O., Kunze P. "Nucl. Phys.", 1967, v. A96, p. 513. 9. Burbidge E. M. e. a. "Rev. Mod. Phys.", 1957, v. 29, p. 547. 10. Holmgren H. D., Jonston R. L. "Phys. Rev.". 1959, v. 113, p. 1556. 11. Griffiths G. M. e. a. «Canad. J. Phys.», 1962, v. 40, p. 402. 12. GriffithsG. M., Lai M., ScarfeC. D."Canad. J. Phys.", 1963, v. 41, p. 724. 13. Arnold W. R. e. a. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 483. 14. Cook С F., Smith J. R. "Phys. Rev.", 1953, v. 89, p. 785. 15. Blair J. M. e. a. "Phys. Rev.", 1948, v. 74, p. 1599. 16. Wenzel W. A., Whaling W. "Phys. Rev.". 1952, v. 88, p. 1149. 17. Sanders J. H., Moffatt J., Roaf D. "Phys. Rev.", 1951, v. 81, 602.
18. Preston G., Shaw P. F., Joung S. A. "Proc. Roy. 56. Soc", 1954, v. A226, p. 206. 19. Altered J. C, Phillips D. D., Rosen L. "Phys. Rev.", 57. 1951, v. 82, p 782. 20. Magnag-Vallette D. e. a. "J. Phys. et Radium' , 1960, 58. v. 21, p. 125. 21 Von Engel A., Goodyear С. С. "Ргос. Roy. Soc", 59. 1961, v. A264, p. 445. 22. Волков В. В и др. В сб.: Ядерные реакции на лег- 60. ких ядрах. М., Атомиздат, 1957, с. 15. 23. Танеев А. С. и др. См. [22], с. 26. 61. 24. Brolley J. E., Putnam Т. М., Rosen L. "Phys. Rev.", 62. 1957, v. 107, p. 820. 25. Van Oers W. T. M., Brockman K. W. "Nucl. Phys.", 63. 1963, v. 48, p. 625. 26. Давиденко В. А. и др. См. [22], с. 7. 64. 27. Hunter G. F., Richards H. T. "Phys. Rev.", 1949, v. 76, p. 1445. 65. 28. Fuller E. G. "Phys. Rev.", 1954, v. 96, p. 1306. 29. Perry J. E., Bame S. J. "Phys. Rev.", 1955, v. 99, 66. p. 1368. 30. Gtmmel D. S., Jones G. A. "Nucl. Phys.", 1962, 67. v. 33, p. 102. 31. Fowler J. L., Brolley J. E. "Revs Mod. Phys.", 1956, 68. v. 28, p. 103. 32 ronner J. E., Bonner T. W., Smith J. R. "Phys. 69. Rev.", 1952, v. 88, p. 468. 33. Argo H V. e. a. "Phys. Rev.", 1952, v. 87, p. 612. 70. 34 Bame S. J., Perry J. E. "Phys. Rev.", 1957, v. 107, p. 1616. 71. 35. Fowler J. L., Stovall E. J. "Phys. Rev.", 1951, v. 82, 72. p. 502. 36. Балабанов Е. М. и др. См. [22], с. 48, 57. 73. 37. Говоров А. М. и др. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1962, т. 42, с. 383. 74. 38. Bonner Т. W., Conner J. E., Little А. В. "Phys. Rev.", 1952, v. 88, p. 473. 75. . 39. Allred J. С. "Phys. Rev.", 1951, v. 84, p. 695. 40. Yarnell J. L., Lovberg R. H., Strattow W. R. "Phys. 76. Rev.", 1953, v. 90, p. 292. 41 Клюгарев А. П., Есельсон Б. Н., Вальтер А. К. 77. «Докл. АН СССР», 1956, т. 109, с. 737. 42. Blair J. M., Hintz N. М., Van Patter D. M. "Phys 78. Rev." 1954, v. 96, p. 1023. 43. Ли Га Ен и др. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 79. 1960, т. 39, с. 225. 44. Good W. M., Kunz W. E., Moak С. D. "Phys. Rev.", 80. 1954, v. 94, p. 87. 45. Griffiths G. M. e. a. "Canad. J. Phys.". 1961, v. 39, 81. p. 1397. 46. Holmgren H. D., Johnston R. L. "Phys. Rev.", 1959, 82. v. Mi, p. 1556. 47. Jeronymo J. M. F., Mani G S., Sadegh A. "Nucl. 83. Phys.'", 1963, v. 43, p. 417. 48. Teminer G. M. Proc. Conf. on Direct Interaction and 84. Nucl. Reaction Mechanisms, Padua, 1962. Ed. by E. Clementel and С Villi, N. Y.- Lond., Cordow 85. and Breach Science Publishers, 1963, v. 1, p. 1013. 86. 49. Whaling VV., Bonner T. W. "Pbys. Rev.", 1950. v. 79, p. 258. 87. 50. Nickel W. E. "Phys. Rev.", 1954. v. 95, p. 426. 51. Роуз Д., Кларк M. Физика плазмы и управляемые 88. термоядерные реакции. М., Госатомиздат, 1963, 89. 52. Birk M. e. a. "Nucl. Phys.", 1963. v. 41, p. 58. 53. Hirst F-, Johnston J., Pool M. J. "Philos. Mag.", 90. 1954, v. 45, p. 762. 54. Macklin R. L., Banta H. E. "Phys. Rev.", 1955, 91. v. 97, p. 753. 55 Jeronymo J. M. F. e. a. "Nucl. Phys.", 1962. v. 38, 92. p. 11. • 93. Keydenburg N. P. e. a. "Phys. Rev.", 1948, v. 77 p. 405. Вальтер А. К. и др. «Атомная энергия», 1961, т. 10г с. 577. Timm U. "Naturwissenschaften", 1957, Bd. 44, s. 279; 1958, Bd 45, S. 204. Cassongnou Y. e. a. "Nucl. Phys.", 1962, v. 33, p. 449; 1963, v. 41, p. 164; 1962, v. 42, p. 353. Теплое И. Б. и др. «Журн. эксперим. и теор. физ.», 1962, т. 42, с. 353. Wilkinsow D. H. "Philrs Mag.", 1954, v. 45, p. 259. Hunt S. E. "Proc Phys. Soc". 1952, v. A65, p. 982. Bonner T. W., Evans J. E. "Phys. Rev." ,1948, v. 73 p. 666. NorbeckE., Littlejohn С S. "Phys. Rev.", 1957, v.— 108, p. 754. Talbott F. L., Busala A., Weissenbach G. С "Phys. Rev.", 1951, v. 82, p. 1. Resnick J., Hanna S. S. "Phys. Rev.", 1951, v. 82, p. 463. Biggerstaff J. A. e. a. "Nucl. Phys.", 1962, v. 36, p. 631. Вальтер А. К-, Вацет П. И. и др. «Укр. ф\з. журн.», 1961, т. 6 "с 457. Bonner Т. W. e. a. "Phys. Rev.", 1956, v. 102, p. 1348. Gibbons J. H., Macklin R. L. "Phys. Rev.", 1965, v. 137, p. 1508; 1959, v. 114, p. 571. Day R. В., HuusT. "Phys. Rev.*1, 1954, v. 95, p.1003. Bach G. G., Liveresy D. J. "Philos. Mag.", 1956, v. 46, p. 824. Bureham W. E., Freeman J. M. "Philos Mag.". 1950, v. 41, p. 337. Brown А. В., Snyder C. W., Eowler W. A. e. a. * "Phys. Rev.", 1951, v. 82, p. 195. Burke W. H., Risser J. R., Phillips G. G. "Phys. Rev.", 1954, v. 93, p. 188. Symons С D., Treacy P. B. "Nucl. Phys.", 1963, v. 46, p. 93. Beckman O., Huus Т., Zupancic С "Phys. Rev.", 1953, v. 91, p. 606. Hudspeth E. L., Smann С. Р. "Phys. Rev.", 1949, v. 76, p. 1150. Bailey С L., Stratton W. R. "Phys. Rev.", 1950, v. 77, p. 194. Hall R. N.. Towler W. A. "Phys. Rev.". 1950, v. 77, p. 197. Lamb W. A. S.. Hester R. E. "Phys. Rev.". 1957. v. 107, p. 550. Parker P. D., Kavanagh R. M. "Phys. Rev." 1963, v. 131. p. 2578. Nagatani K. e. a. 'Nucl. Phys". 1969, v. AI28, p. 325. Dwarakanath M. R., Winkler H. "Phys. Rev " 1971, v. C4, p. 1532. Van der Zwan L., Geiger K. W. "Nucl. Phys.", 1970, v. A152, p. 481. Haworth L. I., King L. D. P. "Phys. Rev.", 1938, v. 54, p. 38. Gemeinhardt W. e. a. "Z. Phys.", 1968, Bd 197, S. 58. Macklin R. L., Gibbons J. H. "Phys. Rev.". 1968, v. 165, p. 1147. Безотосный В. М. и др. «Ядерная физика», 1969, т. 10, с. 225. Jaszczak R. J. e. a. "Phys. Rev.", 1969, v. 181, p. 1428. Adams A. e. a. "Nucl. Phys.". 1969, v. A131, p. 430. Parker P. D. 'Phys. Rev.", 1966, v. 150, p. 851. Vaughn E. J. e. a. "Phys. Rev.", 1970, v. C2, p. 1657. 951
ГЛАВА 44 ПРОХОЖДЕНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО 44.1. ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ е — электрон р — протон d — дейтон (ядро ^Н^ а —а-частица (ядро рЛе\ F — осколок деления ¦у — ¦у-квант т0{х) —масса покоя частицы х тх — масса частицы х vx —скорость частицы х Ех — кинетическая энергия част ицы х fj —отношение скорости частицы к скорости све- света, v/c ц — массовый или линейный коэффициент ослаб- ослабления при экспоненциальном законе поглоще- поглощения г и Z — заряды частицы и среды (в единицах заряда электрона) трек, —¦ траектория частицы в тормозящей среде Rx~пробег частицы, х — путь частицы до полной потери ионизующей способности; Rx—изме- Rx—измеряется в направлении первоначального движе- движения или, если это оговорено (для электронов), вдоль трека Яр ¦— произведение напряженности поля на радиус кривизны траектории заряженной частицы в магнитном поле R — пробег частиц — средний арифметический пробег частиц данного сорта и энергии Яэкстр —¦ экстраполированный пробег, определя- определяется экстраполяцией к нулевой интенсивности наиболее крутой части зависимости числа прошедших через слой поглотителя частиц от толщины поглотителя. Исполь- Используется главиым образом для описания пробега электро- электронов в направлении первоначального движения —dE/dx — тормозная способность — характеристика удельных потерь энергии в веществе частицей данного сорта отнесенных к плотности мишени. 44.2. КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЧАСТИЦ [2] Масса движущейся частицы tnv = т0 Параметр Яр (рис. 44.1) определяется формулой: 1 1/7 №> = ЗООг V + 2Етйс"- , где Нр, 106 |д-ом]; Е и то с2— кинетическая энергия и энергия покоя, Мэв. Скорость частицы (рис. 44.2): у | Связь между энергией и импульсом частицы: р — импульс частицы. 952 Ир,э-см 107 106 10s ю4 г—^ 1 / / с ЯГ г 10' 10 г^ 10 102 103 105 W Ю7 10е 10уЕ,эв Рис. 44.1. Связь между энергией Е заряженных i и параметром Яр [1]. у, см/сек 10 1П7 ЮяЕ,э6 Рис. 44.2. Связь между энергией Е и скоростью v за- заряженных мааиц [1]. 44.3. ПРОХОЖДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО Тяжелые заряженные частицы (т > те ) теряют энергию постепенно, в основном за счет ионизации и возбуждения атомов тормозящей среды. Некоторая часть выбитых со своих орбит электронов тормозящей среды F -электроны) имеет сравнительно высокую энергию вплоть до 4 (тШ)Е (где mIM — отношение массы электрона и заряженной частицы) и производит вторичную ионизацию. Полная ионизация, т. е. сумма первичной н вторичной ионизации, обычно в три раза превышает первичную. Параллельный пучок тяжелых заряженных частиц, проходя через вещество, почти не рассеивается. Так, для протонов с энергией 1 Мэв вероятность рассеяния на угол, превышающий 10°, равна 0,53% на 1 см пробега в атмосфере; разброс про- пробегов моноэнергетических частиц не превышает 1—2%.
Прохождение протонов через вещество К,г/см1 -105 104 10* 102 10 1 W1 10~2 ю3 КГ1 1О'г W1 1 10 102 Е,Мэ6 Рис. 44.3. Связь между энергией Е и пробегом R протонов в Нг [1,3], воздухе [1] и Al [1J. Стрелками указана шкала кривых по оси ор- дннат. Таблица 44.1 Пробег протонов высокой энергии, г/см2. в Be. С, Al, Cu, Pb и воздухе [13J ,U>7 10е ю5 ю4 103 10 1 10"' ю-2 _ '/- // / У f Воз< / / / I I Ml У* /- "/ / / _ Таблица 44.2 Относительная и максимальная тормозная способность различных веществ для протонов [1] Чем меньше Z, тем больше относительная (по от- отношению к воздуху) тормозная способность вещества (dE/dxHTa; Ев— энергия, при которой тормозная спо- способность вещества максимальна; (dE/dx)MaKC — макси- максимальное значение тормозной способности. Вещество Водород Воздух Алюминий Золото - ЫЕ/<1х)от 100 кэб 2,4 1 0,68 0,14 2 Мм 1,52 1 0,82 0,34 1000 Мэв 1,16 1 0,91 0,61 ?», кэв 30 100 72 160 -CE/d*)mKC, Мэв-см2 (г 3400 620 440 100 10* s10* —- 0,1 — 1 'ч "" Ч N ч I, 10 1 —- |\ ч Е,МэВ - - ч _:::: ч 10 10' Е, Мзв 50 75 100 150 200 300 400 500 600 700 800 1000 2000 3000 5000 7000 10 000 Бе 2,722 5,655 9,461 19,37 31,91 63,33 101,4 144,4 191,3 241,3 293,7 404,0 1007 1633 2879 4100 5889 С 2,488 5,160 8,623 17,63 29,02 57,53 91,99 131,0 173,4 218,6 265,9 365,3 907,3 1469 2584 3675 5270 Воздух 2 5 8 18 29 58 93 133 176 222 269 370 910 1463 2543 3583 5081 ,557 ,293 ,835 ,03 ,64 ,68 ,73 ,3 ,3 ,0 ,8 0 ,3 AI 2,928 6,021 10,01 20,34 33,34 65,79 104,9 148,9 196,7 247,6 300,0 412,0 1014 1634 2587 4046 5777 Си 3 7 12 24 39 77 123 174 230 289 350 479 1168 1871 3248 4580 6512 ,599 ,321 ,01 ,35 ,71 ,82 ,5 ,9 ,5 ,5 ,9 ,4 5 10 17 34 55 107 168 237 312 390 472 642 1543 2445 4185 5847 8234 РЬ ,275 ,52 ,17 ,11 ,14 ,0 ,6 ,6 ,0 .5 ,2 ,2 Е,Мэ6 Рис. 44.4. Тормозная способность — dE/dx воздуха Для протонов как функция их энергии Е [1]. Пробег дейтонов, а-частиц и других тяжелых заряженных частиц Связь между пробегом протона и пробегом одноза- однозарядной частицы другой массы (кроме электрона) дается формулой [4], Rp Например, пробег дейтонов может" быть определен по пробегу протонов с энергией Ед = 2Ер. Для частиц, заряд которых больше единицы и сохра- сохраняет постоянное значение на основном участке пробега справедливо соотношение [4] = ¦ z*Rx{v)-C, га. 953
1 я i a I "] 20 W 8 4 2 1 50 —г 80 r— —ч 100 I ¦\ 4 \ N \ 200 i г > N \ 400 NJ Е,юв ^Ar He Hz 45 40 35 30 25 20 15 10 5 10 12 2 v,W см/сек 50 100 200 .... ! .. / ! Г I r I I 400 V 4^ Е,кэВ i ^^ Pb 1—. Си Be —» Li 10 12 Рис. 44.5. Тормозная способность — dEldX дтя протонов как функция их энергии ? и скорости v в различных веществах [3]. 1 0,9 >~ 0,8 0,7 щО,6 Zt),5 О 20 40 60 SO WO 120 Е,нзв 1 { \ i i У н° А А 1 1 / / / \ \ "--—. 1 1 / Л \ \ i I I I \ 0,2 0,1 О 12 3 4 5 6 v, 10" см/сек Рнс. 44.6. Равновесие между Н+, Н° и Н~ в алюми- алюминиевой фольге как функция энергии Е и скорости II ПрОТОНОВ [3J. 1 1СГг ИГ1 1 10г 103Е,Мэб Рис. 44.7. Удельные потери энергии — dEldx различными заряженными частнцамн в возду- воздухе [41. 954
где постоянная С учитывает неодинаковый захват и по- потерю электронов движущейся частицей и протоном. Для а-частиц /?,,(?) = 1,007#аC,972Е) —0,2, Е > 0,5 Мэь. Пробег а-частиц в различных веществах (рис. 44.8 и 44.9! может быть рассчитан по их пробегу в воздухе с помощью эмпирической формулы [4]: гДе Ra, х — пробег в веществе, мг1смг\ Ra возд — про- пробег в воздухе, см A5°С, 760 мм рт. ст.); А — массо- массовое число вещества. Я, см 10 1,0 /Л У I у_ / А 0,1 1,0 Е,Мэв Рис. 44.8 Пробег а-частиц R в воздухе A5 °С, 760 мм рт. ст.) как функция энергии а-частиц [1]. Таблица 44.3 Энергия Е, расходуемая а-частицами на образование пары нонок в различных газах [1] Газ Хе Кг Аг C2N4 Ne СН4 Не Е. т 21,3 22,3 24,3 26,9 27,1 29,3 30,2 Taj о2 со2 со Воздух Н2 N.. И. эв 32,3 33,8 33,9 34,7 35,0 36,2 Прохождение осколков деления через вещество Заряд осколка деления при прохождении через ве- вещество непрерывно уменьшается. Эффективный заряд осколка определяется приближенным соотношением [1] где Z — заряд ядра осколка; е — заряд электрона, ед. СГСЭ. Между пробегами осколков деления и а-частиц, имеющих одну и ту же скорость, существует прибли- приближенное соотношение [1] (рис. 44.10 и 44.11), af Ra e2 *~5 "Л 1 \ R, ост ) СМ Рис. 44.9. Удельная ионизация воздуха A5 °С, 760 мм рт. ст.) а -частицами в зависимости от оста- остаточного пробега Roct> T-е- расстояния от конца пробега данной частицы [4]. Таблица 44.4 Усредненные отдельно по тяжелой и легкой группам свойства осколков деления 235U [4| Параметр Массовое число Атомный номер Начальный заряд Начальная энергия, Мяв Пробег в воздухе R, мм Группа 955
?,Мэв 60 20 О 1 / / // 1 Рис. 44.10. Зависимость пробега осколка деления в воз- воздухе R от оставшейся у него энергии Е [5]: / — тяже- .\лый осколок; 2 — легкий осколок; 3 — усредненная кривая. R,cm 2,8 2,6 2,2 2,0 V \ V ОС 4L ' 80 90 100 110 120 130 140 150 A Fhc. 44.11. Зависимость экстраполированного пробега R осколков деления 23ВРи в воздухе A5е С, 760 мм рт. ст.) от их массового числа А [4] 44.4. ПРОХОЖДЕНИЕ БЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО По мере торможения в веществе моноэнергетический параллельный пучок электронов трансформируется в диффузный поток со сложным пространственно-энерге- пространственно-энергетическим распределением (рис. 44.12—44.16). Для элект- 1,% 120 100 80 60 40 20 0 \w \ \ \\ Vs) _ ^ 4 \ 4 "^5,4 \ \ Ч4 МэВ ^_ 7 I,cm Рис. 44.12. Распределение энерговыделения по глубине при облучении воды электронами различных энергий [6]. Все кривые нормированы к 100% по начальному участку 227 Е,нэв 1950 1910- 1870 1830 1790 Нр,з-см Рис. 44.13. Энергетическое распределение в пучке электронов после прохождения слюды различной тол- толщины Первоначальная энергия электронов 263 кэв (Нр = 1938) |Ц. Ш Е,КЭб сгпн'ед. 12 1100 1200 1300 1400 Нр,э-см Рис. 44.14. Энергетическое распределение в пуч- пучке электронов после прохождения ими стопки медных фольгF]. Кривые соответствуют прохождению пуч- пучка через 0;4 : 8; 12: 16; 20 медных фольг по 0,62 мг/см* каждая. 956
ItowH. ед. 0,2 0,6 0,8 t,8/CMz Рис. 44.15. Поглощение параллельного моноэнергети- моноэнергетического пучка электронов различной энергии в алюми- алюминии [6]. too %20 S / 0- 1 N \ , 4 -\ 1 \ \ 1 ^ А .1 as S с— 1 •*' * \ \ \ \ \ 2 j 1 -3 :. V 1 \ \ \ { \ 0,001 0,01 0,1 Рис. 44 16. Распределение энерговыделения по глубине t алюминия для электронов различной энергии [6]. Е,Мз8 10 1,0, 0,1 ~ 0,01 '- : / 0,1 1,0 10 100 юоо к,мг/смг Рис. 44.17. Связь экстраполированного про- пробега R и энергии электронов в алюминии [4]. роиов поэтому имеют смысл только понятия экстраполи- экстраполированного пробега и пробега вдоль трека (рис. 44.17 и 44.18). В диапазоне от 50 кзв до 3 Мэв зависимость экстраполированного пробега электронов в алюминии от энергии хорошо описывается формулой Фламмерс- фнльда [7]: I/O ?= 192(Я2 + 022/?)' где ? — энергия электронов, Мэв; R — пробег в алю- алюминии, см. §500 1400 § 3 i I \300 200 100 \ S s т ¦" °0,01 0,1 1,0 Энергия, Мэб 10 Рис. 44.18. Первичная (/) и полная B) иони- ионизация воздуха электронами различной энер- энергии [4]. 1 & ОД _—— ——— 2 J 4 100 200 Е,кзв Рис. 44.19. Зависимость вероятности отражения электрона, нормально падающего на поверхность различных материалов, от энергии электрона Е [7]: / — вольфрам; 2 — сталь; 3 — алюми- алюминий; 4 — графит. 0,8 0,6 0,4 0,2 " 370 к - // ' А . ¦—1 —¦ Sn / ~z—1 'а~ ^ у г \ —- У "Си — — Л \ph \ \ ч 0,2 0,4 0,6 0,8 Рис. 44.20. Энергетический спектр элект- электронов, отраженных от различных ма- материалов [6]. Ео = 370 кэв — энергия падающих электронов. 957
Значительная часть электронов отражается от мише- мишени (рис. 44.19 н 44.20). Если источник электронов имеет спектр, подчиняю- подчиняющийся закону простого Р-распада, с граничной энергией ?макс> то число электронов, прошедших через слой по- поглотителя, убывает с увеличением толщины поглотителя приблизительно экспоненциально вплоть до коэффи- коэффициента ослабления —20 (рис. 44.21). Толщина поглотителя, необходимая для уменьшения числа электронов вдвое (слой «половинного ослабления») приближенно равняется [7|: d=. 0.095 где d — толщина слоя половинного ослабления, г!см2; 2 и А — заряд и массовое число ядра-мишенн; ?макс — граничная энергия, Мэв. Формула применима для всех элементов от водорода до меди. Е0,Мэ8 Рис. 44.21. Абсорбционные кривые для определения максимальной энергии Р-спектра. Ео — энергия;^ — толщина алюминия, необходимая для уменьше ния интенсивности в 2" раз. Значение п проставлено в раз- разрывах кривых. Если пучок электронов проходит через достаточно тонкую фольгу, так что потерями энергии можно пре- пренебречь, то средний квадрат угла рассеяния электро- электронов в лабораторной системе координат после прохожде- прохождения фольги равен [1': = 0,157 где й — толщина фольги, г/см2; р — импульс; т — масса и v — скорость электрона; [pv] г= [Мае]; N — число атомов в 1 см3 вещества; А и 2 — массовое число и заряд ядра вещества фольги. Данные табл. 44.5 позволяют оценить максимальную толщину водоподобной мишеии при неравномерности облучения ± 20% среднего значения. Таблица 44.5 Максимально допустимая толщина водоподобной мишени при энергетической дозе облучения на глубине не менее 60% максимальной [8] Энергия. Мэв 0,5 1 2 3 Толщина мишени, см. при облучении ¦с одной стороны 0,15 0,3 0,7 1,1 с двух сторон 0,35 0,7 1,7 2,6 Энер- Энергия. Мэв 5 10 15 Толщина мишени, см. при облучении с одной стороны 1,8 3,7 5,5 Г ДВУХ сторон 4,4 8,7 13,0 Таблица 44.6 Характеристики торможения электронов в воде и биологической тканн [9] R—истинный пробег (вдоль трека); —- dE/dx—диф- dE/dx—дифференциальные потери энергии; dl/dx — удельная пер- первичная ионизация; х — среднее расстояние между первичными ионизациями. Энергия элек- электронов, кэв 1 1,5 2 3 4 6 8 Ю 15 20 30 40 60 80 100 150 200 300 400 500 н мкм 0,053 0,101 0,160 0,312 0,509 1,025 1,697 2,52 5,11 8,47 17,33 28,83 58,67 96,48 141 278 444 832 1275 1740 —uE\dx, кэв/мкм 12,3 9,4 7,7 5,7 4,6 3,36 2,68 2,30 1,67 1,34 0,98 0,78 0,538 0,482 0,417 0,328 0,284 0,238 0,217 0,205 dl/dx. пара ионов мкм 233 163 127 88 68 47 36,6 30,1 21,4 16,7 11,8 9,3 6,7 5,4 4,6 3,55 3,12 2,51 2,23 2,11 10-' см 4,3 6,1 7,9 11,3 14,7 21,2 27,3 33,2 47 60 85 108 149 185 216 282 321 398 448 473 Мощность тормозного ¦у~излУчения ПРИ прохожде- прохождении быстрых электронов через тонкую мишень может быть рассчитана по формуле [9]: 511J2 где ^торм — мощность тормозного излучения em; Е — энергия электронов, кэс: 2, А — заряд ядра и массовое число вешестиа;р — плотность мишени, г/см3; d — толщина мишени, см; i — ток электронов, ма. Формула справедлива для Е ¦< 1 Мэв. Для толстой мишени, в которой электроны полностью тормозятся, интенсивность нефильтрованного тормозного излучения приблизительно раина [9]: 958
Спектральное распределение тормозного \'излУче" или максимальной энергии электронов Р-спектра (рис. нця (исключая характеристическое рентгеновское излу- 44.23). Угловое распределение тормозного излучения чение) почти не зависит от атомного номера мишени, а ориентировано преимущественно вперед по пути за- относительное спектральное распределение hv/E почти медляющихся электронов, его диаграмма направленнос- не зависит от энергии моноэнергетических электронов ти тем уже, чем больше энергия электронного пучка (рис. 44.22). Рис. 44.22. Интенсивность и угловое распределение тормозного излучения, испускаемого монрэнергетическими электронами в мишенях, толщина которых немного больше максималь- максимальной длины свободного пробега электронов [7]. 959
1 \б \\ \ I V 1 - L 44.5. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 A Рис. 44.23. Относительное распреде- распределение интенсивности тормозного из- лучення, образующегося при полной остановке электронов. А — моно- энергетические электроны энергии Ео; Б — спектр р-излучения с мак- максимальной энергией Ео. Параметр X = hv/E0. Площадь под обеими кри- кривыми нормирована к единице [7]. ПРОХОЖДЕНИЕ 7-ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО связанному электрону. Эффективное сечение фотоэф- фотоэффекта для Y"KBaHT0B малой энергии характеризуется скачкообразной зависимостью от длины волны. Эмпи- Эмпирическая формула Викториина, описывающая величину фотоэффекта для длин воли, меньших Хк (граничная длина волны, за которой начинается поглощение на /(-оболочке), имеет вид [14]: (ЛфрОр/Ж. Здесь Цф — линейный коэффициент ослабления пучка у-квантов за счет фотоэффекта, см'1; р — плотность, 10 1,0 Ос а * if 1 0,1 0,01 1 -i- \ ?: Гг--* -^ \ \ -\ \ к \ 0,01 0,1 1,0 Энергия, Мао 10 При прохождении через вещество Y-излучение испы- испытывает три основных типа взаимодействия: фотоэффект, комптоновское рассеяние и эффект образования элект- ронно-позитрониых пар (рис. 44.24, 44.25). При фото- фотоэффекте Y'KBaHT исчезает, передав всю свою энергию 110° 100 SO 80 70 60 п ТЧ.50 100 110° 100 90 80 7Q 60 Рис. 44.24. Угловое распределение фотоэлектронов для малой (сплошная линия) и большой (прерывис- (прерывистая линия) энергий фотонов. Значение Р около кри- кривых соответствует энергии фотоэлектронов [14]. 960 *w = 1 Гран ния t щс mi — -—— J Г \ 108/1С обол —-- V S \ очке \ V щ — \\ \\ —^- '— hi 1 0,01 0,1 1,0 Энергия, Мэо 10 Рис. 44.25. Коэффициенты ослабления ^-квантов в алюминии (а) и свинце (б) [7] за счет различных процессов: / — комптон-эффект; 2 — фотоэффект; 3 — образование пар; 4— полный коэффициент ос- ослабления.
г/см3; X —длина волиы, А; С и D —эмпирические константы, значения которых для ряда элементов при- приведены в табл. 44.7. Таблица Константы формулы Викториина [4] 44.7 Элемент С N О А1 Fe Си Вг Ag Pb Вода Воздух z 6 7 8 13 26 29 35 47 82 — с 1,211 2,034 3,161 14,69 129 178,9 313,7 808,8 4537 2,808 2,762 D 0,0183 0,0393 0,07739 0,8583 28,41 49,09 127 624,8 13 998 0,06873 0,1017 43,5 31,1 23,5 7,935 1,739 1,377 0,918 0,4844 0,1404 B3,5) B3,5) Угловое распределение фотоэлектронов, вырванных из атома при фотоэлектрическом рассеянии, показано на рис. 44.2t>. Длина волны -у-кваита при комптоновском рассея- рассеянии на свободном электроне увеличивается на ДХ [9]: где ф — угол рассеяния \-кванта. — coscp), A Таблица 44.8 Сечения комптоновского рассеяния ск -у-кваитов, рассчитанные на один электрон [7] Е, Мэв 0,010 0,015 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,080 0,100 0,150 0,200 ок, барн 0,6370 0,6270 0,6160 0,5960 0,5780 0,5610 0,5460 0,5170 0,4929 0,4436 0,4066 Е, Мэв 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 ак, барн 0,3535 0,3167 0,2892 0,2675 0,2350 0,2112 0,1716 0,1464 0,1151 0,0960 0,0820 Е, Мэв 6 8 10 15 20 30 40 50 60 80 100 ок, барн 0,07320 0,05990 0,05100 0,03773 0,03024 0,02199 0,01746 0,01456 0,01254 0,00988 0,00820 Максимальное значение ДХ (при рассеянии назад) равно удвоенной комптоновской длине волны 0,0484 А, что соответствует 255,5 кэв. Неупруго рассеянные Y" кванты не могут иметь большей энергии при обратном рассеянии. На рис. 44.26 представлены дифференци- дифференциальные, а в табл. 44.8 — полные сечения комптоновско- комптоновского рассеяния в зависимости от энергии -у-квантов. В табл. 44.9 даны энергии Y-квантов, испытавших компто- новское рассеяние. Эффективное сечение процесса образования пар стпар. равно нулю при Ич < 2т0с2 [1, 14]. Для энергий в несколько мегаэлектронвольт стпар ~ ~ Z2 (/iv — 2т„с2). Для больших энергий стПар"~22 In (ftv). 10 5 2 1 -V \ Vv V ч \\ SS ' ^— s - 4, I —=- — — *¦— —¦— — ¦- ¦ —==l 0,2- -0,5- I 1 P - - 4 ". - 6 '- 10ntgCZ 0I0 20 40 60 80 100 120 140 и, град Рис. 44.26. Зависимость комптоновского дифферен- дифференциального сечения рассеяния на один электрон о^ F) от энергии Е/Ео = Ич/тс2 (цифры у кривых) и угла рассеяния 6 Y-квантов [7]. Таблица 44.9 Энергия ^-квантов, Мэв. испытавших комптоисвсиое рассеяние |7] Угол рассеяния, град I0 20 30 40 60 90 120 150 1М) Энергия падающих -j-квантон, Л1э« 0.5 0,4925 0,4715 0,4408 0,4051 0,3332 0,2501 0,1998 0,1743 0,1665 1,25 1,204 1,086 0,936 0,789 0,556 0,357 0,263 0.220 0,208 3.0 2,749 2,203 1,663 1,249 0,749 0,428 0,300 0,246 0,211 6,0 5,075 3.481 2,300 1,576 0,857 0,461 0,316 0,256 0,239 Прохождение узкого монохроматического пучка Y-квантов через вещество Всякое взаимодействие Y-кванта с веществом выводит его из узкого пучка, поэтому ослабление такого пучка происходит экспоненциально по мере увеличения про- протяженности среды /: J = Линейный коэффициент ослабления |i определяется всеми парциальными коэффициентами взаимодействия: 961
a> to 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 п II fir \ 4Ве" г\\ \ \ ч \ \ и \ ^---^ ^^ —— f\ 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 Е,Мэ6 0,3 0,5 1 2 5 10 20 50 Е,Мзб Рис. 44.27. Массовый коэффициент ослабления \\, узкого пучка -у-квантов в различных веществах как функция энергии \-квантов ? [7].
в 10 — * I Вода -f / / / у 1 f / У, '/ } 1 / / / / у у у ЛУ \/ / / / / / / / / / / / / 1 2 'з '6 "Л — I / I/ V i '// / / / / / Железо ъ / / у // / / 5 r 0 — lit I Свиней, // / 1 — / f / §ая шкала У 7 у у У* у / / / г \ U i 10 [ —1 /Правая шкала _у* t2 - 1 -0,5 10 1 О 2 4 6 8 1012141618 0 2 4 6 8 10 1214 1618 0 2 4 6 8 10 1214 16 а И 100 10 1 — — . / 1J /у V/ У hmln ( 1 /, у / / /- / у -л- У у / —? **• J Е(ги,г „— .м 1— ^~ }5М 0,5 1 2 3 4 6 10 О 2 4 6 8 1012 14 1618 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20р.ог б Рис. 44.28. Дозовый фактор накопления б как функция толщины защиты для плоского мононаправлен- мононаправленного (а) и точечного изотропного (б) источников [7].
Здесь /V — число ядер среды в 1 смя; аа„ ак, <?пар — сечения фото- и комптон-эффекта и сечение образования пар в расчете на один атом. В случае весьма узкого пуч- пучка у-квантов значительную роль может играть также их упругое рассеяние без потери энергии, происходящее в основном на малые углы, интегральный вклад кото- которого мал по сравнению с комптоновским рассея- рассеянием. На рис. 44.27 приведены массовые коэффициенты ослабления для узкого пучка у-квантов в зависимости от атомного номера поглотителя и энергии у-квантов. Ослабление широких пучков ^- Широкий пучок у-квантов ослабляется в меньшей степени, чем узкий, из-за обратного попадания в него рассеянных квантов. Широкий, первоначально параллельный пучок ос- ослабляется иначе, чем сферически расходящийся из точечного источника. Обычно закон ослабления широко- широкого пучка записывают в виде = Jo exp (— ftv, Z), где [X — линейный коэффициент ослабления узкого пуч- пучка, В— фактор накопления. Для узкого пучка 6^1. Поскольку энергия, донесенная у-квантами до данной поверхности не вполне пропорциональна их биологи- биологическому действию, то в силу деформации энергетическо- энергетического спектра различают энергетический и дозовый фак- факторы накопления. На рис. 44.28 представлены зависимости дозового фактора накопления от толщины и материала защиты энергии первичного источника у-квантов. Защита от ^-излучения Таблица 44.10 Толщина защиты из свинца, мм, в зависимости от кратности ослабления и энергии у-излучения (широкий пучок) |11| .о t? О а: 2 5 10 30 100 500 103 5-Ю3 ю4 5-10* 105 \ Энергия у-излучения, Мэь 0,1 1 2 3 3,5 5 6,5 7 9 10,5 11,5 11 ,5 0,2 2 4 5,5 7 10 14 15 19 21 23,5 24 0.3 3 6 9 11,5 16 22 24 30 33 37 38 0,4 4 9 13 17 23 31 33 42 45,5 52 54 0,5 5 11 16 23 30 40 44 55 59 69 72 0.6 7 15 21 30 38,5 51 57 70 75 87 92 0.7 8 19 26 35,5 47 61 69,5 85 91 105 Hi 0.8 10 22 30,5 43 55 72 81 99 106 123 130 о.ы 11,5 25 35 49,5 63 82 92 112 120 140 148 1 0 13 28 38 55 70 92 102 124 133 156 165 1,5 17 38 51 73 96,5 129 141 170 183 214 227 -? 20 43 59 85 113 150 165 198 213 247 262 3 21 46 65 93 122 163 160 219 236 263 289 4 20 45 64 92 121 161 178 217 234 272 289 6 16 38 55 80 1С9 149 165 203 220 258 275 10 13,5 30 42 63 87 119 133 166 180 215 229 Таблица 44.11 Толщина зашиты из железа, см, в зависимости от кратности ослабления и энергии у-излучеиия (широкий пучок) 'II| Is 2 5 10 30 '00 500 1000 5-Ю3 10s D-104 I05 106 10' O.I 0,7 1,4 1,9 2,4 3,4 4,4 4,5 5,6 6,8 8,6 10,0 12,8 15,0 0,2 1,2 2,5 3,5 4,5 6,1 7,7 8,2 10,1 11,5 13,8 15,8 17,9 20.3 o,3 1,7 3,4 4,6 6,2 8,1 10,1 11,0 13,4 14,7 17,0 18,2 21,4 24,3 0,4 2,2 4,1 5,6 7,5 9,6 12,0 13,2 15,8 17.1 19,6 20,6 24,2 27.6 0,5 2,6 4,8 6,3 8,5 10, k 13,7 15,0 17,7 19,0 21,8 23,0 26,7 30,5 0.6 2,7 5,1 6,8 9,2 11,7 14,9 16,3 19,3 20,7 23,6 24,9 28,9 33,2 Энергия у-излучения 0.7 2,9 5,5 7,3 9,8 12,5 16,0 17,5 20,7 22,3 25,2 26,7 31,2 35.8 0.8 3,1 5,7 7,7 10.4 13,2 17,0 18,6 22,0 23,6 26,9 28,4 33,3 38,1 0,9 3,2 6,1 8,1 10,9 13,9 17 9 19,6 23,2 24,9 28,4 30,0 35,2 40,2 . Мэв 1.0 3,3 6,4 8,5 11,4 14,5 18,7 20,5 24,3 26,0 29,9 31,5 37,0 42.4 1.5 3,6 7,4 10,0 13,6 17,3 22,3 24,4 29,4 31,3 35,9 38,0 44,7 51,3 2,0 3,9 8,1 11,0 15,1 19,5 25,0 27,5 33,3 35,5 40,8 43,2 50,6 57,9 3 4,4 8,9 12,2 17,0 22,1 28,8 31,7 •48,2 40,9 47,2 50 0 58,8 67.5 4 4,5 9,4 12,6 17,7 23,3 30,6 33 7 40,7 43 7 50,4 53,4 63,3 73,1 ч 4,6 9,6 13,2 18,8 25,0 32,7 36,0 43,2 46,5 55 0 58,3 69,0 79,4 3.4 8,0 11,4 17,0 23,1 31,2 34,6 42,2 45,2 53,0 56,1 67,0 78,0 U64
Таблица 44.12 Толщина защиты из бетона, см, в зависимости от кратности ослабления и энергии Y-излучения (широкий пучок) [И] Для бетона р=2.3 г/см3. Кратность ослабле- ослабления 2 5 10 30 100 500 1000 5-103 10* 5-10* 103 106 107 0,1 4,7 5,6 8,2 8,5 11,5 13,8 15,5 18,8 18,8 23,3 30,5 49,3 64,0 0,2 7,6 11,0 14,6 16,4 21,1 24,6 28,2 33,1 35,2 42,3 50,5 66,4 84,9 0,3 9,9 15,5 19,7 22,8 28,9 35,2 39,2 45,6 48,5 56,4 64.6 79.8 15,7 0,4 11,3 18,8 23,7 27,7 35,2 43,9 48,1 56,4 60,3 68,6 75,1 89,Ь 130,7 0.5 12,3 21,1 25,8 32,9 39,9 50,5 55,2 65,7 69,3 78,1 82,8 97,4 110,3 0,6 12,4 21 ,8 26,8 34,8 43,0 54,5 59,2 70,0 74,7 83,4 88,3 103,7 !17 4 Энергия ^-излучения. 0,7 12,4 22,3 27,6 36,4 45,3 57,3 62,5 74,0 79,1 88,7 93,5 109 2 123,6 0,8 12,6 22,6 28,4 37,8 47,2 58,8 65,3 77,0 82,9 93,4 98,1 114,1 130,0 0,9 12,7 23,0 29,1 39,2 48,8 62,5 67 8 80,2 85,2 97,9 102,5 119,5 136.2 Мае 1,0 12,9 23,5 29,9 40,5 50,5 64,6 70,4 82,8 89,2 102,1 106,8 124,4 142.0 1,5 13,6 25,8 34,0 46,5 58,3 74,8 81,7 97,4 104,5 120,4 126,6 149,8 170.8 2,0 14,1 28,2 37,6 51 ,6 65,7 84,5 92,7 110,9 118,6 136,2 144,4 171,4 144.9 3 15,3 32,9 43,4 59,9 77,5 101,0 110,9 132,7 143,2 164,9 173,8 205,4 236,0 4 16,4 35,2 47,5 65,7 84,5 110,4 120,9 146,8 156,7 181,6 191,4 225,4 259,4 6 18.8 38,7 51,6 71 ,6 95,1 124,4 137,9 166,7 179,0 206,6 218,4 260,6 299,4 10 18,8 39 9 54,0 78,1 105,1 139,7 155,0 186,7 201,3 233,6 248 9 295,8 340,5 Таблица 44 13 тость >ле- §.51 «о = 2 5 10 30 100 500 1000 5-103 104 5-10* 105 10s Ю7 0,1 18 27 35 45 53 66 72 81 91 103 ПО 128 150 Толшина защиты из воды, см. 0,2 27 37 47 58 70 85 92 105 114 128 135 156 178 0,3 30 42 52 65 79 96 104 120 128 144 152 176 200 0.4 30 44 55 69 84 104 113 130 139 156 1о4 192 217 в зависимости от кратности ослабления и энергии у-излучения (широкий пучок) [11] 0,6 29 46 57 73 88 ПО 118 138 147 167 175 205 232 0,6 28 46 58 75 92 116 !24 147 155 175 184 215 243 Энергия 7"излУчени* 0.7 27 47 60 77 95 120 129 154 162 183 192 224 255 0.8 27 47 61 79 98 124 134 160 168 190 201 233 2R5 0,9 26 48 62 81 101 128 138 165 175 196 209 243 277 1. Мае 1.0 2о 48 63 82 104 132 143 170 181 205 216 253 288 1,5 28 53 71 96 120 153 167 198 912 241 255 299 344 •2,0 33 59 79 107 136 173 189 225 241 276 292 342 «93 3 37 69 92 124 160 206 226 27! 290 334 353 415 478 4 38 74 101 140 182 234 257 309 33! 383 404 479 554 40 85 116 163 212 277 306 368 396 460 487 571 657 11 45 98 135 192 253 334 368 446 480 554 587 695 807 44.6. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИЗЛУЧЕНИЯ Единица поглощенной дозы излучения — рад — соответствует поглощению в 1 г облучаемого вещества 100 эрг энергии излучения. Единицей экспозиционной дозы рентгеновского и у- излучения служит рентген (р) — доза рентгеновского или у-излучения в воздухе, производящая в 0,001293 г воздуха по 1 ед. СГСЭ ионов каждого знака. Для тех видов и энергий излучения, для которых на образова- образование пары ионов в воздухе требуется 34 эв, 1 р соответст- соответствует поглощению 88 эрг в 1 г воздуха, т. е. 0,88 рад (¦у-излучение и электроны при Е ^ 3 Мэв) (рис. 44.29). Для таких видов излучения, как осколки деления, при- приведенное выше соотношение между рентгеном и радом неприменимо. Относительная биологическая эффективность раз- различных видов излучения неодинакова. Коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) различных видов излучения характеризует степень био- биологического воздействия данного вида излучения по сравнению с у-излучением при равенстве поглощенных доз. За единицу ОБЭ принято биологическое действие рентгеновского излучения с энергией 200 кэв, создаю- создающего 100 пар ионов на 1 мкм пути в воде. ОБЭ различ- различных биологических реакций может по-разному зависеть от линейной передачи энергии (ЛПЭ). В связи с тем, что действие излучения на человечес- человеческий организм в целом является объектом количествен- количественного контроля, введено регламентированное значение ОБЭ Для человеческого организма в целом [10, 15] — коэффициент качества излучения КК- Степень облучения организма выражают в эквива- эквивалентных дозах Ьэ, т. е. энергетическая доза облучения умножается на его коэффициент качества. Единицей измерения D3 является 1 бэр — биологический экви- эквивалент рада. Естественное облучение человека за счет космичес- космической радиации и природных радиоактивных изотопов составляет 0,1 рад/год A2]. Доза профессионального облучения не должна превышать 0,1 бэр в неделю 965
E бэр в год) для персонала, непосредственно занятого с источниками излучений. Для персонала, работающего в смежных помещени- помещениях и отдельных лиц из населения соответствующая доза составляет 0,5 бэр/год и для всего населения 5 бэр за 30 лет. Более подробно допустимые уровни внешнего и внутреннего облучения приведены в специальной лите- литературе flO, 15]. -о s О) ю-3 5 2 5 2 1С'5 Ж7 N^ % V ¦_ у f'Au \\ 4 mTa \\\W2Ir \\ \ i \ N \ \, I \ \ 4 a i \ 4 6 8 10 12 14 16 Толщина слоя свинца, см 18 го Рис. 44.29. Мощность дозы на расстоянии 1 ж от раз- различных источников ^-излучения интенсивностью 1 мкюри в зависимости от толщины свинцовой защиты [7]. Таблица 44.14 Коэффициент качества КК для излучений с различными значениями ЛПЭ |!5| ЛПЭ в воде, кэе/мкм 3,5 3,5—7,0 7,0—23 КК 1 1—2 2—5 ЛПЭ в воде, кэв/мкм 23—53 53—175 КК 5—10 10—20 Таблица 44.15 Коэффициенты качества различных видов ионизирующих излучений при хроническом облучении всего тела [15] Вил излучения Y-Излучение Рентгеновское излу- излучение Электроны и позитро- позитроны я-Излучение (?<Мэв) Протоны (Е < Мэв) Тяжелые ядра отдачи Тепловые нейтроны КК 1 1 1 10 10 20 3 Вил излучения Нейтроны с энер- энергией: 5 кэв 20 кэв 500 кэв 500 кэв 1 Мэь 5 Мае 10 Ms'- КК 2,5 5 10 10,5 7 6,5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Экспериментальная ядерная физика. Под ред. Э. Сегре. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1955. 2. Гринберг А. П. Методы ускорения заряженных частиц. М.—Л., Гостехиздат, 1950. 3. Barnett С. F., Gauster W. В., Ray J. A. Atomic and Molecular Collision Cross Sections. Oak Ridge Nat. Lab., ORNL-3113. 4. Прайс В. Регистрация ядерного излучения. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 5. Росси Б., Штауб Г. Ионизационные камеры и счет- счетчики. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1951. 6. Handbuch der Physic, b 34. Springer-Verlag. Berlin, 1958. 7. Прайс В., Хортой К., Спинни К. Защита от ядер- ядерных излучений. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лнт., 1959. 8 Брегер А. X. Источники ядерных излучений и их применение в радиационно-химических процессах. М., ВИНИТИ, 1960. 9. Егер Р. Дозиметрия и защита от излучений Пер. с нем. М., Госатомиздат, 1961. 10. Нормы радиационной безопасности НРБ—69. Изд. 2-е. М., Атомиздат, 1972. 11. Аглинцев К. К., Кодюков В. М. Прикладная до- дозиметрия. М., Госатомиздат, 1962. 12. Гусев Н. Г., Ковалев Е. Е., Осаиов Д. П. Защита от ионизирующих излучений. М., Атомиздат, 1969. 13. Защита от ионизирующих излучений. Т. 2. М., Атомиздат, 1973. 14. Горшков Г. В. Проникающие излучения радиоак- радиоактивных источников. Л., «Наука», 1967. 15. Моисеев А. А., Иванов В. И. Справочник по дози- дозиметрии и радиационной гигиене. М., Атомиздат, 1974. ГЛАВА 45 КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 45.1. ВВЕДЕНИЕ К первичному космическому излучению принято от- относить заряженные и нейтральные частицы, входящие в верхние слои атмосферы Земли. Вступай во взаимодей- взаимодействие с ядрами атомов атмосферы, первичное космичес- космическое излучение может породить большое разиообразие новых элементарных частиц. Ядерно-активные частицы вызывают в атмосфере Земли смешанные электронно- ндерные ливни, состоящие из мезонов, нуклонов и 966
электронно-фотонной компоненты. Ливни электромаг- электромагнитного происхождения (электронно-фотонные ливни) образуют мягкую (быстро поглощаемую веществом) ком- компоненту космического излучения. Электронно-ядерные лив- ливни вызываемые космическими частицами очень больших энергий, иосят название широких атмосферных ливней (на уровне моря их поперечные размеры могут дости- достигать нескольких километров). Полное количество энер- энергии, заключенное в космическом излучении в галакти- галактическом пространстве, по порядку величины сравнимо с другими формами энергии во Вселенной. Плотность различных форм энергии в Галактике |1| . Плотность энергии. Форма энергии эв/см3 Космическое излучение 1 Свет звезд 1 Магнитная энергия 1 Турбулентное движение галактическо- галактического газа ... 10—100 Вращение Галактики . ... 1000 Энергия массы покоя в Галактике . . 10я Некоторые характеристики космического излучения |2| Общее число частиц и ¦у"кваитов- при- приходящих в атмосферу Земли .... 8-101! сек~* Общая энергия космического излучения, входящего в верхние слои атмосферы 9-1018 Гэв/сек— = 1,4-109 вт Сила тока, создаваемая частицами, если бы они все несли положительный заряд .... 0,13 а Количество пар ионов, образуемых кос- космическим излучением на уровне моря (в среднем) 1163 пара ионов/(см2-сек) Общая энергия космического излучения, достигающего поверхности Земли . . 40 вт 45.2. ПЕРВИЧНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Состав Таблица 45. Распространенность элементов в космическом излучении [I] Ядра* Протоны а-Частицы L-группа ядер М-группа ядер Н-группа ядер Железо Другие ядра 2 3—5 6—9 26 Первичное косми- космическое излучение дер онов 100 000 6 800 150 440 150 15 93,0 6.3 0,14 0,4 0,14 0,014 0,001 100000 7 700 6-10-" 150 30 1,5 1(Г3 * Таблица 45.2 Относительнаи распространенность элементов внутри групп «Тдер L, М и Н (+ подгруппа VH) космического излучения [41 L к с CD & Li Be В CD К ЕС О. CD 23 10 67 М 'I о! С N О F си Е з: % О. CD OS? 44 21 31 4 l X CD Я <и Si Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar К 7 S1 21,4 13,4 23,2 4,5 8,0 0,9 0 0,7 2,4 0 VH. E a Ж ф s Ca Sc Ti V Cr Mn Fo Co Ni 4,/ 0,8 3,0 0,8 5,0 0 9.9 0 1,3 Таблица 45. 3 Ядерный состав солнечного и галактического космического излучении |1| Ячра Не Be, В С N О F Ne Mg Si Р—Sc Ti—Ni z (i 4;'5 6 7 4 9 10 12 14 15—21 22—28 Солнечное косми- космическое излучение 107 + 14 <:0,02 0,59+0,07 0,19+0,04 1,0 <ю,оз 0,13 + 0,02 0,043+0,011 0,033+0,011 0.057 + 0,017 <Ю,02 Галактическое космическое излучение 48 0,8 1,8 <Ю,8 1,0 0,1 0,30 0,32 0,12 0,13 0,28 * За единицу прииято содержание атомов кислорода (Z — 8). Плотность частиц. в солнечном ветре 1—9 см~ч в космическом излучении около Земли Ю-10 см-я |3] Таблица 45.4 Плотность потока космических частиц |3| п — число частиц, падающих на границе земной ат мосферы, на 1 м2 в единице телесного угла в 1 сек " Содержание электронов и фотонов в первичном космическом излучении не превышает I и 0.1% соответственно [1]. Компонента Протоны а- Частицы L-группа ядер /И-группг ядер //-группа ядер Подгруппа ядер VH Фотоны с Е^ > 50 Мэв z 1 2 3—5 6—9 >10 >20 0 п. к-" сект' 1300 94 2,0 6,7 2,0 0,5 5A] 967
Энергетический спектр В широком интервале энергий B-10°—1015 эв!'нуклон) наблюдается главное убывание иитеисивиости космичес- космического излучения с увеличением энергии частиц: здесь 1л (>?)— интенсивность потока ядер группы А, частица! (м? • стер ¦ сек), энергии которых больше, чем Е, ГLielнуклон; Кл — некоторый постоянный ко- коэффициент. В области меньших энергий показатель энергетического спектра у зависит от солнечной актив- активности, поскольку в космическом излучении солнечного происхождения преобладают частицы малых энергий. 10* 10* яг* 1/0 Ж \ \ \ \ \ \ г~2,б \ > ,-да 10s 1010 10" 101 1016 101в 10го Энергия, эв Рис. 45.1. Полная интенсивность /(>?) всех групп ядер косми- космического излучения [3]. 10'- 10" % ж- §ж7 \ \ \ \ \ \ \ \ р- \ \ \ \ \ \ W7 1ОВ 10s 1OW 101i 1012 W'3 Энергия, эв Рис. 45.2. Форма энергетического спектра электронной [3] и мюоииой [13] компонент космического излу- излучения. 45.3. ВТОРИЧНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Высотный ход интенсивности космического излучения При углублении в атмосферу Земли меняется как состав, так и интенсивность космического излучения. На больших высотах основную роль играют процессы генерации ливней. В дальнейшем, с уменьшением энер- энергии вторичных частиц, ядерно-каскадные процессы затухают и общая интенсивность космического излуче- излучения начинает падать вследствие иоиизацяониого тормо- торможения и поглощения медленных частиц. Поток нейтронов на уровне моря [6]: B,3 + 0,6) • 10~3 см-* ¦ сек-1; Еп < 0,4 эв; D,2 + 1,0) • КГ3 сж~2 • сек'1, ?„>0,4 эв. Таблица 45.5 Интенсивность отдельных групп космического излучения [4] Группа ядер Протоны а-Частицы а-Частнцы а-Частицы а-Частицы Группа М Группа М Группа Н Интервал энергий, Гэв/нуклон 4,7—16,0 2,5—800 2,5—8,0 1,3—8,0 1 ,4—4,0 2,5—8,0 2,5—8,0 2,5—8,0 7 1 1,40+0,10 1,49+0,22 1,45 + 0,11 1,5 1,48±0,12 1,57 + 0,12 1,6±0,15 1,60±0,15 25 26 11 КА 1800 360 300 415 360 ,4±4 ,0+2 ,9±2 ,2 ,2 ,0 Таблица 45.6 Соотношение числа заряженных С- и нейтральных Л?-частиц космического излучения в зависимости от высоты над поверхностью Земли [5] Глубина атмосферы, г/см' 5—50 610 670 700 710 780 800 800 1000 Энергия, Гэв -1000 200—2000 -10 200—1000 200—2000 200—2000 ~60 20—40 ¦ -27 N/C 0,083 + 0,03 0,74 + 0,08 0,77+0,035 0,57+0,10 0,65+0,007 0,56 + 0,1! 0,40+0,12 0,66 + 0 11 • 0,64+0,08 968
о 6 \ 4 10 h j\ \ \ 4; / v- s ч 4 N n О 200 400 600 800 1000 Глубина атмосферы,г/см3 Рис. 45.3. Высотный ход интен- интенсивности / различных компонент космического излучения для 50° с. ш. [10]: / — нуклоиная; 2 — мюоииая ч 3 — электронная компоненты; 4 — полная интен- интенсивность. 1 ,-5 I Iff о ¦м- <~10'B ._ — ¦\ N \ V 1 0,1 10 Геомагнитные явления Вследствие влияния магнитного поля Земли ее поверхности могут достигать лишь те частицы космичес- космического излучения, магнитная жесткость которых 6 = = A-p/(Z-e) больше некоторой величины, являющейся функцией географических координат и направления дви- движения частицы (А — массовое число ядра; Z — его заряд; р — импульс частицы; е — заряд электрона). Широтный эффект составляет —10% на уровне моря и резко возрастает при удалении от поверхности Земли. I I а «3 10' 286L 1м 3240 2860 271 — = ¦ \ \ ч \ \ \ \ \ \ 10 10z Рис. 45.5. Интегральные энергетические спектры электронов (сплошные кривые) и фотонов (штрихо- (штриховая кривая) в нижних слоях атмосферы [10]. Рис. 45.4. Дифференциальный энергетический спектр (л-мезонов на уровне моря для 50° с. ш. [10]. Таблица 45.7 Характеристика космического излучения, входящего в атмосферу на различных широтах [2] Характеристика излучения Энергия излучения, падающего на 1 см2 атмосферы в 1 сек, эв Общее число ионов, образуемых в 1 сек в столбе атмосферы площадью 1 см2 Нижний предел энергии частиц, достигающих Земли, устанавливаемый магнитным полем Земли, эв Средняя энергия частиц, пробивающих атмосферу, эв Вероятное число частиц, падающих на 1 см2 внешней поверхности атмос- атмосферы в минуту Геомагнитная широта 3° МО9 3-10' 1,5-101» 3-10 1,9 on.-, I 52° 1,7-10е 5,4-I07 8-10» 1,6-101° 6,5 3 2-1С9 7,4-Ю7 2-Ю9 0,88-1010 21,8 969
Таблица 45.8 Зависимость магнитной жесткости, Гэв. для вертикально пацающих частиц от географических координат [5] Географическая широта, град Северная 70 60 50 40 30 20 10 Южная 0 10 20 30 40 50 60 70 Географическая широта. град Северная 70 60 50 40 30 20 10 Южная 0 10 20 V 30 40 50 60 70 о 0,274 1,;2 3,06 6,7 11,2 14,4 15,1 14,4 12,5 10,5 8,9 6,3 3,76 1,90 0,82 20 0,151 0,72 2,24 4,94 8,8 12,8 14.6 12,2 13,1 11,4 9,9 8,0 5,1 2,81 1,24 20 0,376 1,28 3,60 7,20 11,6 14,9 15,6 14,9 12,4 10,2 7,9 4,59 2,65 1,24 0,512 40 0,06 0,365 1,28 3,01 5,8 10,1 13,6 14,1 13,4 12,2 11,1 9,3 6,7 3,85 1,61 40 0,453 1,42 3,81 7,60 12,6 15,5 16,4 15,7 13,4 10,7 6,8 3,77 1,81 0,77 0,294 60 0,018 0,181 0,73 2,06 4,48 8,5 12,4 13,6 13,6 12,8 11,6 10,2 7,3 4,15 1,69 Восточная долгот. 60 0,505 1,54 3 77 7,80 13,5 16,1 17,0 16,3 14,4 10,5 5,9 3,18 1,34 0,512 0,136 80 0,54 1,70 3,84 8,2 14.3 16,5 17,6 16,8 14,9 10,8 5,1 2,48 0,90 0,281 0,055 Западная лолгота 80 0,082 0,125 0,63 1,97 4,45 8,3 11 8 13,5 14,0 13,6 12,6 10,4 6,8 3,9 1,57 100 0,152 0,174 0,85 2,52 5,6 9,8 13.3 14,6 14,6 14,0 13,1 9,7 5,6 3,05 1,27 i, град 100 0,55 1,82 3,98 9,4 14,5 16,8 17,7 17,2 15,0 10,9 4,62 2,03 0,63 0,136 0,014 . град 120 0,056 0,381 1,44 3,83 7,3 12,0 14,5 15,1 14,8 14,0 12,6 8,3 4,50 2,19 0,85 120 0,56 1,87 4,15 9,6 14,5 16,4 17,1 17,0 15,1 10,5 4,70ч 1,98 0,55 0,(!96 0,A03 140 0,161 0,75 2,23 4,99 8,9 13,2 14,7 15,4 14,8 13,8 11,7 6,7 3,4 1,42 0,512 140 0,57 1,90 4,26 9,0 13,9 16,0 16,5 16,5 15,2 11,1 5,2 2,28 0,63 0,086 0,002 160 0,288 1,20 3,22 6,2 10,4 13,7 15.0 15,6 15,2 13,3 9,5 5,2 2,3 0,82 0,27 160 0,512 1,76 4,37 8,5 13,1 14,8 16,0 16,2 15,2 12,1 6,2 3,0 1,0 0,19 0,26 180 0,421 1,55 4,09 7,7 12,3 14,2 15,4 15,9 15,3 12,6 7,7 4,03 1,45 0,45* 0.11 Таблица 45.9 Ионизация атмосферы под действием космического излучения на уровне моря [71 Геомагнитная широт?, град 0 10 21" Ю 40 Число i пар ионоь, см~*-сек~' J 1,61 1,61 1 63 1,68 1,77 1 Геомагнитная широта, град 5U 60 70 80 90 Число пар ионов, см~г-сек~' \,ЬА 1,84 1,84 1,84 1,84 § 5 I 10' \ \\ \ 1 10' 10 100 1000 Глубина, м Рис. 45.6. Зависимость интенсивности космического излучения от глубины про- проникновения в Землю [12] и поглощения мюоиов в воде [13] (штриховая линия). 970
I I 25 20 10 5 / / // i ? 7" f >«- 3 \ \ \ Таблица 45.10 Зиачеиия радиационной единицы длины t0 и 10 15 Высота, км 20 25 Рис. 45.7. Высотный ход интенсивности жест- жесткой (/), мягкой B) и всей ионизующей C) компонент космического излучения цля 51° с. ш. [10]. Электронно-фотонные каскадные ливни Радиационные единицы длины и критические энер- энергии. Проходя через вещество, быстрые электроны теряют энергию главным образом в процессах радиационного излучения и образования пар. Спектральная плотность потерь энергии на излучение на единице пути практически не зависит от энергии электронов. Расстояние, на котором энергия электрона уменьшается в <е> раз, представляет собой удобную масштабную единицу длины пробега быстрых электронов и носит название радиационной, или лавинной единицы длины f0- Критическую энергию е определяют обычно как сред- среднюю величину потерь энергии электроном на иониза- ионизацию на /„-единице длины (8|. критических энергий с для Вещество Н Не Li Be В С N О F Na Al Si а Аг К Са Fe р. Си Вг Ag J Хе W Pb LiH (гидрид лития) C3HS (пропан) С8Н8 (полистирол) Воздух Вода AJ2SO3-2SiO2-2H2O (глина) SiO2 (кварц) СаСО3 (известняк) NaCl (соль) Ядерная эмульсия НИКФИ-Р различных г/см2 62,8 93,1 83,3 66,0 53,6 43,3 38,t> 34,6 33,4 28,2 24,3 22,2 19,5 19,7 17,4 16,3 13,9 13,0 11,5 9,0 8,5 8,5 6,8 6,4 80 45,9 44,4 37,1 36,4 28,8 27,4 24,2 22,2 11,4 веществ |8] е. Мае :ета га плот- без уч эффек! ности 35U 250 180 141 115 97 85 75 67,5 55,5 47 44 36 34 31,7 30,4 23,3 20,9 17,2 12,7 11,3 11,0 8,3 7,5 207 129 ПО 81 90 60,9 56.2 51.2 42,1 17.8 _ 138 ПО 91 77 — — 46,5 40 37 5 27,8 26,7 20,7 18,8 15,7 11,9 10,7 8,1 7,4 157 88 — 73 50,6 47,3 43,4 36,2 16.4 IgN 4 3 2 1 О -1 /, t г [ ,- -N ¦ ~ N ч X N \ |\ \ 0 10 15 20 25 50 35 40 t/tB Каскадные кривые IgN 4 3 2 1 О -1 / \ X 10^ \ ч X. \ \ \ \ \ 10е ч \ \ О 5 10 15 20 25 30 35 40 45t/t0 Рис. 45.8. Число электронов Л' (?с, Е, t) с энергией, большей, чем Е, в ливне, образованном электроном с энергией ?о, как функция расстояния t, выраженного в /„-единицах [11]. Результаты расчета по одномерной каскадной теории в прибли- приближении А, когда для процессов образования пар и тормозного излу- излучения используются асимптотические формулы, а столкновениями электронов пренебрегают. Это приближение справедливо для любых веществ и для энергий электронов, больших по сравнению с крити- критической энергией s для выбранного вещества. Рис. 45.9. Полное число электронов /V (?0, 0, t) в ливне, образованном электроном с энергией ?„, как функция расстояния t, выраженного i <п-единипах 111). Результаты расчет*«по одиомерной теории в приближении Ь, при котором учитываются также и ионизационные потери электронов. Пробеги электронов выражены в радиационных единицах to> а энер- энергии частиц даны в единицах критической энергии г. 971
О Рис. 45.10. Число электронов N(E0, Е, t) с энергией, большей Е, в ливне, образованном электро- электроном с энергией Ео, как функция расстояния t, выраженного в го-ер.ннии.ах. На кривых указаны значения отношения ?„/@,4378). Вычисления проведены методом моментов для свинца с учетом ионизационных потерь и многократного рассеяния электронов [9]. 3,2-10 ЫО7 3,2-106 1-10s 4 3,2-10* 40 10 Рис. 45.11. Число электронов N(E0, E, t) с энергией больше Ев ливие, образованном Y-квантом с энергией ?0> как функция расстояния t, выраженного в ^„-единицах. На кривых указаны значения отношения ?0/@,437 е). Вычисления проведены методом моментов для свинца с учетом иони- ионизационных потерь и многократного рассеяния электронов [9]- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рамакришнан А. Элементарные частицы и косми- космические лучи. Пер. с англ. М., «Мир», 1965. 2. Проблемы радиационной гигиены. Пер. с англ. и нем. Под ред. Ф. Г. Кроткова. М., Медгиз, 1963. 3. Гинзбург В. Л. «Природа», 1968, т. 7, с. 2. 4. Гинзбург В. Л., Сыроватский С. И. Происхожде- Происхождение космических лучей. М., Изд-во АН СССР, 1S63. 5. Мурзин В. С, Сарычева Л. И. Космические лучи и их взаимодействия. М., Атомиздат, 1968. 6. Boella J. e. a. "Nuovo cimento", 1963, v. 29, p. 103. 7. Аллен К. У. Астрофизические величины. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 8. Довженко О. И., Поманский А. А. В сб.: Труды физ. ин-та им. П. Н. Лебедева. Т. 26. М., «Наука», 1964, с. 167. 9. Иваненко И. П., Самосудов Б. Е. «Ядерная физи- физика», 1967, т. 5, с. 622. 10. Физика космических лучей. Т. 3. Под ред. Дж. Виль- Вильсона. Пер. с англ. М., Изд-вэ иностр. лит., 1958. 11. Росси Б. Частицы больших энергий. Пер. с англ. М-, ГИТТЛ, 1955. 12. Добротин П. А. Космические лучи. М., Изд-во АН СССР, 1963. 13. Хаякава С. Физика космических лучей. Часть 1. Пер. с англ. М., «Мир», 1973.
VII. АСТРОНОМИЯ И ГЕОФИЗИКА ГЛАВА 46 АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА 46.1. НЕКОТОРЫЕ АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ Астрономическая единица длины (с. е.) —среднее расстояние от Земли до Солнца, 1 а. ч = = A,4960 + 0,0003I0" м [1] Парсек, 1 пс = C,0856 + 0,0001) 10" м [1] Световой год, 1 се. год = 9,4605 • Ю*» м [1] Время, за которое свет проходит расстояние в 1 а. е. равно 498,99 сек [I]. Астрономические символы 0 Солнце ?, ф Земля ? Уран С Луна d" Марс tp Нептун 5> Меркурий 2/. Юпитер 9J Плутон 9 Венера 1j Сатури ^ Комета Т Овен 0° SI Лев 120° Д Стрелец 240° » Телец 30° 1f Дева 150° ^ Козерог 270° 31 Близнецы 60° r?b Весы 180е г» Водолей 300" 6J Рак 90° ттг Скорпион 210° f( Рыбы 330° 46.2. СОЛНЦЕ Характеристики Солнца |1—3] Радиус Солнца ^0 = F,9598+0,1H07I01° см Масса ^0 = A,989+О,ОО2IО33е Средняя плотноегь . . . р_ = 1,410 г/см3 Период сидерического вращения (на широте <р= 16°) 25, 38 суток Синодический период 27.275 суток Кинетическая энергия вращения . 1,9-Ю4'2 эрг Наклон экватора к плоскости эклип- эклиптики 7е15' Скорость освобождения на поверхно- поверхности 6Л77-10' см/сек Работа, необходимая для рассеяния солнечного вещества в пространство 7,4-1048 эрг Ускорение силы тяжести иа поверх- поверхности B7398+4) см/сек* Средний экваториальный горизон- горизонтальный параллакс 8,794" +0,002" Угловой диаметр Солнца: в перигелии 32'31" в афелии 31 '27" Диск Солнца — круг с погрешностью +0", 01 Положение в Галактике |1, 2, 4] Расстояние от галактического центра («.г + О.ВНО3 пс Расстояние от галактической плоско- плоскости ' (8+12) пс Период вращения вокруг галактиче- галактического центра, галактический год . 2,2-10s лет Скорость вращения вокруг галактиче- галактического центра 220 км/сек Скорость движения относительно близ- близлежащих звезд B0 + 0,5) км/сек Солние иак звезда 12] Звездная величина Видимая Абсолютная ол= +4,72 Визуальная .... твпз = V =-—26,78 /ИЕИЗ = +4,79 Фотографическая (си няя) "....... Й = —26.16 Мв =+-5,41 Ультрафиолетовая . . 11 = —26,06 Ми = +5,51 Болометрическая . .«бол = —26,85 Показатель цвета . .6—V — +0,62 Спектральный класс С 2V Эффективная темпера- температура Т9Ь = E800+15)°К Температура в центре Солнц-i в зависимости от при- принятых моделей и содержания элементов внутри Солнца! колеблется от 11 до 46 миллионов градусов |5, 6). Наиболее вероятные значения температуры, плотно- плотности и давления в центре: с ) 1СГК; Рг = (98+15) г/смя; Рс = 2,0- Ю1' dim./см" = 2,0-10" атм 973,
Таблица 46.1 Содержание химических элементов в атмосфере Солнца [3. 7] Приведены логарифмы чисел атомов, содержащихся в столбе солнечной атмосферы площадью 1 см1. Единицей величины является 1012 атомов над 1 см2 солнечной атмосферы. Элемент н Не Li Be С N О Na Mg Al Si P S К Ca Ig V 12,0 11,7 0,96 2,36 8,72 7,98 8,96 6,30 7,40 6,20 7,50 5,34 7,30 4,70 6,15 Элемент Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Rb Sr Y Ig N 2,82 4,08 3,70 5,36 4,90 6,57 4,64 5,91 5,04 4,40 2,36 3,29 2,48 2,60 2,25 Элемент Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Ba Yb Hg Pb lgJV 2,23 1,95 1,90 1,43 0,78 1,21 0,14 1,46 1,16 1,54 1,94 2,10 1,53 3,38 1,33 - / ;/ 1 'ill 1 ^ ! 1 .._1__L_ \ N 1 t < 1 i \ \ 1 1 1 1 2,0 1,0 0,0 -1,0 3,0 3,5 4,0 4,5 Рис. 46.1. Спектр солнечного излучения [)|: /; — поток солнечной энергии че- через единичную площадку на расстоя- расстоянии в 1 а. е. от Солнца, отнесен- отнесенный к единичному интервалу длин волн, эрг(с/м2- А- сек); Я, — длина о волны, А. Излучение [2] Полное излучение Солнца L^ =C,90+0,04)-1033 эрг/тс= ^ = 3,90-Ю2» Мет Поток излучения фотосферы 6,41-10го эрг/(см2-сек) = = 6,41 кет/см2 Солнечная постоянная равна полному количеству излу- излучения, падающего на площадку в 1 см2, помещенную под прямым углом к солнечным лучам за пределами земной атмосферы на среднем расстоянии от Солнца до Земли. Солнечная постоянная . . .A,99±0,02) кал/(см2-мин)= = 1,388-10» эрг/(см2-мин) Эффективная температура Солнца Гэф 5800 + 15°К Средняя яркость поверхности солнечного диска за пре- пределами земной атмосферы 2,02-106 сб = 6,33- 10s лам- берт Освещенность, создаваемая Солнцем на расстоянии в 1 а. е 13,7^=137 000 лк Сила света Солнца . . . . 3,07-1027 ев Радиоизлучение Согласно классификации [1, 2, 8, 9], различают, по крайней мере, пять типов радиоизлучения Солнца: 1) спокойные тепловые щумы; 2) медленно меняющиеся шумы солнечных пятен; 3) шумовые бури, состоящие из коротких выбросов (ассоциируются с солнечными пятнами); 4) выбросы, связанные с солнечными вспышками; 5) изолированные неполяризованные выбросы. В период максимума солнечных пятеи шумовые бури наблюдаются около 10 раз в год. Число типичных вы- выбросов в годы максимума пятен около 100 за год. Про- Продолжительность выброса примерно 10 мин. Поток энергии радиоизлучения Солнца Fv измеряется в ваттах и относится к единичному интервалу частот и площади 1 м2 земной поверхности. Поток Fv связан с эффективной температурой Тэф, которая равна темпе- температуре абсолютно черного тела, излучающего в радио- радиодиапазоне столько же энергии, сколько и Солнце. Fv = = 2,089-Ю-44 Гэф ч2, где [Fv ] = [вшЦм^-гц)]; Гэф- в градусах Кельвина и частота v — в герцах. Таблица 46.2 Характеристики радиоизлучения Солнца |2| ВОЛ Длин X, см 600 300 150 60 30 15 6 3 1.5 0,6 Частота v. Мги 50 100 200 500 103 2-103 5-Ю3 104 2-Ю4 5-104 Fv , I0-" вт/^-гц) Спокойное Солнце максимум пятен 0,49 2,3 9,4 29 44 69 155 340 820 3400 минимум пятен 0,36 1,8 6,9 18 27 49 115 260 730 3400 енно още- злу- пятен Медл меня* еся и чение 0,0 0,0 0,2 7 20 48 52 45 — Типичные шумо- шумовая буря 70 100 70 5 0 . . — — выброс 500 500 400 300 200 100 50 20 — 974
Солнечные пятна Диаметры пятен колеблются от 2000 до H5 км [3]. Время существования пятен меняется от 3—4 ч до 10— 15 месяцев [3]. Средняя продолжительность пятнообразовательиого цикла 11,04 года [2]. Отношение интенсивности полного излучения пятна к интенсивности прилежащей фотосферы [2]: тень/фото- тень/фотосфера ~ 0,27, полутень/фотосфера ~ 0,78. Эффективные температуры большого пятна [2]: теть, 7\,ф~4400°К; полутень, Гэф~5700°К. Изменение диаметра Солнца в течение одиннадцати- одиннадцатилетнего периода [1] равно ±0",09; увеличение происхо- происходит в годы максимума пятен, уменьшение — в годы ми- минимума. Напряженность магнитного поля пятна енпзана с его размерами [1J: Я як 540 j/J", здесь Н в гауссах; d — диаметр пятиа в тысячах километров. 46.3. ПЛАНЕТЫ И СПУТНИКИ [1] Масса Земли Л® .-= 5,977-10^' г Общая масса: планет М7,9 спутников 0,12 малых планет 3- Ю~4 JJJ, метеорной материи . . . б-Ю0,^— планетной системСл . . . 448 Л® =2,678-1030 г Полный угловой момент планетной системы . . . 3,15-1050 г-см'2/сек Орбиты планет [!) Таблица 46.3 Планета Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатури Уран Нептуи Плутон Большая полуось орбиты млн. км 57,91 108,21 149,60 227,9 778,3 1428 2872 4498 5910 Период сидерический 87,969 224,701 365,256 686,98 4332,6 10759,2 30687 60184 90700 , суши синодический 115,88 583,92 — 779,94 398,88 378,09 369,66 367,49 366,74 Средняя орби- орбитальная скорость, км/сек 47,90 35,05 29,80 24,14 13,06 9,65 6,80 5,43 4,74 I Зксцептриситег орбиты 0,2056 0,006818 0,01675 0,09331 0,04833 0,05589 0,0470 0,0087 0,247 Наклонение к эклип тике (па IU70 г.) 7°00'15" 3 23 40 — 1 51 00 1 18 17 2 29 25 0 46 22 1 46 21 17 08 30 Таблица 46.4 Физические характеристики планет [I] Объем Земли V&= 1,08332-102' см3; масса Земли ^ф = E,977+0,004)-1027 г; р — средняя плотность; g — ускорение силы тяжести на поверхности планеты; ?цСПТр—-экваториальное центробежное ускорение; vOCB ско- скорость освобождения; <р—наклонение экватора к плоскости орбиты Планета Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатури Уран Нептун Плутои Экватори- Экваториальный радиус, км 2420 6200 6378,39 3400 71400 60 400 23 800 22 300 3 000 [28] Сжатие 0,0 0,0 0,00336 0,0052 0,062 0,096 0,06 0,02 — Объем 0,055 0,91 1,000 0,150 1317 762 50 42 1,3 Масса 0,053 0,815 1,000 0,107 318,0 95,22 14,55 17,23 0,9 г/а* 5,3 4,95 5,517 3,95 1,33 0,687 1,56 2,27 4 см/сек' 360 850 980,66 376 2600 1120 940 1500 800 ^центр» см/сек2 —0,00 —0,00 —3,392 -1,71 —225 —176 —62 —28 — ?'осв flfj, км/сек 4,15 10,25 11,19 5,09 60,2 36,2 21,4 23,4 10 Период врлщепия 58,7 ДНЯ [28] 242,98 дня* |20] 23 ч 56 мин 4,1 сек 24 ч 37 мин 22,6 сек 9 ч 50 мин 30 сек 10 ч 14 мин 0,89 дня* 0,53 дня 6,39 дня 281 28| 28| 9 7° [111 <3 [28] 23°27' 25°12' 3°07' 26°45' 97°59' 29° >50 [28} * Вращение обратное. 975
Таблица 46.5 Таблица 46.7 Фотометрические характеристики планет Видимые визуальные звездные величины тт13 для Меркурия и Венеры даны для положения наибольшей элонгации (а = 90). Для остальных плаиет, кроме Зем- Земли, — для положения средней оппозиции (о = 0°). о — угол фазы, или угловое расстояние Земли до Солнца, видимое с планеты. Значение твиз для Земли соответст- соответствует величине, видимой с Солнца [2, 28]. Атмосферы планет Количество газа и химический состав определены по наиболее внешним (видимым) слоям планетных атмос- атмосфер. Количество газа выражено либо в процентах, ли- либо в значениях высоты приведенной атмосферы из этого газа, взятого при стандартных условиях A атмо-см = = 2,69-10м молекула/см3). Планета Меркурий Веиера Земля Марс Юпитер твиз —0,2 —4,22 —3,80 —1,98 —2,50 Аль- Альбедо 0,09 0,77 0,30 0,2 0,58 Планета Сатурн Уран Нептун Плутон твиз +0,7 +5,51 +7,85 + 14,87 Аль- Альбедо 0,57 0,80 0,71 0,15 Таблица 46.6 Температурные условия на поверхности планет [3| Равновесная температура рассчитана из ajT'h= Q/R2, где Q — солнечная постоянная; R — расстояние до пла- планеты; а — постоянная Стефана—Больцмана. Планета Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон Облучение Солнцем прн среднем рассто- расстоянии до Солнца -X ill 12.7 3,61 1.99B] 0,81 0,070 0,0208 0,0052 0,0021 0,0012 О О 82 901 258 135 58 5,0 1,48 0,366 0,149 0,087 Отношение облучении 6 перигелии и афелпи 2,31 1,03 1,07 1,45 1,21 1,25 1,21 1,04 2,77 Температура дневной полусферы из инфра- инфракрасных измерений 12], -°К 611 743 + 8* 295 270 135 125 103 108 — нз радно- наблюде иий Г8], — 560—580 — 218 + 76 145+16 ПО — — — i: а. 631 464 394 316 173 128 89 72 63 Меркурий Веиера [15| Земля 12] Марс 12] Юпитер |28| 3000 атмо-см Р = (90 + 1,5) атм; СО2—97%: N2 < 2%; Н2О-1%; О2<0,1%; NH3^0,14-0,01% Р=1 атм. N2 — 78%; О, — 21%;Н2О= = 0,14-2,7%; Аг —0~,93%; СО2~ — 0,033%; СН4— 1,5-10-4%; Н2—0,5х X 10% Р = 0,086 атм. N2 — 99%; Аг — 1,1%; СО2 —0.23%; О2<0,1%; Н2О—0,005%; CH4<0,005%;NH3<0,001%; N2O5< < 0,0005% СН4—45 000 атмо-см; NH3—970 атмо-сх; Н2—6,7-106 атмо-см; Не—3,4- 106атмо-см Сатури [28| Уран [28] Нептуи [28] • Измерено в месте яосадки станции Венера-8 [15]. СН4—3,5-10' атмо-см; NH3—250 атмо-см; Н2~-1,4-107 атмо-см Н2—4,8-107 атмо-см; СН4—3,5-106 атмо-см СН4—6-Ю6 атмо-см 9.76
Таблица 46.8 Спутники планет Приведенные значения наклонений орбит приблизительны; R означает обратное движеиие по отношению к эк- экваториальной плоскости плангты; спутники Урана имеют обратное движение по отношению к плоскости эклипти- эклиптики; Е — наклонение к эклиптике; Р — наклонение к плоскости экватора планеты; В — наклонение к плоскости ор- орбиты планеты [1, 10]. Спутники Земли: Луна Марса: 1. Фобос 2. Деймос Юпитера: 1. Ио 2. Европа 3. Ганимед 4. Калл исто 5. Амальтея 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Сатурна: 1. Мимас 2. Энцелад 3. Тефия 4. Диона 5. Рея 6. Титан 7. Гиперион 8. Япет 9. Феба Ураиа: 1. Арнэль 2. Умбриэль 3. Титания 4. Оберон 5. Миранда Нептуна: 1. Тритон 2. Нереида Расстояние от планеты. 103 км 384,4 9,4 23,5 421,8 671,4 1071 1884 181 11500 11 750 23 500 23 700 11 750 22 500 21000 185,7 238,2 294,8 377,7 527,5 1223 1484 3563 12950 191,8 267,3 438,7 586,6 130,1 353,6 6000 Синодический пеоиол. дни 29 1 1 3 7 16 260 276 631 626 276 599 546 0 1 -Л 2 4 15 21 79 536 2 4 8 13 5 ч 12 7 6 18 13 3 18 11 0 10 5 22 8 21 17 12 23 7 22 16 12 3 17 11 21 мин 44 39 21 28 17 59 5 57 37 53 18 42 27 15 39 4 29 28 0 15 3 сек 3 27 16 36 54 36 7 28 12 22 55 10 56 25 6 56 40 25 0 36 27 Наклонение орбиты. град 5,1 Е 1,8 Р 1.4Р OP* opI OPf opi 0 Р 28,5 В 28,0 В ЯЗЗВ #24 28,3 В #16,6 В R 1.5Р 0Р 1,1Р 0Р 0,3 Р 0,3 Р 0,6 Р 14,7 Р R 30 Р 0Р 0 Р 0 Р 0Р #20Р Эксцентри- Эксцентриситет орбиты 0,0549 0,019 0,003 Малый и пере- переменный 0,003 0,155 0,207 0,38 0,25 0,140 0,207 0,13 0,0196 0,0045 0,0000 0,0021 0,0009 0,0289 0,110 0,029 0,166 0,007 0,008 0,023 0,010 0,000 0,7 Радиус, км 1738 8 4 1660 1440 2470 2340 80 60 20 20 11 10 12 10 260 300 600 650 900 2500 200 600 150 300 200 500 400 2000 150 Масса, 10» г 73,4 — — 79 47,8 153 90 — — — _ —. — — — 0,038 0,07 0,65 1,03 2,3 137 0,11 5 — — 150 0,05 твиз в средней оппозиции -12,7 + 11,5 12,5 +5,5 5.7 5,1 6,3 13,0 13,7 16,2 16,2 17,7 17,9 17,5 18,1 +12,1 11,7 10,6 10,7 10,0 8,3 14 11 14,5 +15,5 16 14,0 14,2 17 +13,6 19,5 Система колец Сатурну [2] S Масса колец ~5-10~5 масс Сатурна Толщина колец <:10 км Радиус колец, км: внешнее кольцо (умеренная яркость) 137 000—120000 щель Кассини (темная) . 120000—116000 кольцо В (очень яркое) . 116 000—90000 щель между кольцами В и С (темная) 90 000—89 000 кольцо С (слабое) .... 89000—72000 Экваториальный радиус плаие- ты 60 400 Луна [2] Расстояние от Земли среднее C84 404 ±2) км при наибольшем удалении .... 406 700 км при наибольшей близости .... 356 400 км Радиус 1737,9 км Масса G,349±0,007) X X1026 г = = .,#е/81,33 Средняя плотность 3,34 г1смъ Ускорение силы тяжести иа поверх- поверхности Луны 162,0 см/сек? 32—748 977
Синодический период (период полной смены фаз) 29,53029 суток Скорость освобождения 2,36 км/сек [14] Эксцентриситет луниой орбиты . . . 0,5449 Наклонение орбиты к эклиптике .... 5°8'43" Период осцилляции наклонения орбиты к эклиптике 173 дня Величина осцилляции иаклонения ор- орбиты к эклиптике ±9' Видимый угловой радиус иа среднем рас- расстоянии от Земли 15'32,6" Площадь видимой с Земли поверхности 59% Средняя орбитальная скорость .... 1,02 км[сек Давление лунной «атмосферы» [1] ... <0,1 дин/см? Температура поверхности полная луна, центр диска из инфра- инфракрасных измерений 380 °К по данным радионаблюдений .... 230 °К новая Луна, центр диска 120 °К равновесная, расчетное значение . . 394 °К Освещенность от полной Луны над гра- границей земной атмосфгры [1] . • . . @,322±0,014) лк Таблица 46.9 Малые планеты [2] о. Ноне 1 2 3 4 6 15 511 Название Церера Паллада Юнона Веста Геба Эвномия Давида Радиус, км 350 230 ПО 190 110 140 130 Масса. 1021 г 600 180 20 100 20 40 30 Видимая звездная величина 4,0 5,1 6,3 4,2 6,6 6,2 7,0 Период обращения вокруг оси - 9 — 7 5 7 6 —~ мил 05 — 13 20 17 05 Сидерический период, сутки 1681 ' 1684 1594 132S 1380 1569 2072 Характеристики орбнть Большая полуось орбиты. а.е. 2,767 2,767 2,670 2,361 2,426 2,645 3,182 Эксцент- Эксцентриситет 0,079 0,235 0,256 0,088 0,203 0,185 0,177 Наклонение к эклиптике. град 10,6 34,8 13,0 7,1 14,8 11,8 15,7 Т а б л и ца 46.10 Кометы A] В таблице дан список периодических комет, которые наблюдались больше одного раза и возвращение которых ожидается: е—эксцентриситет; q — расстояние в перигелии; с—большая полуось орбиты Комета Энке Григга—Скьеллерупа Темпеля II Понса—Виинеке Форбса Копфа Швассмана—Вахмана II Джакобини—Циннера Дарре Даниэля Брукса II Рейнмута I Уиппла Фая Отерма Шомасск Вольфа I Комас—Сола Вейсала I Неуймина III Тутля I Швассмана—Вахмана I Неуймина I Кроммелина Понса—Брукса Ольберса Галлея Последнее воавращеиие. Дата прохождения через перигелий (до 1952 г.) 16/Ш 1951 Г. 18/IV 1947 г. 2/VII 1946 т. 10/VII 1945 г. 16/IX 1948 г. 11/V1II 1945 г. 23/VIII 1948 г. 18/IX 1946 р. 6/VI 1950 р. 24/VIII 1950 т. 25/VIII 1946 г. 23/VII 1950 р. 25/VI 1948 г. 28/IX 1947 г. 15/VII 1950 г. 25/XI 1943 г. 23/Х 1950 г. 11/IV 1944 г. 10/XI 1949 г. 27/V 1951 г. 10/XI 1939 г. 9/VI 1941 г. 15/ХП 1948 г. 4/XI 1928 г. 26/1 1884 г. 8/Х 1887 г. * 19/IV 1910 г. Число наблю- наблюдавшихся появлений (до 1952 г.) 43 7 10 14 3 6 4 6 10 4 8 3 3 13 Ежегодно 4 9 3 2 2 8 Ежегодно 3 4 2 2 30 Период, годы 3,3 4,9 5,2 6,1 6,4 6,5 6,5 6,6 6,7 6,8 6,95 7,4 7,41 7,4 7,88 8,1 8,3 8,52 10,55 10,9 13,6 16,2 17,8 27,9 71,6 72,5 76,0 е 0,848 0,70 0,55 0,66 0,55 0,54 0,39 0,72 0,61 0,58 0,485 0,49 0,36 0,57 0,144 0,70 0,40 0,58 0,64 0,59 0,82 0,14 0,77 0,92 0,96 0,93 0,967 <?, а. е. 0,34 0,88 1,3 1,14 1,5 1,5 2,1 1,0 1,37 1,5 1,87 1,9 2,45 1,66 3,39 1,19 2,4 1,77 1,75 2,05 1,02 5,51 1,54 0,75 0,78 1,20 0,59 а. а. е. 2,21 2,90 3,0 3,35 3,5 3,4 3,5 3,55 3,54 3,58 3,65 3,8 3,80 3,8 3,96 4,0 4,1 4,17 4,8 4,93 5,7 6,4 6,8 9,2 17,2 17,4 17,9 978
Физические характеристики комет [1] Диаметр головы или комы кометы зависит от рассто- расстояния до Солнца е: г, а. е 0,3 0,5 1,0 2,0 3,0 Диаметр, 103 км 20 100 200 100 30 Диаметр центральной конденсации . . я; 2000 км Диаметр ядра « 10 км Протяженность хвоста, наблюдаемого не- невооруженным глазом A0—150)-10е кл Расстояние от Солнца, начиная с кото- которого появляется хвост » 1,7 о. е. Масса JH кометы (граммы), имеющей аб- абсолютную звездную величину т: =19 —0,4 т В кометах обнаружены: Na, CH, CN, NH, ОН, СНа, NH2, CO+, N+, ОН+, СН+. Метеоры [1] Средняя масса JH, г, и радиус с, см, метеоров, как функции звездной величины тИ13: h Jl = — О'1 — °-4 твиз, lg о = — 0,7— 0,133твпз. Таблица 46.11 Масса метеоритного вещества, выпадающего иа Землю за сутки Звездная величина »*bh3<— 10 Видимые '. mBii3 < 30 Невидимые Масса одного метеорита, г >8000 0,003—8000 <с о.ооз Суммарная масса, 10е г ~ 5 ~ 20 46.4. ЗВЕЗДЫ Спектральная классификация звезд Спектры звезд согласно исторически сложившейся классификации делятся иа 10 классов, обозначаемых латинскими буквами в следующем порядке: S побочный ряд S О—В—A—F—G— К— и М основная последовательность побочный ряд R (ранние классы) (поздние классы) Принадлежность звезды к данному спектральному классу определяется видом линейчатого спектра звезды. Температура убывает от класса О к классу М. Каждый спектральный класс делится иа 10 подклассов, обозна- обозначаемых арабскими цифрами от 0 до 9, которые ставятся после буквы, например, F0, М5. Иногда дают еще более дробную классификацию: (G 7,3 или К 0,2). Спектральный класс связан с цветом звезды: О — голубой цвет В — голубовато-белый А — белый F — желто-белый G — желтый К — оранжевый М — красный После обозначения спектрального класса римской цифрой указывается класс светимости звезды: I — сверхгиганты Aа — яркие, 16 — слабые) II — яркие гиганты III — гиганты IV — субгиганты V — главная последовательность VI — субкарлики VII —белые карлики Кроме перечисленных десяти спектральных классов существуют еще три: Q — новые звезды Р — планетарные туманности W — звезды типа Вольфа — Райе Звезды типа Вольфа— Райе делятся на углеродную последовательность (WC5 — WC8) и азотную последо- последовательность (WN5 — W№). Для указания класса светимости кроме приведенных обозначений применяются еще и следующие: с — сверхгиганты, например с М\ g—гиганты, » gG2 d — карлики, » d G 0 sd — субкарлики, » sd M 2 И)—белые карлики, » w A\ Для обозначения различных характеристик спектров применяют дополнительные буквы—суффиксы [3|: п — необычайно широкие и размытые линии s — резкие линии k — присутствуют межзвездные линии е —присутствуют эмиссионные линии (в тех спектрах, где оии не являются постоянной характеристикой) ег — явственно обращенные эмиссионные линии ед — эмиссионные линии с прилегающим с фиолетовой стороны поглощением ер —присутствуют эмиссионные линии, по своему ха- характеру отличные от нормально соответствующих классу ew —эмиссии, типичные для звезд класса W ет — присутствуют эмиссионные линии металлов в до- добавление к эмиссионным линиям водорода v — переменность спектра (не обусловлена орбиталь- орбитальным движением и пульсацией) ev — переменность относится только к эмиссионным линиям р — особенный, необычный спектр. Иногда дают рас- расшифровку особенности: о Andromedae AOp (Мп II, Un\—присутствует линия ионизованного марганца, происхождение которой неизвестно (Un) pq — особенности, напоминающие спектр новой звезды con — отсутствуют видимые линии поглощения ! — чрезвычайно ярко выраженная особенность Характеристики спектральных классов [1|: Р — планетарные туманности Q — новые W -— звезды Вольфа—Райе. Горячие звезды с широки- широкими эмиссионными линиями или полосвми О — горячие звезды с линиями ионизованного гелия в поглощении В—линии гелия в поглощении; линии водорода усиливаются к классу А А — линии водорода достигают наибольшей интенсив- интенсивности, а затем ослабевают; линии Call усилива- усиливаются F — линии Call усиливаются; линии металлов разви- развиваются; линии Н слабеют G — линии Са II железа и других металлов интенсив- интенсивны; линии водорода слабее К — линии металлов очень интенсивны; развиваются молекулярные полосы М — очень красные звезды; сильные полосы погло- поглощения окиси титана R, N—полосы поглощения молекулярных соединений углерода, окиси углерода и циаиа S — полосы поглощения окиси циркония 32* 979
Таблица 46.12 Спектральный класс ВО ?1 В2 ВЗ В5 В6.5 В8 В9 /40 /11 Л2 A3 АЪ А7 F0 F2 25000 22 500 20 300 18000 15600 14 000 12 800 11800 11000 10300 9 700 9100 8 700 8100 7600 7000 Эффективные температуры звезды Спектральный класс F5 F6 F8 GO G2 G5 G8 КО К1 К2 КЗ К5 Кб МО Ml М2 МЗ М4 М5 Мб Главная последо- последовательность V 6600 6390 6150 6000 5730 5520 5320 5120 4920 4760 4610 4410 4000 3600 3400 3200 'эф Субгнганты IV 6540 6210 5890 5750 5350 5080 4870 4650 4450 4280 [5] ,-к Гиганты III 6470 6020 5620 5300 4990 4650 4440 4200 4000 3810 3660 3550 3340 3200 3090 2980 2850 2710 2600 II 6340 5910 5460 5150 4770 4470 4220 4010 3850 3700 3540 3430 3270 3150 3070 . Сверхгиганты I* 6200 5800 5300 5000 4600 4290 4000 3820 3700 3590 3430 3320 3210 3100 3050 Температура центра планетарных туманностей оце- оценивается в 90 000° К, а звезд Вольфа— Райе — 80 000°К- Звездные величины [1, 5] Яркость (или блеск) звезд выражается в логарифми- логарифмической шкале звездных величин (зв. вел.), основанием которой является 10°П % 2,512. Отношение блеска двух звезд /i и /а связано с их звездными величинами mi и гаг: Чем ярче звезда, тем меньше ее звездная величина. Видимые звездные величины обозначаются т. Абсолютной звездной величиной называется звезд- звездная величина, отнесенная к расстоянию 10 пег. M = m + 5 — 51gr — A, где г — расстояние, пс; А — поправка на поглощение света в межзвездном пространстве. В зависимости от спектральной чувствительности ме- метода измерения различают звездные величины: визуаль- визуальные твиз; Мвиз и фотовизуальные, или желтые mpv = "ф. виз =*V; M, ф. виз (определяются фотометрирова- иием изображения, полученного на ортохроматической пластинке с желтым светофильтром. Этот метод по спектральной чувствительности близок к визуальному. поэтому часто как для фотовизуальных, так и для визу- визуальных звездных величин применяют одно и то же обозначение: v; виз.) Фотографические mpg = P; M pg> либо mph и Mph. При применении синего светофильтра получают фотогра- фотографические сииие звездные величины В, Мв; ультрафио- ультрафиолетовые U, Му ; болометрические гп(,ол; МбОл • Разность между фотографической и визуальной ве- величинами называется показателем цвета С, а разность болометрической и визуальной величин — болометри- болометрической поправкой Д т. Показатель цвета тем более, чем краснее звезда. Звезда Мбол=0 излучает 3,03- 1028 em [1]. Звезда /Ябол=0 Дает На границе земной атмосферы поток энер- энергии =2,54 • 10~6 эрг1(смг-сек) [1]. Звезда Мвиз = 0 об- обладает силой света 2,47- 102Э се [П. Звезда твиз = 0 создает на границе земной атмосферы освещенность 2,58 • 10-е лк [1]. Диаграмма Рессела —¦ Герцшпрунга Три важнейшие характеристики звезды: масса, светимость и радиус могут быть связаны двумя незави- независимыми соотношениями, которые обычно представляют графически. Диаграмма спектр — светимость носит на- название диаграммы Рессела — Герцшпрунга (рис. 46.2). 980
18 АО FO GO КО Спектральный класс МО Рис. 46.2. Диаграмма Рессела — Герцшпрун- га [4, 13] спектр — светимость с основными разно- разновидностями звезд населения I. Таблица 46.13 Ближайшие звезды [13] Звезда Солнце Проксима Центавра а Центавра А а Центавра В Звезда Барнарда Лаланд 21)85 Вольф 359 +36° 2147 Сириус Спутник Сириуса Росс 154 Росс 248 Лейтеи 7896 е Эридана Процион Спутник Проциона 61 Лебедя Спутник 61 Лебедя ¦с Кита е Индейца Расстояние, Звездная величина 4,85- КГ6 1,31 1,32 1,32 1,84 2,46 2,48 2,58 2,66 2,66 2,86 99 3,05 3,30 3,37 3,37 3,38 3,38 3,40 3.47 —26,7 + 11,3 0,3 1,7 9,5 10,7 13,5 7,5 -1,5 +8,5 10,5 12,2 12,3 3,8 0,5 10,8 5,4 6 3,7 4,7 +4,9 7 7 1 I 7 5 4 4 П,4 13,2 14,7 14,9 6,2 2,8 13,1 7,7 8,4 6,0 7,0 Отектр G4 М G4 К\ М5 М2 М8 М2 А\ АЪ М5 Мб Мб К2 GA КЗ К5 G5 Таблица 46.14 Самые яркие звезды [13] В случае кратных звезд данные относятся ко всей системе в целом. Обозначения следующие: Виз. дв. — внзуально-двойная; Сп. дв. — спектрально-двойная; Чет. — четырехкомпснгнтная система; Перем. — пере- переменная; Виз. тр. — визуально-тройная. Название звезды Сириус Канопус а Центавра Вега Капелла Арктур Ригель Проциои Ахернар Агеиа Альтаир Бетельгейзе а Южного Креста Альдебараи Поллукс Спика Антарес Фомальгаут Денеб Регул . Звездная величина —1,5 —0,9 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,5 0,6 0,9 0,? 0,9 ,1 ,1 ,2 ,2 ,2 1,4 —4, +4. +0 —0. о, —6 -1-2 —I, —3 9+2 —5 —2 0 + 1 —2 —2 +2 —5 —0 2,66 55 1,32 8,1 13,7 11 200 3,37 42,8 61 5,0 6 200 67 21 10,7 49 52 70 165 25,7 I 5 A\ cFO G2, К АО gG\ gKO cB8 F5 B5 gB\ Al с М2 B\ g gG3 В\ с Ml A3 сА2 Внз. дв. Виз. тр. Сп. дв. Чет. Ваз дв. Внз. дв. Перем. Внз. дв. Виз. дв. Сп. дв. Виз. дв. Внз. тр. Переменные звезды [18] Переменные звезды делятся на три основных класса: пульсирующие, эруптивные и затменно-двойные. Пульсирующие переменные звезды. Ниже приведе- приведены характерные особенности пульсирующих перемен- переменных звезд. Перед названием класса стоит его условное обозначение, после названия — число объектов, заре- зарегистрированных на 1958 г. С. Долго периодические (классические) цефеиды. 610. Период и форма кривой блеска постоянны. Периоды ле- лежат в диапазоне от 1 до 70 дней. Амплитуда пульсации 0,1—2т. Спектральный класс в миннмуме блеска G —К, в максимуме блеска — F. Скорость увеличения радиуса до 20 км!сек. I. Неправильные переменные. 1370. Признаки пери- периодичности выражены очень слабо или совсем отсутству- отсутствуют. М. Звезды типа Миры Кита. 3657. Долгопериоди- ческие гиганты с периодами от 80 до 1000 дней. Ампли- Амплитуды изменения блеска 2,5—5т. Спектры: эмиссионные поздних спектральных классов (Me, Se). SR. Полуправильные переменные. 1675. Гиганты или сверхгиганты, обладающие заметной периодичностью, периоды — от 30 до 1000 дней. Амплитуда изменения блеска 1— 2т. RR. Переменные типа RR Лиры. 2426. Короткопе- риодические гиганты с периодами от 1 ч до I дня. Амп- Амплитуда изменения блеска 1—2т. Спектральный класс, 981
как правило, А. Период и форма кривой блеска посто- постоянные. Скорость увеличения радиуса до 100 км/сек. RV. Звезды типа RV Тельца. 92. Сверхгиганты. Периоды от 30 до 150 дней, амплитуда до Зш. Спектраль- Спектральные классы G, К, М. PC. Звезды munaf) Цефея. 11. Пульсирующие гиган- гиганты, амплитуда изменения блеска ~0,lm. Периоды от 2,5 до 7 ч. Спектр BI— ВЗ. 6 Sc. Звезды типа 6 Щита. 5. Переменные класса F с амплитудами 0,25т и периодами до I дня. O.CV. Звезды типаа Гончих Псов. 9. Амплитуда из- изменения блеска ~-0,Im. Периоды от 1 до 25 дней. Спектр: Ар, сильные линии кремния, стронция, хрома н редко- редкоземельных элементов. Обладают мощными магнитными полями, изменяющимися вместе с изменением блеска и спектра. ¦ I-7 il Z §1-7. 1 У У ' у* 10 Период, сутки 100 500 Рис. 46.3. Зависимость период — светимость для цефеид [4J: / — классические цефеиды F -Цефея); 2 — цефеиды на- населения II (ЯЯ-Лиры). Средняя абсолютная звездная величина связана у цефеид с периодом изменения блеска. Зависимость пе- период — светимость несколько различна для звезд, кон- концентрирующихся к галактической плоскости (классиче- (классические цефеиды), и звезд, встречающихся в шаровых скоп- скоплениях (звезды населения II). Эруптивные переменные. Ниже приведены характер- характерные особенности эруптивных переменных звезд. Перед названием класса стоит его условное обозначение, после названия — число объектов, зарегистрированных на 1958 г. N. Новые звезды. 146. Карликовые горячие звезды, внезапно, за время от одного до нескольких десятков дней, увеличивающие блеск на 7—16ти затем в течение нескольких лет остывающие до первоначального состоя- состояния. Вблизи максимума блеска спектр класса А или F с линиями поглощения. После достижения максимума блеска появляются широкие эмиссионные линии водо- водорода, гелия и других элементов [3]. Скорость выбрасы- выбрасывания вещества от 300 до 1600 км/сек. Полная энергия, выделяемая за вспышку, до 1045 эрг. Частота вспышек в Галактике —2 в год [1]. Ne. Новоподобные переменные. 35. Напоминают но- новые характером изменения блеска или спектральными особенностями. SN. Сверхновые звезды. 7. Внезапно увеличивающие блеск на 20 и более звездных величии и затем медленно ослабевающие. Спектр характеризуется очень широкими эмиссионными полосами. После вспышки спектр О, WC или WN. Скорости сбрасывания оболочки достигают 8000 км/сек. Полная энергия вспышки до 104S эрг. Час- Частота появлений в Галактике ~-1 вспышка за 250 лет [IJ. RCB. Звезды типа R Северной Короны. 39. Звезды высокой светимости классов F — К и R, характеризуе- характеризуемые медленными непериодическими ослаблениями блес- блеска на I—9т. В минимуме блеска появляются эмиссион- эмиссионные линии металлов. RW. Звезды типа RW Возничего. 590. Характеризу- Характеризуются быстрыми и неправильными изменениями блеска. Амплитуды достигают нескольких звездных величин. Большинство звезд связано с диффузными туманностями. UG. Звезды типа U Близнецов. 112. Карликовые звез- звезды, за I—2 дня увеличивающие свой блеск на 2—6т, затем ослабеваюшие в течение нескольких десятков дней. Средняя частота вспышек от 20 до 600 дней. Строгой периодичности нет. Спектр с эмиссионными линиями HI, Hel и Hell, Call. В максимуме блеска линии исче- исчезают. Список галактических новых [2] Таблица 46.15 si Новая Тельца (Краб) Кассиопеи (Тихо) Змееносца (Кеплера) Т Возничего Персея-2 Ящерицы ' Близнецов-2 Орла-3 Лиры Лебедя-3 RR Скульптора DQ Геркулеса СР Ящерицы Кормы Год вспышки 1054 1572 1604 1891 1901 1910 1912 1918 1919 1920 1925 1934 1936 1942 Видимая звездная величина начальная стадия — — — 13 13,5 13,7 15 10,6 16,0 15 12,7 14,3 15,3 17 максимум —6 —4,1 —2,2 4,0 0,2 4,6 3,5 —1,1 6,5 2,0 1,2 1,4 2,1 0,2 конечная стадия — — ¦— 14,8 13,3 14,3 14,6 10,6 15,0 16,1 9 13,8 14,9 — Спектр после вспыш- вспышки t Э. т.* Э. т. — Ое Ое Осоп Ое Ое Осоп Ое — — — Ое Время уменьшения блеска на Зт> дни — — — 120 12 37 34 7 70 14 150 105 9 8 Тип SN I SN I SN I N N N N N N N N N N * Э. т. — Эмиссионная туманность. 982
UV. Звезды типа UV- Кита. 15. Карликовые звезды спектральных классов dM3e — dM6e. В течение не- нескольких десятков секуид увеличивают блеск 1—6т . Полная продолжительность вспышки несколько десят- десятков минут. Звезды типа Z Жирафа. 15. Схожи с UG, но имеют периоды постоянства блеска. Амплитуды изменения блеска: от 2 до 5т- Длительности циклов колеблются от 10 до 40 дней. Затменно-двойные звезды [18J. Обозначение Е. На 1958 г. зарегистрировано 2763 объекта. Двойные сис- системы с плоскостью орбиты, близкой к лучу зрения наб- наблюдателя. При вращении вокруг общего центра тяжести один компонент затмевает другой. Периоды изменения блеска совпадают с периодами обращення по орбите (от нескольких часов до десятков лет). Амплитуда измене- изменения блеска может достигать нескольких звездных вели- величин. Пульсары Предположительно пульсары — это карликовые илн нейтронные звезды, заметно меняющие свой блеск в раднодиапазоне (наиболее изучены дециметровый и метровый диапазоны). Для некоторых пульсаров обна- обнаружены пульсации в видимом свете и рентгеновском из- излучении. Периодичность пульсаций весьма велика (с погрешностью до 10~6%). Замечено, что периоды мер- мерцания пульсаров могут плавно увеличиваться на вели- величину от 10~6 сек/год до Ю~7 сек/год. Таблица 46.16 Характеристики пульсаров, обнаруженных до 9 февраля 1970 г. [16] Обозначения: АР 1541+09; Р—пульсар; прямое восхождение а=15 ч 41 мин; склонение 9°. Продолжение табл. 46.16 Название пульсара МР 0031 МР 0254 СР 0329 МР 0450 NP 0527 NP 0531 PS/? 0628—28 МР 0736 ая широ- 8 !*§ Is ¦!? —07 —54 +54 —18 +21 +21 —28 —40 ч Перио 0,940 0,448 0,714 0,554 3,745 0,033 1,244 0,374 ё «Г X к и 300 250 670 625 1250 1400 250 2400 I- 1а Длите нмпул' 25 10 7 20 148 9,5 50 40 Название пульсара СР 0808 МР 0818 АР 0823+26 PSR 0833—45 СР 0834 МР 0835 PS/? 0904+77 МР 0940 РР 0943 СР 0950 МР 0959 СР 1133 МР 1154 ЛР 1237+25 МР 1240 МР 1359 МР 1426 МР 1449 PS/? 145I—68 ЯР 1508 МР 1530 ЛР 1541+09 МР 1604 PS/? I642—03 МР 1706 МР 1727 МР 1747 PSR 1749—28 МР 1818 МР 1857 МР 1911 СР 1919 PSR I929+I0 JP I933+16 МР 1944 JP 1946 ЛР 2015+28 JP 2022 PS/? 2045—16 JP 2113 PS/? 2218+47 ЛР 2303+30 1 || Галак' рота, +74 —15 +26 —45 +06 —40 +77 —56 +08 +08 —56 + 16 —62 +25 —63 —50 —66 —65 -«8 +55 —53 +09 —03 —03 —15 —50 —48 —28 —03 —25 —05 +21 +10 + 16 +17 +35 +28 +51 —16 +46 +47 +30 д, сек Перно 1,292 1,237 0,530 0,089 1,273 0,765 1,579 0,662 1,093 0,253 1,438 1,188 0,400 1,382 0,388 0,690 0,788 0,180 0,263 0,739 1,372 0,748 0,421 0,387 0,654 0,835 0,742 0,562 0,600 0,611 0,825 1,337 0,227 0,358 0,440 0,717 0,557 0,529 1,961 1,014 0,538 1,575 эянне,, 1 140 480 500 320 3000 3620 440 70 2250 120 6750 210 5500 1500 2250 300 490 500 870 825 250 3500 1000 1270 1750 1875 310 200 3570 360 . 280 1100 — ь пм- И Длите пульс; 90 25 13 2 38 20 <80 30 24 21 50 43 60 60 20 10 5 25 20 25 100 10 20 20 30 20 4,7 20 35 20 40 10 35 28 100 30 30 Белые карлики [2] Таблица 46.17 Звезда Ван Маанена 40 Эридана В Сириус В [27] Процион В R 627 W 1346 Спектр WF8 wA2 wAb wF8 wA5 wA2 твнз 12,35 9,5 10,0 10,8 14.24 11,5 «виз 14,24 11,0 11,3 13,1 13,8 10,8 +0,1 —0,37 —0,01 —0,29 —0,2 +0,4 R —1,95 —1,82 —2,11 —1,9 —2,3 —1,81 p C p© 6,0 5,1 6,328* 5,4 6,7 5,8 • Ускорение силы тяжести 4,5.10е см/секг. Гравитационное красное смещение, расчет 83 км/сек; измерено (81;У>) км/сек [27] 983
Таблица 46.18 Звезда Капелла Арктур Альдебаран Шеат Бетельгейзе Антарес Мира Рас-Альгети Спектр gGl gKO gM5 сМ2 сМ\ сМ7е сМ8 Гиганты [10, Светимость твнз 0,09 —0,06 1,1 2,6 0,73 1,0 — -внз —0,06 —0,0 —0,1 — 1,4 —4,1 —4,6 —0,8 —3,4 17] Температура поверхности, °К 5500 4100 3300 2900 3100 3100 — Радиус (Солнце-1) 12 30 60 170 290 480 460 800 Плотность, г/смг 2,4-Ю~3 з-кг* 2-10-5 2-10-6 6-Ю 3- Ю-? — 46.5. ГАЛАКТИКА И ВСЕЛЕННАЯ Галактика[2] Диаметр ~25 кпс Толщина ~4 кпс Масса ~1,Ы0" Общая средняя плотность Средняя плотность в центре Галактики . . Абсолютная звездная ве- величина (если смотреть со стороны северного полюса Галактики). . . Скорости освобождения для галактического центра для окрестностей Солн- ца для границ Галактики Потенциальная энергия Галактики 7-10~24 г/См3 = Л4 ВИЗ 20,5" 450 км Iсек 290 км;сек 180 км/сек 1,1-10» эрг КПС КПС 10 0 Рис. 46.4. Схематическая модель Галактики [4]. Поло- Положение Солнца отмечено кружком. Средние плотности даны в единицах плотности материи вблизи Солнца. Скорость галактического вращения на разных рас- расстояниях от центра Галактики [4]: Расстояние, се. лет 5000 10 000 15 000 20 000 25000 30000 35 000 40 000 Скорость, км/сек 150 190 220 230 224 . 213 197 180 Плотность звездной материн в окрестностях Солнца 0,05 jUq ¦ nc~s= 3,5-10-*4 г/см3 [1]. 101 10* 102 / / / f —-. -2 0 8 10 12 14 16 М рд Рис. 46.5. Функция светимости [4]. По вертикаль- вертикальной оси отложено число звезд в кубе с ребром 1000 световых лет в окрестностях Солнца в зависимос- зависимости от абсолютной звездной величины. 984
Таблица 46.19 Характеристики галактических подсистем [3] Продолжение табл. 46.19 Подсистемы Объекты, концентрирую- концентрирующиеся около галактиче- галактической плоскости Долгоперноднческие це- фгиды Звезды класса В Рассеянные звездные скопления Звезды класса О Темные (пылевые) ту- туманности Сверхновые звезды Подсистемы промежуточ- промежуточной составляющей Новые звезды Переменные типа RV Тельца Звезды классов R, N Планетарные туманности Звезды класса S Белые карлики Долгопериодическне пе- переменные звезды Полутол- щнна од- однородного слоя, пс 44 46 53 58 100 — 182 200 100—300 217 360 400 500 чнсло из- известных объектов 500 10 000 500 200 ю* 7 100 92 435 350 90 100 3000 Предпола- Предполагаемое число объектов 3-10* 1,5-I05 3,3-I04 6,5-103 Ю8 — 10е 104—1№ 3,35-104 1,3-10» 5-I03 6-I09 1,3-106 Подсистемы Объекты, составляющие сферическую часть Галактики Долгопериодические пе- переменные с периодом Р = 15С — 200 дн Короткоперноднческне цефеиды Долгопериодическне це- цефеиды типа W Девы Субкарлнкн Шаровые звездные скоп- скопления Все звезды в среднем Полутол- щньа од- однородного слоя, пс 2000 2000 2000 2600 3000 380 Чнсло нз- вестных объектов S02 3000 50 300 100 10е Предпол а- гаемое чнсло объектов 105 1,7-104 2-I04 Юн , 250 1,2- 10ч В звездное население I типа входят: горячие гиган- гиганты и сверхгиганты, долгопериодические цефеиды, новые и сверхновые звезды, рассеянные скопления, водород- водородные облака, пылевые туманности. В звездное население II типа входят: красные кар- карлики, красные гиганты, короткопериодические цефеиды, шаровые скопления. Звездное население II типа образует ядра галактик и преобладает в областях, удаленных от основной плоскости спиральных галактик. Среднее энерговыделение, отнесенное к единице массы для звездного населения для I и II типа, составляет соответственно 100 и 0,1 эрг/(г-сек) [3]. Межзвездная среда Таблица 46.20 Яркие диффузные туманности [2] К ярким туманностям ?-тнпа относятся туманности с эмиссионными линиями в спектре, ^-туманности све- светятся вследствие возбуждения атомов светом близлежащей звезды, обычно принадлежащей к более раннему, чем В1 спектральному классу. Яркие туманности С-типа отражают свет близлежащих звезд. Туманность Крабовидная NGC 1952 Большая туманность в Орионе NGC I976 Розетка NGC 2237 Лагуна NGC 6523 Северная Америка NGC 7000 Туманность в Плеядах NGC 1432 Тнп Е Ё Е Е СЕ С твнз 8,6 4 5,8 — ние, пс 1050 460 1400 1500 800 126 Угловой диаметр, сек 5 30 60 25 80 40 Плотность атом/см3 1000 600 30 30 10 Масса, ./% = • _ 700 9000 3000 3000 Возбуждающая звезда Спектр _ Ое Обе Обе 06 В5 5,4 7,3 6,0 6,0 3,0 Параметры различных типов темных туманностей [1] Таблица 46.21 Параметры Диаметр, пс Полное поглощение проходящего све- света Apg, зв. вел. Плотность вещества, р, г/см? Масса, jUq= ! Глобула I 0,06 5 >0,002 и 0,5 1,5 5-10-23 0,05 «Угольный мешок» 8 1,5 з-ю-24 13 Большое облвко 40 1,4 5- 10-25 300 985
Поглощение света звезд, межзвездная пыль [2] Поглощение света звезд вблизи га- галактической плоскости Apq .... 2,0 зв. вел./кпс Для звезд, свет которых не задер- задерживается облаками Apq 0,3 se, вел./кпс Средняя плотность пылинок в прост- пространстве вблизи галактической плос- плоскости 1,3-10-26г/сл3 Масса пылинок 10~13 г Температура пылинок 25 °К Межзвездный газ [1] Средняя плотность межзвездного газа 1,2-10~2* г/см3 = 0,7 атомов водорода в 1 см3. Хими- Химический состав межзвездного газа совпадает с общей космической распространенностью элементов. В соответствии с состоянием межзвездного газа различают области HI и НИ. В областях HI водород в ! основном нейтрален, а металлы ионизованы. Кинетиче- Кинетическая температура Г=^90°К. В областях НИ водород и металлы ионизованы. Кинетическая температура 1 / / у s \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ I 1 Излучение и поля в межзвездном пространстве [2] Плотности энергии: эрг/см3 Реликтовое излучение [22] 0,6-10~12 Излучение (свет звезд) 0,7-102 Турбулентное движение газа .... 0,5-10~i2 Общее галактическое вращение . . . 1300-10~12 Космические лучи 1-102 Магнитные поля 4-102 Эквивалентная температура реликтово- реликтового излучения Т . -. 2,9+0,7°К Напряженность межзвездного магнитно- магнитного поля 1-10 гс Внегалактические туманности (галактики) [1] Согласно классификации Хаббла, галактики делят- делятся на правильные и неправильные. Правильные галак- галактики подразделяются [19] на спиральные Su эллипти- эллиптические Е. В соответствии со степенью развития спираль- спиральной структуры спиральные галактики имеют подтипы So, Sa, Sb, Sc для галактик с центральным ядром и Таблица 46.22 Распределение галактик по абсолютным величинам A3] 10* 102 10 10 Л,см Рис. 46.6. Спектр равновесного (черного) излуче- излучения с температурой 3° К (пунктир) и измеренные значения для реликтового излучения (точки) [12,22]. Абсолютная звезд- звездная величина От —21 до —22 От —20 до —21 От —19 до —20 От —18 до —19 От —17 до —18 От —16 до —17 От —15 до —16 Количество галактик 5 и 1г в 1000 Мпс3 0,025 0,52 6,9 19 30 55 155 Количество галактик В в 1000 Мпс3 0,091 1,7 5,5 6,9 9,1 Таблица 46.23 Члены местной i Галактика Галактика Большое Магелланово Облако Малое Магелланово Облако Туманность Андромеды, М31, NGC 224 Л132 MJC221 } ^ПУТНИКИ *""• Система в Скульпторе Система в Печи Л181, NGC 3031 \ Группа Большой М82, NGC 3034 / Медведицы NGC 55 NGC 253 NGC 5236 Сомбреро [2] NGC 4594 NGC 4486 Г21 -руппы Тип Sbc Ir\ Ir\ Sb ЕЪр ?2 dE dE Sb lr\ lr\ Sb Sc Sa Sa E0 галактик Расстоя- Расстояние Д, Мпс 0,048 0,048 0,69 0,69 0,69 0,11 0,23 1,54 3,3 1,9 [2 2,2 [2 4,0 [2 4,4 5,0 11 [19] л некоторые ярчайшш Звездная величина видимая _ 0,63 2,8 4,4 8,9 9,1 9,2 9,1 7,9 9,3 7,1 7 [2 7,6 1 1 2 21 8,1 " 9,0 [1] 8,9 абсолютная — 19 -18,1 —16,0 —20,3 — 15,8 —15,6 —11,2 —12,9 -18,7 —16,8 —19,2 [2] —20 [2] —19,1 —20,4 —20,7 —21.5 галактики [13] Угловые размеры. мин _ 10°х9,5° 4°х2° 197X92 26x16 12X8 — 60 16x10 8 25 22 1 1 1 10X8 —. 7X1,5 Диаметр, кпс 30 8,4 3,9 40 5,2 2,4 — 4,0 6 [11 2,7A] — 8 [1] 12 [2] 8 3,0 13 Масса »Л1, 109 jUq ПО [2] 6 13 340 1,6 [1] 1,8 0,002 0,02 150 15 40 30 — 130 50 1000 Лучевая скорость, км/сек +280 [1] —167 [2] -35 —8 + 17 +40 [2] +80 [2] +390 [1] +180 [2] -70 [2] +320 [2] 1020 ИЗО 1220 1] 21 986
SBo, SBa, SBb, SBc для галактик с ядром, находящим- находящимся посередине перемычки, соединяющей спиральные вет- ветви. Эллиптические галактики делятся на подтипы от ЕО до Е7 по степени увеличения сплюснутости эллипса. Неправильные галактики обозначаются Ir. Индекс I приписывается неправильным галактикам клочковатой формы, не имеющим ядра, индекс II приписывают не- неправильным галактикам неразрешенной структуры (на звезды, скопления, области ЯП и т. п.). При наличии некоторых отклонений в структуре галактики от типич- типичных свойств добавляется индекс р (например, ESp). Пространственная плотность галак- галактик 3 Мпс~а Вклад излучения галактик в яр- яркость неба на I кв-град .... 0,5(тр„= 10) Средняя масса галактик ~5-IOio^/q = I048 г Количество звезд в галактиках . . 109 — I011 Зависимость масса JUq —светимость М _ для галактик: \gJla * ЧЛ& -0,4 Mpgp + 3.16. Вселенная Внегалактические туманности имеют тенденцию уда- удаляться от нашей Галактики. Скорость удаления v, км/сек, связана с расстоянием до галактики; v = HR, где Я — постоянная Хаббла, R — расстояние, Мпс (выражение справедливо при v <g с) Я = 75 (км/сек)/Мпс =2,44 ¦ 108 сек-1 [19] Возраст Вселенной [25] 1/Я = 13 • I09 лет Средняя плотность материи [1] . . . р = 109 г/см3 Численность галактик в наблюдаемой части Вселенной [I] •— I010 Масса наблюдаемой части Вселен- Вселенной [2] 10м — 3 • ДО» г Плотность излучения [I] 4• 10~13 эрг/см3 46.6. КОСМИЧЕСКОЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ Поверхностная интенсивность радиоизлучения неба J связана с эквивалентной температурой Т и частотой v[IJ: Jv = 3,0715 • l(r407V ет/(жг - сгпер.-гц) (Т — в градусах Кельвина, ч— в герцах). Яркость радиосвечения неба имеет хорошо выражен- выраженный максимум в направлении на галактический центр. Яркие дискретные радиоисточники, как правило, не совпадают с яркими оптическими звездами. Излучение межзвездного водорода (ч = 1420 Мгц) тоже концентрируется к плоскости Млечного Пути, но резкий максимум в направлении на центр Галактики отсутствует [8J. Средняя эквивалентная температура небесной сфе- сферы на частоте 100 Мгц составляет 700° К (И- Излучение от полной небесной сферы на частоте 100 Мгц U7= 2,7 • Ю0 вт/(м*-сек) [1]. Спектры различных источников характеризуются спектральными индексами а или я, причем a + n = 2: /v ~ va ~ Л"; Т - Vs—2 ~ \п. Значения я и « для v ^ 100 Мгц [2]: Источники Галактические (в среднем) Внегалактические Неидентифицированные Общее галактическое излучение .... Участки холодного неба а —0,71 —1,05 -1,21 —0,45 —0,60 п 2,71 3,05 3,21 2,45 2,60 Число радиоисточников Л' в единице телесного угла дающих поток больше F при ч = 100 Мгц [2]: F, вт/(м* ¦ гц) Ю~23 —1 10~25 +0,3 +2,1 Таблица 46.24 Спектральный состав радиоизлучения различных участков неба [26] ТА — эквивалентная температура участка неба близ- близкого к галактическому центру. Т"Б — температура участ- участка на экваторе. Участок В расположен в холодной об- области неба вдали от галактического экватора. v, Мгц 18,3 40 64 90 100 160 200 480 1200 3000 2-Ю5 67000 21000 7700 6000 2180 1190 145 17,9 2,77 гБ,°к 75 000 900 31 СО 720 120 16,6 .— — гв,«к 50 000 8500 2200 490 70 — — — F ю-21 r& ю-- 10 10г 10s р,Мгц Рис. 46.7. Спектральный состав наиболее мощных дискретных источников радиоиз- радиоизлучения [26]: / — Кассиопея А; 2— Лебедь А; 3 — Те- Телец А; 4 — Центавр А; 5 ¦— Дева А. F — поток излучения, вт/(м2- гц). 987
Таблица 46.25 Некоторые галактические источники радиоизлучения [8] Источник Расстояние Д, кпс -1.5 1*7 0,9 1,4 3.4 1,1 0,36 1,0 Угловые размеры 5° 11] 0, 45° 2, 5° 1, 33° 3'Х4' З',5х Х5',5 6' 2,5' а для частоты v = 100 Мгц -0,2 [1] — — —0,17 —0,8 —0,26 —0,7 — Поток F, 10-2" втЦмггц) v=100 Мгц 4900* 1300* 550* 500 19 000 1700 250 80 = 1000 Мгц — — — 320 3100 1100 56 — Опнсанне Лебедь X Туманность Омега (NGC 6618) Туманность Северная Америка Туманность Розетка (NGC 2244) Кассиопея А Крабовидная туманность (Ml) Кассиопея В Сверхновая Кеплера Тепловой источник, область Я II Тепловой источник, область Я II Тепловой источник, область Я II Тепловой источник, область Я II Остатки сверхновой II типа 369 г. Остатки сжерхновой I типа 1054 г. Остатки сверхновой I типа Тихо Браге 1572 г. Остатки сверхновой I типа 1604 г. * Приведено для частоты v = 22 Мгц. Таблица 46.26 Внегалактические источники радиоизлучения[8] Источник Лебедь А Дева A (NGC 4486) Центавр A (NGC 5128) Геркулес А Гидра А Персей A (NGC I275) Рас- Расстояние д. Мпс 220 11 4 340 210 70 твиз 17,9 8,9 6,5 17,6 15,9 13,3 Угловые размеры оптичес- оптические 2" И" 20" 0,5" 0,5" 2,4" радно ?5" И" 3°Х8° 2,5" 1" 2,4" а для час- частоты v=100Afe« —0,68 —0,73 —0,66 —0,8 — —0,8 Потек р, дли v=100 Мгц, 10гв ет/{м2-гц) II 800 1780 1750 580 400 130 № радио 9]. эрг/сек 1044 8-1040 JQ40 4-I043 — 3-I04* Описание М = — 21,1. Сталкиваю- Сталкивающиеся галактики М=—20,5. Сферическая га- галактика с голубым выбросом М = — 21,3. Столкновение эллиптической и спираль- спиральной галактик Двойная галактика с ли- линиями излучения То же Сталкивающиеся галактики Квазары лучению наиболее мощных радиогала ктик. Квазары ха- характерны голубоватым цветом и яркими линиями в Квазары — это квазизвездные внегалактические спектре, имеющими большое красное смещение [I9J. источники, радиоизлучение которых подобно радиоиз- Обозначение : QSS. 988
Таблица 46.27 Характеристики некоторых квазаров [13] При оценке расстояний Д использовалось значение постоянной Хаббла Н= 75 км/(сек-Мпс). Расстояние оце- оценивается из скорости разбегания vr; Д —vr/H, а ско- скорость разбегания оценивается по красному смещению Z = ДХ/Х из графика рис. 46.8. Квазар ЗС 273 ЗС 48 ЗС 147 ЗС 254 ЗС 245 ЗС 287 ЗС 286 ЗС 9 Z = ДХ/Х 0,16 0,37 0,55 0,734 1,029 1,055 1,86 2,012 vf, \№ км/сек 49 [19] 90 130 155 180 185 230 240 Д, Мпс 650 1200 1750 2000 2400 2500 3100 3200 Угловые размеры < 0,2" [19] <1' — — <1' • 3,4 3,0 2,8 / / / 1 / 1 / / i 1 Г7 Т Т ~]~_ tf/,ff Ш.1,0 0,6 0,4 0,2 О 0,10/0^0,4 0^0^0,7 0,8 0^1 Скорость разбегания, v/c Рис. 46.8. Красное смещение удален- удаленных галактик [21J. 46.7. КОСМИЧЕСКИЕ ПОЛЕТЫ И ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ Время существования спутника массой 100 кг и диаметром 1 м на круговых орбитах [23]: Высота круговой ор- орбиты, км Время существования, сутки 200 0,4 250 4 300 20 350 65 400 160 500 1010 Квазар ЗС 273: Яркость М [13| . . .—26,5 твнз [21] 13 Энергия излучения [13], эрг/сек: оптического ... 2-104а радио I045 Размер, пс . . . < 500 [19] Масса [21], jUq . . 2-10* Квазар ЗС 48: —25 16 5-1045 1Q45 < 5000 [13] 2-I06 Идентифицированные линии [13, 2 1, 24]: Mg II B798 °А); На, D102 А); Нг D340 А°); Нр D861 А); Нк F563 А); О 111E007 А) Mg 11B798 А); Ne V B975 А); Ne VC346 A); Ne VC426 A); 011C727 А); Ne IIIC869 X) Таблица 46.28 Время существования, сутки, спутника массой 100 кг и диаметром 1 л иа эллиптических орбитах |23] Высота перигелия, км 200 230 260 300 400 Высота апогея, км 500 9 25 53 114 410 700 18 52 116 260 1120 1000 37 102 238 545 2630 1300 58 165 370 890 4450 1600 82 237 535 1280 6600 989
Таблица 46.29 Периоды обращения спутников Земли Период обращения спутника зависит от средней вы- высоты полета. В случае движения по круговой орбите скорость движения спутника постоянна и равна первой космической скорости иа данной высоте [141. 2 О 250 500 750 1000 1500 7909 7759 7617 7482 7354 7116 и ! 1.41 1,49 1,58 1,66 1.75 1,93 1690 2000 5 000 10000 35 800 7032 6901 5921 4935 3072 2,00 2,12 3,35 5,78 23,935 Таблица 46.30 Значения минимально необходимых скоростей для полета к планетам [14] (высота участка выведения 200 км) Планета Меркурий Веиера Марс Юпитер 13,31 11,25 11,35 14,05 0,29 0,40 0,71 2,72 Планета Сатурн Уран Нептуи 15,03 15,73 16,00 6,04 16,0 30,6 46.8. КОСМИЧЕСКАЯ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ Атомные массы элементов, приведенные в табл. 46.31, даиы в шкале, в которой за единицу принята 1 а. е. м., равная массе 1/12 атома 1гС (см. разд. 1.6). Мно- Множитель перехода к физической шкале равен 1,000300. В последней колонке приведен десятичный логарифм космической распростраиеииости элементов [7J. Все значения даиы относительно водорода, для которого принято lg N = 12,00. Зиачения даиы для числа атомов естественной смеси изотопов. Таблица 46.31 Космическая распространенность элементов Атомный номер I 2 3 4 Б 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 , 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 Элемент Н Не Li Be В С N О F Ne Na Mg Al Si P S a Ar К Са Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Те J Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Атомная масса, a. e. м 1,00797 4,0026 6,639 9,0122 10,811 12,01115 14,0067 15,9994 18,9984 20,183 22,9898 24,312 26,9815 28,086 30,9738 32,064 35,453 39,948 39,102 40,08 44,956 47,90 50,942 51,996 54,9380 55,847 58,9332 58,71 63,54 65,37 69,72 72,59 74,9216 78,96 79,909 83,80 85,47 87,62 88,905 91,22 92,906 95,94 99 101,07 102,905 106,4 107,870 112,40 114,82 118,69 121,75 127,60 126,9044 131,30 132,905 137,34 138,91 140,12 140,907 144,24 147 150,35 151,96 157,25 \gN 12,00 11,21 3,50 2,80 2,88 8,60 8,05 8,95 6,0 8,70 6,30 7,40 ч 6,22 7,50 5,40 7,35 6,25 6,88 4,82 6,19 2,85 4,89 3,82 5,38 5,12 6,57 4,75 5,95 4,50 4,28 2,45 3,20 2,11 3,33 2,65 2,21 2,35 2,70 2,45 2,50 1,50 1,88 —0,6 [I] 1,44 0,8 1,26 0,82 1,45 0,75 1,57 0,95 2,05 1,35 2,06 1,16 2,08 1,10 1,29 0,66 1,36 0,2 [I] oV ] 0,48 1,05 990
Продолжение табл. 46.31 Атомный номер 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 Элемент ть Dy Но Ег Тт Yb Lu Hf Та W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Tb Pa U Np Pu Атомная масса, a. e. M. 158,924 162,50 164,930 167,26 168,934 173,04 174,97 178,49 180,948 183,85 186,2 190,2 192,2 195,09 196,967 200,59 204,37 207,19 208,980 210 211 222 223 226,12 227 232,038 231 238,03 237 242 IK Л 0,25 1,08 • 0,39 0,84 0,08 0,78 0,06 0,4 0.75 0,6 0,9 1,4 1,2 1,7 0,66 0,75 0,55 1,50 0,5 —10,3 |1] — —5,2,11 —9,6 [1 0,00 -7,6 [Ц —0,30 — — СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аллен К. У. Астрофизические величины. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 2. Allen С. W Astrophysical Quantities. 2nd ed., Lond., Univ. of London, 1963. 3. Курс астрофизики и звездной астрономии. Под ред. А. А. Михайлова. М., «Наука», т. 2, 1962; т. 3, 1964; т. 1, 1973. 4. Бок Б., Бок П. Млечный путь. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1959. 5. Франк-Каменецкий Д. А Физические процессы внутри звезд. М., Физматгиз, 1959. 6. Аллер Л. Астрофизика. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1955. 7. Аллер Л. Распространенность химических элемен- элементов. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1963. 8. Стайнберг Ж., Леку Ж. Радиоастрономия. Пер. с франц. М-, Изд-во иностр. лит., 1963 9. Смит Г. Радиоастрономия. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 10. Рессел Г. Н., Дэгаи Р. С, Стюарт Д. К- Астроно- Астрономия. Пер. с англ. М.—Л., ОНТИ, 1935. 11. Справочник по космонавтике. Под ред. Н. Я. Кон- Кондратьева и В. А. Одинцова. М., Изд-во Мин-ва обо- обороны СССР, 1966. 12. Корец М. А. «Природа», 1966, т. 11, с. 54; 1968, т. 4, с. 119. 13. Агекян Т. А. Звезды, галактики, Метагалактика. М., «Наука», 1966 14. Александров С. Г.. Федоров Р. Е. Советские спут- спутники и космические корабли. М., Изд-во АН СССР, 1961. 15. «Правда», 8 сентября 1972 р.; Маров М. Я. «При- «Природа», 1972, т. 10, с. 9. 16. Корец М. А.. Понизовский 3. Л. «Природа», 1970, т. 7, с 35. 17. Гольдберг Л., Аллер Л. Атомы, звезды и туман- туманности. М. — Л., Гостехиздат, 1948. 18. Кукаркин Б. В. и др. Общий каталог переменных звезд. М., Изд-во АН СССР, 1958. 19. Воронцов-Вельяминов Б. А. Внегалактическая ас- астрономия. М., «Наука», 1972 20. «Природа», 1971, т. 1, с. 92. 21. Гринштейн Д. Л. В сб.: «Астрофизика». Пер. с англ. М., «Наука», 1967, с. 152. 22. Гинзбург В. Л. «Наука и жизнь», 1968, т. 3, с. 50. 23. Охоцимский Д. Е. «Успехи физ. наук», 1957, т. 58, с. 33. 24. Ефремов Ю. Н. «Природа», 1964, т. 2, с. 32. 25. Бербидж М., Бербидж Д. См. [21], с. 169. 26. Шкловский И. С. Космическое радиоизлучение. М., Физматгиз, 1956. 27. «Природа», 1972, т. 9, с. 104. 28. Кондратьев К- Я. Погода и климат на плане- планетах. М., «Знание», 1975. ГЛАВА 47 ГЕОФИЗИКА 47.1. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛИ Фигура Земли В 1967 г. на съезде Международной Ассоциации Геодезии в Швейцарии была принята «Геодезическая система 1967» со следующими характеристиками Земли: Экваториальный радиус Зем- Земли с = 6378160 м Геоцентрическая гравита- гравитационная постоянная Зем- Земли (включая атмосферу) ОМ = 398603-10» м*/сек? Динамический коэффициент формы Земли ' = 0,0010827 Угловая скорость вращения Земли <о= 7,2921151467Х Х1О"Б рад/сек Отношение массы атмосфе- атмосферы к массе Земли . . . [ло= 0,000001 Этой системе соответствуют следующие параметры Зем- Земли: Геометрические Большая полуось а =6378160 м Малая полуось 6 = 6356774,5161 м Линейный эксцентриситет . ? = 521864,6732 м Полярный радиус кривизны с = 6399617,4290 м 991
e — первый эксцентриситет е2 = 0,00669460532856 е'— второй эксцентриситет е'2 =0,00673972512832 Сжатие / = (а—6)/а = = 0,00335292371299 Обратное сжатие 1// = 298,247167427 Средний радиус Rt = Bа + 6)/3 = = 6371031,5054 м Радиус сферы равной пло- шяда Я2= 6371029,9148 м Радиус сферы равного объе- объема Я3= 6371023,5234 м Физические Нормальный потенциал эл- С М липсоида t/0_ 6263703052,3—- м Коэффициенты сферических сек2 гармоник разложения по- потенциала в ряд: J2 = 0,0011827; Je= 0,00000000608516 Ji = — 0,00000237J6440; Jg = — 0,00000000001428 Нормальное ускорение силы тяжести на экваторе . . ie= 978,03184558 см /сек2 Нормальное ускорение силы тяжести на полюсе . . . т» =983,21772792 см /сек2 f* = (т — 1е)/1е = 0,00530236552330 k = (Ь ip — crte)/(aie) = 0,00193166338321 В СССР в 1946 г. принят эллипсоид Красовского с параметрами: Экваториальный радиус . . а = 6378245 м Полярный радиус .... Ь = 6356863 м Сжатие /= 1/298,3 Площадь поверхности эллип- эллипсоида 5,10-108 км2 Объем эллипсоида .... 1,083-1012 км3 Средний радиус равновели- равновеликой сферы /?х= 6371110 м Средняя плотность Земли . р = 5,517 г/см3 Масса Земли, имеющей плотность р М= 5,975-1027 г ^ Строение Земли Форма Земли, близкая к эллипсоиду вращения, ука- указывает на то, что вещество Земли находится в гидро- гидростатическом равновесии по отношению к действующим иа него силам (притяжения и центробежным), т.е. ведет себя по отношению к длительно действующим силам как жидкое тело [3, 4]. По оценкам, вязкость Земли ра- равна 1023 пз. В то же время модуль сдвига, определенный для Земли в целом по кратковременным воздействиям (землетрясения, приливы и перемещения масс в атмос- атмосфере и т. п.), составляет около 15-Ю11 дин/см2. Таким образом, земной шар является вязко-упругим телом с периодом релаксации т ?& 1010 сек. Упругие свойства внутри Земли изменяются ка не- некоторых определенных глубинах скачком и плавно в пределах слоев, разделенных этими границами. Важ- Важнейшими границами являются поверхность Мохорови- чича, залегающая иа глубине 10—70 км, и поверхность Вихерта — Гутенберга на глубине 2900 км, резко пре- преломляющая продольные упругие волны и не пропускаю- пропускающая поперечных волн- Эти границы разделяют земной шар на три главные зоны: ядро, мантию и кору. Кора обладает наибольшей жесткостью, мантия характери- характеризуется высокой вязкостью, а ядро находится в состоя- состоянии, близком к жидкому, и реагирует лишь иа продоль- продольные волны изменением своего объема. Внутри трех глав- главных зон земного шара имеются менее четко выраженные границы. Внутреннее строение Земли оценивается по извест- известной ее массе, моменту инерции земного шара н на осно- основе изучения упругих волн от землетрясений [4]. Полу- Получено, что плотность вещества в центре Земли рц ^ ^ 12,2 г/смъ и ядро Земли отделено от вышележащих слоев на глубине 2900 км резким скачком плотности, порядка 4 г/см*. Скачкообразные изменения плотности с глубиной могут быть вызваны изменением как вещест- вещественного состава пород, так и их фазового состояния. Кора континентов в 3—10 раз толще коры океана 15]. Толщина коры континентов различна на платфор- платформах C0—40 км) и в геосинклиналях D0—80 км). В зо- зонах самых высоких гор Памира и Гималаев она достига- достигает 70—80 км. Нижняя граница коры — граница Мо- хоровичича М — в этих областях образует корни гор, которые глубоко (на 30—40 км) по сравнению с платфор- платформенными равнинными районами внедряются в мантию. Кора океанов — тонкая, около 4—8 км. Граница М залегает здесь иа глубине 10—15 км. Разность глубин границы М на континентах и в океанах составляет 20— 50 км. Средняя плотность коры иа континентах 2,7 — 2,8 г/см3, под океанами — 2,9 г/см3. Плотность верх- верхней маитии 3,3—3,4 г/см3. Кора как бы плавает в более тяжелой маитии. На континентах поверхность мантии образует впадины, в океанах — огромные выступы. Земная кора континентов и океанов различается по зна- значениям скоростей распространения упругих волн. Кора океанов ие содержит слоев со скоростью распростране- распространения продольных воли —6 км/сек, характерных для коры континентов. В земной коре различают два главных слоя: осадоч- осадочный, состоящий из пород, залегающих почти горизон- горизонтально, и консолидированный, или кристаллический. Скорости распространения упругих волн в осадочных породах имеют широкие пределы, ио в толстых слоях обычно не превышают 5км/сек. Консолидированной час- части коры свойственны скорости свыше 6 км/сек (на конти- континентах в верхней части консолидированной коры ско- скорости близки к& км/сек, в нижней — к 7 км/сек; на океанах 6,5—7 км/сек). Суммарная масса [6] главных элементов земной коры, которая делится иа литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу, распределяется следующим образом: Элемент земной коры Масса, 101б/и Литосфера 2300 Гидросфера 1644 Атмосфера 5,1 Биосфера 0,01 47.2. ЛИТОСФЕРА Состав Лятосфера состоит из осадков и кристаллических пород. В пределах литосферы различают [6] два резко различных региона: глубинная океаническая область (площадь 268 млн. /еж2, средняя глубина ниже уровня моря 4, 5км, мощность слоя 6 км) и область континен- континентального щита (площадь 105 млн. км2, средняя высота над уровнем моря 0,75 км, мощность 35,05 км). Разли- Различают две переходные области, химически промежуточ- промежуточные между составом этих регионов: область молодых складчатых поясов (площадь 42 млн. км2) и субокеани- субокеаническую область (площадь 93 млн. км2). Остающиеся 2 млн. км2 суши в основном представляют собой вулка- вулканические острова. 992
Плотность, сила тяжести и давление внутри Земли [4] Таблица 47.1 Продолжение табл. 47.3 Глубина, км 0 33 33 80 80 200 400 800 1200 2400 2900 3600 4800 5400 6000 6371 Плотность р, г/см3 2,76 2,85 3,32 3,36 3,87 3,94 4,06 4,30 4,52 5,13 9,74 10,72 11,87 16,16 17,65 17,90 Сила тяжести g, см/сек2 980 983 983 984 984 983 981 977 974 1010 1068 913 632 457 184 0 Давление Р, 1012 дин/см' 0,000 0,009 0,009 0,025 0,025 0,071 0,149 0,313 0,485 1,056 1,330 2,02 3,06 3,53 3,85 ' 3.92 Таблица 47.2 Космогонический возраст Земли [3] Эра Мезозой Палеозой Протерозой Архей Эпоха Верхнемеловая Нижнемеловая Юрская Триасовая Пермская Пенсильванская Миссисипская Девонская Силурийская Ордовикская Кембрийская Позднедокембрииская Породы до образования зем- земной коры Млн. лет назад 80 125 160 200 250 280 310 350 410 470 550 1,6-103 3,6-103 4,5-103 Использованный метод По приливному тре- трению По содержанию иат- рия в океанах По осадконакоплению По солнечному излу- излучению j По температуре в земной коре По радиоактивности горных пород По отношению сви- свинец/уран в земной коре По содержанию 236U По содержанию свин- свинцовых руд Оценка воз- возраста, млн. лет 2000—4000 >180 >350 > 20 >20 >3000 <4000 <5С00 4500+300 Начальные условия Луна на ближай- ближайшем расстоянии от Земли Образование океанов То же Образование Солнца Образование Зем- Земли Кристаллизация древних пород Образование зем- земной коры То же » » * Таблица 47.4 Средний химический состав литосферы [5] Соединение SiO2 А12О3 СаО FeO MgO Na2O е о Масса, 1 13 050 3 629 2 082 1381 1234 682 и 55,2 15,3 8,8 5,8 5,2 2,9 Соединение Fe2O3 К2О TiO2 Р2Об МпО о Масса, 661 452 385 62,0 42,6 Содержа ние, % 2,8 1,9 1,6 0,3 0,2 Таблица 47.5 Основные физические свойства горных пород [7] Таблица 47.3 Абсолютная шкала геологического летоисчисления [2] Эра Кайнозой Эпоха Новейшая Плейстоцен Плиоцен Миоцен Олигоцен Эоцен Палеоцен Млн. лет назад 0—10000 лет 10 15 30 40 50 60 Свойство Плотность, г/см3 Пористость, % Магнитная восприимчивость, Ю-" ед. СГСМ Остаточное намагничивание, 10-е ед. СГСМ Модуль Юнга, 10" Г/сж2 Коэффициент Пуассона Скорость распространения продольных колебаний, км/сек Пределы значений для горных пород магматических к метаморфи- метаморфических 2,5—3,3 до 10 100—4000 до 4000 5—30 0,21—0,28 4,9—10,1 осадочных 1,9—2,9 до 40 до 600 2,5—12 0,23—0,27 0,5—5,9 993
Продолжение табл 47.5 Свойство Удельное электрическое сопротивление, ом-м Коэффициент теплопровод- теплопроводности, ккал/(м-ч-град) Удельная теплоемкость, кал/(г-град) Пределы значений для горных пород магматических и метаморфи- метаморфических 400—100 000 0,1—2,5 0.12—0,28 осадочных 0,3—5000 0,9—2,6 0,16—0,23 Таблица 47.6 Распространенность химических элементов в земной коре [8, 9] 1НЫЙ НО- ATOM мер 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Элемент Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий овое со- :анне. % !& 1,00 1 -10-е 5-10-3 4-Ю-4 5-Ю 0,35 0,04 49,13 0,08 5-10-' 2,40 2,35 7,45 26,00 0,12 0,10 0,20 4-Ю-4 2,35 3,25 6-10 0,61 0,02 0,03 0,10 4,20 2-10-3 0,02 0,01 0,02 МО 4-Ю-4 5-10 8-10 1-10 2-10-8 8-Ю-3 0,035 5-Ю-3 0,025 3,2-10-е d Атом номе; 42 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 Элемент Молибден Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон ' Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Торий Уран •овое со- :анне, % 8 Я <° ft SS МО 5-Ю-» ью-" 5-Ю-» 5-Ю-6 5-Ю 1 - Ю-8 8-Ю-3 5-10-8 ью-" 1 • Ю-4 з-ю-9 МО'3 0,05 6,5-10-" 2,9.10-3 4,5-Ю-4 1,7.10-з 7-10 2-Ю-8 7,5-10-4 МО-* 7.5-10-* ыо-4 6.5-10-4 ыо-4 8- Ю-4 1,7-10-* 4-10-4 2,4-10-б 7-Ю-3 1 • 10-' 5-10-е I- 10-е 2-1ГГ6 5-1ГГ7 5-Ю-» 1 • Ю-8 1.6-10-3 1-10"* МО 4-Ю-4 Гравиметрия Сила тяжести на поверхности Земли [4]. Основные элементы гравитационного поля Земли — его потенци- потенциал, первые и вторые производные — относятся к пря- прямоугольной системе координат с направлениями осей: х — на север, у — на восток, г — вниз, по направле- направлению отвесной линии. Гравитационный потенциал W выражается в эрг, а для его первой gz = dW/d? и вто- вторых производных (Wxx, Wyx~-) введены специальные на- наименования единиц измерения. Для ускорения силы тя- тяжести: 1 гал = 1 см/сек2. Вторые производные потен- потенциала измеряются в этвешах, иногда этвеш обознача- обозначается буквой Е: 1 этвеш = 10 8 сек*. Сила тяжести на поверхности Земли определяется первой производной гравитационного потенциала по направлению внутренней нормали (ускорением силы тяжести) и представляет собой сумму сил гравитацион- гравитационного притяжения Земли и центробежной силы инерции. Значения вторых производных потенциала силы тя- тяжести на поверхности эллипсоида Красовского выража- выражаются формулами: Wvy — Wxx= №д = 5,1 [1 4- cos 2<f>] этвеш; Wxz = 8,1 sin2 <p этвеш Таблица 47.7 Зависимость силы тяжести g от широты места <в на поверхности эллипсоида Красовского [10—12] <р, град 0 5 10 15 20 25 см ** сек2 978,0300 978,0692 978,1855 978,3756 978,6337 978,9521 f, град 30 35 40 45 50 55 см &' сек". 979,3213 979,7299 980,1659 980,6159 981,0663 981,5034 9, град 60 65 70 75 so 85 90 см 981,9141 982,2853 982,6061 982,8665 983,0257 983,1759 983,2360 Таблица 47.8 Нормальные значения внешнего и внутреннего вертикального градиента силы тяжести иа поверхности международного эллипсоида 1924 г. [10,12] Широта 9, грае 20 30 40 50 60 70 .„.в нут W22 . этвеш 3087,23 3086,63 3085,89 3085,10 3084,36 3083,76 „„внеш W2Z . этвеш 849,30 848,70 847,96 847,17 846,43 845,83 994
Вариации силы тяжести [4]. Периодические измене- изменения силы тяжести на поверхности Земли, обусловленные влиянием Луны, составляют до 2,49-10~4 см/сек2, когда Луна находится в зените. Амплитуда солнечного при- приливного действия составляет 9,6-10~б см/сек2, так что суммарное влияние Луны и Солнца на силу тяжести достигает 3,45-10~4 см/сек?. Амплитуда приливных изменений силы тяжести зависит от широты места наблюдения и уменьшается к высоким широтам. Сейсмология Сейсмичность Земли [15]. Накопление упругих нап- напряжений в тектонически активных местах земной коры вызывает тектонические землетрясения. К ним относит- относится подавляющее большинство землетрясений, в том числе все катастрофические. Причиной землетрясений могут быть также вулканические процессы: извержения, взрывы газа и т. п. Вулканические землетрясения сравнительно редки, слабы, иосят локальный характер. На глубинах 50 — 700 км возникают очень сильные глубокофокусные, или плутонические, землетрясения. Упругие волны в Земле [13]. Распространение упру- упругих деформаций при землетрясениях носит волновой характер. Обычно исследуются продольные Р и попе- поперечные S объемные волны, а также поверхностные — волны Рэлея R, у которых колебание частиц происхо- происходит в плоскости, перпендикулярной к поверхности и проходящей через направление сейсмического луча, и поперечные поверхностные волиы Лява L. Скорость сейсмических воли возрастает с глубиной, причем иа верхней границе земной коры скорость про- продольных воли 7,8—8,0 км/сек, а поперечных 4,3— 4,4 см/сек- После очень небольшого уменьшения скорости иа глубине около 80—100 км она вновь растет с глуби- глубиной. Особенно большой рост скорости продольных и поперечных воли наблюдается на глубине порядка 400— 600 км (с 9 до 10 км/сек). К этим глубинам приурочен максимум частоты глубоких землетрясений. Начиная с 900 км и до границы ядра рост скорости замедляется. На границе ядра скорость продольных волн составляет 13,6 км/сек, а поперечных 7,3—7,4 км/сек. На границе ядра скорость продольных волн падает скачком до 7,8—8,0 км/сек и снова растет с глубиной: после довольно резкого изменения скорости на глубине около 5000 км она остается постоянной и в центре Земли достигает 11,2—11,3 км/сек. Поперечные волны через земное ядро не проходят. Землетрясения [14]. Для характеристики силы зем- землетрясений используется главным образом степень по- повреждения зданий и сооружений; кроме того, учитыва- учитываются остаточные явления в грунтах, субъективные ощу- ощущения и т. п. Интенсивность землетрясений выражается в магни- тудах М — величинах, определяемых по записям объем- объемных или поверхностных волн на сейсмических станциях [13]. Определения магиитуд относятся к землетрясе- землетрясениям, очаги которых залегают на глубине 20—30 км. Землетрясение, энергия которого принята за едини- единицу (М = 0) расходует энергию около 1С12 эрг. Наиболее сильные землетрясения не превосходят М = 8,5, что соответствует энергии до 1027 эрг. Прирост интенсивнос- интенсивности на 0,5 М соответствует увеличению энергии пример- примерно в 10 раз. Таблица 47.9 Шкала землетрясений, принятая в СССР в 1952 г. Эта шкала основана иа максимальной амплитуде смещения маятника, параметры которого (период собствен- собственных колебаний 0,25 сек и логарифмический декремент затухания 0,50) соответствуют характеристикам зданий, имеющих массовое распространение. Балл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Наименование Незаметное Очень слабое Слабое Умеренное Довольно сильное Сильное Очень сильное Разрушительное Опустошительное Уничтожающее Катастрофическое Сильная катастрофа Смещение [15], мм _ — — 0,5 0,5—1 1,1-2 2,1—4 4,1—8 8,1—16 16,1—32 >32 — Ускорение [11], мм/сек* 2,5 2,5—5,0 5—50 10—15 25—230 50—100 100—250 250—500 500—1000 1000—2500 2500—5000 >500 Характеристика Колебания почвы отмечаются приборами (микросейсмы) Иногда ощущаются людьми Колебания отмечаются немногими людьми Отмечаются многими людьми. Возможно колебание окон, дверей Качания висящих предметов, скрип полов, осыпание побелки Легкие повреждения в зданиях: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. д. Значительные повреждения в зданиях: откалывание отдельных кусков штукатурки, тонкие трещины в стенках Разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб В некоторых зданиях обвалы: падение стен, перекры- перекрытий, кровли Обвалы во многих зданиях, трещины в грунте около метра шириной Многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах Изменение рельефа в больших размерах 995
Таблица 47.10 Частота землетрясений иа Земле [13] Характеристика землетрясения Катастрофическое Опустошительное Разрушитель ное Очень сильное Сильное Умеренное Интенсивность, М 7,8 и выше 7,0—7,7 6,0—6,9 5,0—5,9 4,0—4,9 3.0—3,9 Число в год 1 10 100 1000 10 000 100 000 дН дН — =-7,5Т/™; ~=. - 400 т/град = —4,0 т/км. Магнитный момент однородно намагниченного зем- земного шара [20] М «= 8,3-1026 ед. СГСМ. Элементы постоянного магнитного поля Земли изме- изменяются на ее поверхности в следующих пределах [21]. Полный вектор напряженности поля от +0,62 до —-0,73э Горизонтальная составляющая . .от 0 до 0,41 э Вертикальная составляющая Магнитное склонение . . .от +0,62 до —0,73 .от — 180 до + 180° Магнитное наклонение от —90 до +90° Микросейсмические колебания [17, 18]. Микросейс- Микросейсмические колебания, микросейсмы 1-го рода — глобаль- глобальное явление, связанное с деятельностью циклонов над водными бассейнами. Периоды их заключены в диапазо- диапазоне 1—12 сек; в основном большим периодам соответству- соответствуют большие амплитуды. Непрерывные колебания по- поверхности имеют синусоидальную или неправильную форму с сезонными изменениями интенсивности. Значе- Значения смещений колеблются от 0,3 до 4,5 мкм. Микросейсмы 2-го рода вызваны поверхностными яв- явлениями (транспорт, промышленные предприятия, лес, прибой и т. п.); они имеют периоды от 0,001 до 0,1 сек, зависят от грунтовых условий и быстро убывают с уда- удалением от источника. Амплитуды смещений лежат в диапазоне ~10~4— 5-10~2 мкм. \ , Земной магнетизм , Магнитное поле Земли характеризуется вектором напряженности Г и выражается в эрстедах (э) или гам- гаммах (у) A^ = 10~Б э). Проекции вектора Т на осн пря- прямоугольной снстемы координат образуют составляющие геомагнитного поля; г •— вертикальную, х — север- северную, у — восточную. Часто применяется также гори- горизонтальная Н = у х2 + у2 составляющая. Угол между горизонтальным направлением Н и гео- географическим меридианом называется склонением D, а угол, образуемый вектором напряженности с горизон- горизонтальной плоскостью, — наклонением J. Постоянное магнитное поле Земли [16, 19]. Геогра- Географическое распределение постоянного магнитного поля соответствует полю однородно намагниченной сферы с координатами полюсов: северного (в Южном полушарии) Ф = 71,2°, к — 150,8е и южного (в Северном полуша- полушарии) ф = 70,5°, Л, = 264°. Линия, соединяющая маг- магнитные полюса, наклонена относительно географической оси на 11,5° и смещена от центра Земли на 1140 км в сторону Тихого океана. ' Напряженность магнитного поля на магнитном по- полюсе 0,65 э, напряженность магнитного поля иа магнит- магнитном экваторе 0,35 э. Градиенты вертикальной dzldh и горизонтальной бг/Лр составляющих магнитного поля по высоте h и широте <р для широты Ленинграда равны: = — 23,5 ч/км; ~~ = 250 -Цград = 2,5 f/кл: 996 Географическое распределение постоянного магнит- магнитного поля Земли с учетом магнитных аномалий пло- площадью от нескольких километров до целых материков изображается в виде карт. Карта составляющих напря- напряженности магнитного поля приведена на рис. 47.1. Вековые вариации геомагнитного поля [4]. Средние значения элементов геомагнитного поля изменяются со временем. Сравнение элементов поля для 1885 и 1950 г. приводит к выводу, что полный магнитный момент Земли уменьшается в течение года приблизительно на 7.1СГ4 своего значения. Следовательно, короткий в геологи- геологическом отношении отрезок времени достаточен, чтобы полностью изменить всю картину геомагнитного поля. Переменное магнитное поле Земли. Периодические вариации. Все периодические вариации магнитного по- поля Земли имеют источники вне Земли. Вариации класси- классифицируют по длине периода, что является одновременно классификацией по физическим причинам. Выделяются солнечно-суточные вариации, вызванные суточным дви- движением Земли вокруг Солнца, лунно-суточные, годовые, циклические вариации с периодом 11 лет, связанные с изменением солнечной активности и т. п. Амплитуды всех периодических вариаций, кроме солнечно-суточ- солнечно-суточных, составляют единицы угловых минут склонения и единицы гамм напряженности поля. Непериодические вариации магнитного поля Земля. Магнитные бури [21]. Магнитные бури и общая магнит- магнитная активность вызываются взаимодействием корпуску- корпускулярного излучения Солнца с постоянным магнитным полем Земли. Магнитные бури — резкие, неправильной формы колебания магнитного поля Земли начинаются одновременно на всем земном шаре и имеют тенденцию к повторению через 27 суток. Поле изменяется по вели- величине и направлению на несколько процентов за время от нескольких часов до нескольких суток. Земные теллурические токи [22, 23]. Токи и пере- переменное геомагнитное поле — явления, связанные меж- между собою. Плотность теллурческих токов / для различных участков земной поверхности приблизитель- приблизительно одинакова / = 2 а/км2. Интенсивность теллури- теллурических токов возрастает от низких широт к высоким. На низких широтах напряженность поля обычно не превосходит десятков милливольт иа километр. В по- полярных странах напряженность может достигать еди- единиц и даже десятков вольт на километр; наиболее силь- сильны теллурические токи во время магнитных бурь.
130° 150° 120° 90° 60° Рис. 47.1. Напряженность магнитного поля Земли Т, мэ, на 1965 г. [32]. Таблица 47.11 Солнечно-суточные вариации геомагнитного Составляющая напряженности Горизонтальная Я, 0,8-10~3 а/м Вертикальная г, 0,8-10~3 а/м Модуль полного вектора, 0,8-КГ3 а/м Годы низкой магнитной активности Средние широты Спокойные дни 7—40 4—16 6—26 Возмущен- Возмущенные днн 18—58 9—36 11—64 Высокие широты Спокойные дни 44—80 20—90 20—65 Возмущен- Возмущенные днн 90—402 103—305 150—300 поля [21] Годы высокой магнитной активности Средние широты Спокойные дни 8—74 6—26 8—35 Возмущен- Возмущенные дни 25—109 14—128 13—104 Высокие широты Спокойные ДНН 27—77 15—70 35—110 Возмущен- Возмущенные днн 50—460 128—315 230—275 997
Геотермика Температура внутри Земли [4, 24]. У поверхности Земли температура почвы и неглубоко залегающих гор- горных пород определяется балансом тепла, получаемого от Солнца и излучаемого в атмосферу. Роль терморегу- терморегулятора играет водная и воздушная оболочка Земли. В среднем глубина проникновения суточных колебаний температуры почвы в зависимости от ее свойства и геог- географических условий изменяется от 35 до 100 см. Запаз- Запаздывание наступления экстремумов в среднем составляет 2—3 ч на каждые 10 см глубины. Глубина проникновения годовых колебаний темпе- температуры составляет в низких широтах около 5—10 м, а в средних и высоких 8—24 м, доходя до 30 м. Вековые изменения температуры проникают глуб- глубже 50 ж и сохраняются надолго вследствие запаздывания температурной волны по фазе с глубиной. Вечная мерз- мерзлота, распространяющаяся местами до нескольких сот метров, является реликтом ледникового периода, ми- иувшего несколько десятков тысяч лет назад. Наблю- Наблюдения в шахтах и буровых скважинах показывают посте- постепенное увеличение температуры с глубиной. На глубине около 2800 м в Калифорнии температура дости- достигает 120° С, в разведочных скважинах на Северном Кав- Кавказе зарегистрирована температура около 160° С на глубине 3200 м. Скорость изменения температуры с глу- глубиной характеризуется величиной геотермического гра- градиента или обратной ему величиной геотермической сту- ступени м/град. Значения dT/dh изменяются от 0,1 до 0,01 град/м. Для дна океана средние значения dT/dh поридка 0,08 град/м (для Тихого океана) и 0,04 град/м (для Северной Атлантики). Средний поток тепла из недр Земли составляет око- около 1,2-Ю"* кал/(см2-сек) с отклонениями от среднего до 50%. На суше измерения теплового потока дали гиа- чение 1,04.1(Гв (Англия) и J.16-10 кал/(см*-сек) (Юж- иая Африка). Средние значения потока тепла через дио океана 0,14.10"°—8,09-10"в кал/(см*-сек). Постоян- Постоянным источником внутреннего тепла Земли являются радиоактивные элементы. Отмечено, что если бы радий был распределен равномерно до глубины в несколько десятков километров с такой же средней концентра- концентрацией, как в гранитах, то выделение тепла одним радием могло бы дать весь наблюдаемый тепловой поток Земли. Таблица 47.12 Концентрация радиоактивных элементов в горных породах различных типов [33] Порода Гранит Промежуточ- Промежуточная Базальтовая Дунит Концентрация, отн. ед. 288IJ 2,9 1,4 ,0,9 0,9 2,1 1,0 0,65 0,00 M2Th 0,1 4,3 3,2 0,0 40К 3,1 1,3 1,1 0,00 Охлаждение глубинных слоев Земли в настоящее время идет медленно. Активной в термическом отноше- отношении зоной являются верхние слои Земли до глубин 100—200 км, особенно в областях распространения кис- кислых изверженных и магматических пород. Тепловой баланс Земли [31]. Земля ежегодно пог- поглощает 168 ккал/см2. Из них: 112 ккал/(см*-г) — зем- земная поверхность; 56 ккал/(см*-г)— атмосфера Земли. Потеря земной поверхностью через длинноволновое эф- эффективное излучение 40 ккал/(см*-г). Потери на испа- испарение 59 ккал/(смЪ-г). Передача в атмосферу через тур- турбулентную теплоотдачу 13 ккал/(см^-г). 47.3. ГИДРОСФЕРА Распределение запасов воды на поверхности Земли [24] Таблица 47.13 Запасы воды Океаны и моря Полярный лед Озера Подземные озера Реки Болота Снежный покров Полные запасы Объем, км3 1336-Юв 3,5-Юв 2,5-105 2,5-105 5-Ю4 6-103 250 -1340-10» Масса, Т 1,3-10" 3,5-1015 2,5-101* 2,5-1014 5-1013 6- 1012 2,5-lOU A,8-^2,7) 1018 Из всех имеющихся сведений следует, что температу- температура внутри Земли интенсивно возрастает до глубины 200 км, после чего ее рост с глубиной резко замедляется. Температура в центре Земли может быть оценена в 2000 — 4000° С, причем более вероятно нижнее значение. Влагооборот. Баланс влаги по поверхности Земли [24]. Общее количество воды, выпадающей за один год в виде осадков для всего земного шара оценивается в 5-101* у^ что в 40 раз больше общего содержания воды в атмосфере. По современным данным (с погрешностью до 10%), общее количество осадков, выпадающих на поверхность Мирового океана, дает в среднем слой осад- осадков 102 см/год, что соответствует выпадению 370 000 км3 воды. Испарение с поверхности океана составляет 113 см/год или 407 000 км3 воды, и речной сток в океа- океаны оказывается равным 10,3 см/год, или 37 000 км3. Для поверхности суши с учетом стока в океан получе- получены следующие значения: осадки 70,0 см/год A02000 км3), испарение 44,6 см/год F4 900 км3) и сток 25,4 см/год C7 000 км3). На долю частей суши, не имеющих сто- стока в океан, приходится всего около 8000 км3 осадков и столько же на испарение. В целом для земного шара го- годовой слой осадков, равный годовой величине испаре- испарения, составляет 92,8 см1год D72 000 км3), причем на сушу из общего количества осадков выпадает только 22%, а иа океан 78%; испарение же с поверхности суши составляет 14% общего испарения, а остальные 86% испаряются с поверхности океана. Большая часть воды (90%) содержится в нижнем слое атмосферы (до 8—10 км) и составляет 0,3—0,4% массы атмосферного воздуха в этом слое. Основная часть воды в атмосфере находится в паро- парообразном состоянии (около 95%), на долю облачкых частиц (капель воды и кристаллов льда) приходится ме- менее 5% массы воды, содержащейся в атмосфере. 998
Состав океанической и пресной воды Вследствие большой ионизирующей способности воды растворенные в ней соли оказываются в ионно- дисперсной форме. Общее количество растворенных веществ в I л морской воды в граммах называется соленостью, выражается в промиллях и обозначается S, %о- Существует связь между S, %о. и хлорностью (со- (содержанием хлора в морской воде): S, °/Оо = 0,03+ 1,805 С1, °/оо- Средняя соленость морской воды S равна 34,85°/00. сред- средняя хлорность О равна 19,37%. Таблица 47.14 Средний химический состав океанической воды при Т = 5°С и хлориости 19 ° /00 [25] Элемент Кислород Водород Хлор Натрий Магний Сера Кальций Калий Бром Углерод Азот Стронций Бор Кремний Фтор Аргон Рубидий Литий Фосфор Иод Барий Мышьяк Цинк Алюминий Железо Содержание, % 85,94 10,80 1,898 1,056 1,272-10-! 8,84-Ю 4,00-10-2 3,80-10-2 6,5-10 3,0- Ю-3 1,7-1О 1,33-10 4,6-10 >2-10 1,3-10~4 6,1-Ю 2-Ю-8 1 • Ю-6 1 - 10-е 5-10-е 5-10-« 1,5-Ю-» 1 • Ю-» МО МО"» Элемент Медь Свинец Марганец Селен Цезий Уран Молибден Галлий Торий Никель Ванадий Церий Иттрий Лантан Криптон Висмут Неон Кобальт Серебро Ксенон Скандий Ртуть Гелий Золото Радий Содержание, % 6-10-' 4-10-' 4-10-' 4-Ю 2-10-' 1,5-10 5-10-8 5- Ю-8 < 5-Ю-8 3-10~° 3-10-8 3-10-8 3-10-8 3-10-е 2.8-10-8 2-Ю-8 1,1-10-8 1 • Ю-8 1 • Ю-8 9,4-10-» 4-10-» з-ю-8 5,2-10-1° 5-10-1° @,24-3)-Ю0 Таблица 47.15 Важнейшие вещества, растворенные в морской, озериой и речной водах [7] Вещества, растворенные в морской воде Ионы С1- sop Mg+2 Са+2 K+l нсо- Br-i Н3ВОз Sr+2 le Х~^- а 19 360 10 770 2 701 1298 408 387 128 66 27 14 масса, II 30 976 17 232 4 321 2 077 653 619 205 106 43 22 Вещества, растворенные в озерной н речной водах Ионы со2 СО+2 so^2 SiO2 Na+i Mg+2 (Al, FeJ O3 K+1 NOi га ее Конц ция, 51,2 29,8 17,7 17,1 8,3 8,4 5,0 4,0 3,1 1,3 масса, к 81 1178 680 407 393 191 193 155 92 71 30 Таблица 47.16 i !, Ч Растворимость газов (см3/л) в морской и пресной воде в зависимости от температуры Газ N2 О, Аг со2 Всего. . . В пресной воде при Т 0°С 18,10 10,29 0,54 0,52 29,45 10° С 14,60 8,02 0,42 0,36 23,40 20° С 12,24 6,57 0,35 0,26 19,42 30° С 10,98 5,57 О.ЗС 0,20 17,05 В морской воде, S=35«/00 при Т 0°С 14,04 8,04 0,41 0.44 22,93 10° С 11,72 6,41 0,31 0,31 18,75 20° С 10,18 5,35 0,25 0,23 16,01 30° С 9,08 4,50 0,21 0,18 13,97 Плотность и электропроводность воды Плотность р морской воды. Плотность морской воды зависит от температуры, солености и давления. Зависи- Зависимость о от солености определяется формулой о0 = (— 0,093 + 0,8149 S°/oo — 0,000482 S2 °/00 + + 0,0000068 S3 °/оо) г/см3. где = (Ро — 1) Ю00 г/смя ро = рг=0оС Характерные для поверхности моря значения плот- плотности, зависящие от температуры, находятся в преде- пределах от 0,9960 до 1,0283 г/см3. Все значения плотности, зависящие от температуры, солености и давления, кото- которые возможны в Мировом океане, укладываются в пре делах 1,0757—0,9960 /3 Разности плотности воды Вода Океаническая Снеговая Дождевая Внутренних озер, рек, ручьев В живых организмах .... 1Н2!вО В растениях В минералах В Мертвом море Отклонение плотности от океанической, I0-4 г/см3 0,0 —0,038 —0,025 —0,015 —0,003 -2,6 +0,002 +0,009 +0,015 999
Таблица 47.17 Удельная электропроводность X, 10Б (сим/м), морской воды в зависимости от температуры и солености 5 т, °с 0 15 25 S. »/оо 10 923 1378 1712 20 1747 2594 3214 30 2528 3740 4626 40 3276 4834 5967 Физические свойства морского льда [26]. В высоких широтах различают глетчерный (образу- (образуется исключительно из осадков) и морской лед. Морская вода не имеет определенной точки замерза- замерзания. При общей солености воды 33%о обра- образование льда начинается при —1,8° С. Но между кристаллами льда остается небольшое количество морс- морской воды, в которой отдельные соли выкристаллизовы- выкристаллизовываются при более низких температурах и только при —55° С полностью застывает образовавшийся рассол. Соленость и количество находящегося во льду воздуха определяет плотность морского льда. Таблица 47.18 Плотность морского льда в зависимости от солености 5 и содержания в ием воздуха Объемное содержание воздуха, % 0 3 6 9 S, »/оо 0 0,918 0,890 0,863 0,835 10 0,925 0,898 0,871 0,843 20 0,934 0,906 0,879 0,851 30 0,942 0,914 0,887 0,859 Звук и свет в океане *¦ Звук в океане [26]. Скорость звука определяется уравнением Лапласа v = VT/F*- > гДе Т = ср I cv> р—плотность их — адиабатическая сжимаемость. Од- Однако значения скорости звука, определенные по этой формуле, оказываются заниженными иа 3—4 м/сек1. Номограммы значений скорости звука в морской воде приведены в [28]. В океане под гомогенным поверхностным слоем температура с глубиной сильно понижается, ско- скорость звука также уменьшается, однако одновремен- одновременное увеличение давления с глубиной влечет за собой не- некоторое повышение скорости звука. В зависимости от стратификации температуры и солености иа глубинах 700—1300 м наблюдается минимум скорости звука. От- Отчетливые минимумы отсутствуют только там, где терми- термическая стратификация незначительна (море Уэделла и Красное). Свет в океане [26]. При высоте Солица более 40° море поглощает почти полностью падающий на него свет, а отражает менее 5%. При большом волнении и большом количестве пены иа поверхности отражатель- отражательная способность повышается и отражение может пре- превысить 40% падающего излучения. С убыванием высоты Солнца отражение сильно возрастает. Тепловой баланс океана В сутки в море проникает Qcon = 295 кал/см2, из них на прямую радиацию приходится 64% и на диффуз- диффузную 44%. Таблица 47.19 Коэффициент преломления света в морской воде в зависимости от длины волны X и солености 5 [29] к, нм 667,8 587,6 501,6 447,2 0 1,33087 1,33305 1,33635 1,33945 10 1,33271 1,33491 1,33824 1,34138 20 1,33452 1,33675 1,34011 1,34329 35 1,33726 1,33951 1,34293 1,34616 Расход тепла с поверхности моря в процентах от Qawi приходится на подводную освещенность — 2%, на отражение — 6%, на тепловую энергию эффектив- эффективного излучения поверхности — 42%, на конвекцию — 7%, иа испарение — 51%. Менее значительными сос- составляющими теплового баланса Мирового океана явля- являются: приход тепла в результате химико-биологических реакций — 0,1%, приход тепла от трения — 0,05% и приход тепла от распада радиоактивных веществ в морской воде — 0,000017%. Приход тепла из внутрен- внутренних частей Земли — 0,03%. Проникающая в море тепловая энергия использует- используется почти исключительно в тонком приповерхностном слое. В чистой океанической воде уже в самом верхнем сантиметровом слое поглощается 27% радиации, в мет- метровом слое — 62% и только 0,45% всей энергии дохо- доходит до глубины 100 м. Таблица 47.20 Нагревание (°С) слоя воды толщиной 1 м иа различных глубинах при поглощении 1000 кал/см2 Залегание слоя, м 0—1 1—2 5—6 10—11 20—21 Вода чистая океаническая 6,24 0,610 0,236 0,104 0,040 мутная прибрежная 7,72 0,960 0,120 0,014 0,000 47.4. АТМОСФЕРА Строение атмосферы Атмосфера на своем протяжении не является одно- однородной. Особенно резко ее свойства изменяются по вертикали. По составу, температурному режиму, элект- электрическим характеристикам атмосфера в вертикальном направлении может быть разделена на ряд слоев. Осо- Особенно отчетливо различия в свойствах этих слоев прояв- проявляются в распределении температуры по высоте. Прилегающий к Земле слой — тропосфера —харак- —характеризуется уменьшением темгературы с высотой (по- (порядка 6 град/км) и кончается тропопаузой на высоте от 7 км на полюсе до 17 км на экваторе. Выше лежит стра- стратосфера, где температура возрастает приблизительно от 200° К в тропопаузе до 280° К в стратопаузе (на высоте 50 км). Далее следует мезосфера, где температура уменьшается с высотой до 170—180° К на высоте около 85 км (мезопауза). 1000
Эти три слоя: тропосфера, стратосфера и мезосфера характеризуются неизменным газовым составом и но- носят общее название гомосферы. Начиная с 85 км температура атмосферы вновь возрастает вследствие поглощения ультрафиолетовой радиации Солнца. Средний градиент температуры равен 20 град/км до высоты 150 км, а далее рост ее постепенно замедляется н заканчивается на высоте 300 км. Эта об- область атмосферы называется термосферой и заканчи- заканчивается термопаузой, которая лежит днем на высоте 350— 450 км, а ночью опускается на высоту 200—250 км. Термосфера и лежащий над ней обширный слой мета- сферы носят общее название гетеросферы, так как харак- характеризуются гравитационным разделением газов. Бла- Благодаря этому разделению на высоте около 750 км пре- преобладает атомарный кислород, а на высоте 1500 км — гелий. Разделение газов заканчивается на высоте в несколь- несколько тысяч километров переходом к водородному сос- составу атмосферы. Чтобы выделить область, где столкнове- столкновения между молекулами не мешают их вылету за преде- пределы земной атмосферы, вводят термин экзосфера. Экзо- сфера лежит выше 700 км. На высотах до 200 000 м по характеру изменения температуры атмосфера делится на одиннадцать слоев. Общим свойством всех слоев является линейность изменения молекулярной темпера- температуры Ты, ° К, по геопотенциальной высоте Ф, выражае- выражаемой в геопотенциальных метрах (гп. м). Геопотенциаль- Геопотенциальная (Ф) и геометрическая (г) высоты связаны соотноше- соотношением Ф = nl\r + г), где г = 6 371 210 м — средний радиус Земли. Молекулярная температура Тш связана с кинети- кинетической Г следующей зависимостью: ~> Ты = Го Mz где Мо и Mz — молекулярные массы воздуха иа уров- уровне моря и на рассматриваемой высоте соответственно. Для расчетов приниты следующие значения физичес- физических характеристик атмосферы на уровне моря и физи- физических констант: Барометрическое давление иа географической широте Ф = 45°32'40" при температуре ртути 273,15° К н средней плотности ртути 13595,1 кг/м3: Ро — 1013,25 мбар = 760 мм pm. cm. Температура Г„ = 15°С = 288,15°К. Газовая постоянная сухого воздуха: универсальная . . . .3,31436- 1С эрг/(град-моль); удельная 2,87039 • 10е эрг/(град-г). Динамическая вязкость воздуха при Г = 273°К: (!„ = 1,75 - 10-е «г-сек/л2 = 1716,16 • 10 пз. Ускорение силы тяжести g0 = 980,665 см/сек?. Стандартная атмосфера По многочисленным данным, полученным прямыми и косвенными методами, определены характеристики не- некоторой средней, или стандартной атмосферы. Барометрическая формула [24]. Для определения разности высот г2 — гх между двумя точками, давление в которых равно Рг и Pi, можно воспользоваться баро- барометрической формулой Лапласа: г2 — 2l = 18 400 A + 0,00366 7) ¦ [1 + 0,378 G/ р)] х X A + 0,00264cos2y) A + 3,14 • lQ-'X) lg (рх/р2). где /, h, (e/p) — средние значении температуры, высоты над уровнем моря и отношения парциального давления водяного пара к атмосферному. Если пренебречь зави- зависимостью силы тяжести от широты и высоты и считать воздух сухим, можно воспользоваться упрощенной баро- барометрической формулой: гг — г,_= 18 400 A + 0,00366 Т) lg (Pi/P2). Состав атмосферного воздуха [29, 24] Таблица 47.21 Вещество N2 о2 Аг ! со2 Ne Не Oil Кг NO2 н2 Хе Озон Сухой воздух Молекулярная масса, а.е.м. 28,0134 31,998 39,948 44,009 20,179 4,0026 16,043 83,80 46,005 2,0158 131,30 — 28,966 Объемное содержание, % 78,084 ±0,004 20.946 ± 0,002 0,934 ± 0,001 0,030 ± 0,003 A,818 ± 0,004) 10~3 C,24 ± 0,004) Ю-4 ~2,2- 10"* A,14 ± 0,01) • 10-* @.5 ± 0,1)Ю-« ~0,5 • Ю-4 (8,7 ±0.1I0"» @ — 0,07I0-* 100,0 Число молекул на 1 смг вертикального столба 1,678 • 1025 4,501 • 1024 2,007 • 1023 7,09 • Ю2» 3,89 • Ю20 1,13- 1020 — 2,45 • 10w — — 1,87- Ю18 — 2,149 • 1025 1001
Распределение молекулярной массы и температуры по высоте Таблица 47.22 Высота z4 км 0 11 25 46 54 80 95 Молеку- Молекулярная масса, а. €. м 28,966 28,966 28,966 28,966 28,966 28,966 28,966 Температура, °К молекулярная 988,15 216,66 216,66 247,00 274,00 185,00 185,00 кинети- кинетическая 288,15 216,66 216,66 247,00 274,00 185,00 185,00 Градиент молекулярной температуры, "К/еп. м. ^ —0,00651122 0 0,00276098 0 —0,00349544 0 0,00500000 Высота г. км по 120 150 160 170 180 190 200 Молеку- Молекулярная масса, а. е. м 28,934 28,727 28,107 27,900 27,700 27,476 27,245 27,000 Температура, °К молекулярная 257,64 335,00 1010,00 1199,40 1228,71 1257,93 1287,06 1316,10 кинетическая 257,36 332,24 980,05 1155,26 1175,00 1193,20 1210,60 1226,80 Градиент молекулярной температуры, 'JK/en. м. 0,00801741 0,02345357 0,01987403 0,00308461 0,00308461 0,00308461 0,00308461 0,00308461 Геометри- Геометрическая высота г, км -2 —1,5 —1 —0,5 0 0,5 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 35 40 45 50 60 70 80 90 Температура. °К 301,19 297,93 294,67 291,42 288,15 284,90 282,65 278,40 275,14 271,89 268,64 265,38 262,13 258,88 255,63 252,38 249,13 245,88 242,63 239,38 236,14 232,89 229,64 226,40 223,15 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,66 216,40 224,87 230,35 244,01 257,66 271,28 274,00 253,40 219,15 185,00 185,00 Баромегричес- кое давление. мм рт. ст. 958,50 905,30 854,52 806,21 760,00 715,96 674,12 634,30 596,28 560,24 525,98 493,35 462,46 433,15 405,37 379,01 354,13 330,54 308,26 287,20 267,38 248,62 230,95 214,36 198,70 170,19 145,44 124,30 106,24 90,810 77,616 66,350 56,719 48,489 41,455 30,305 22,158 16,219 11,959 8,8777 4,3522 2,2191 1,1732 0,63441 0,18092 0 043761 0,0083564 0,013834 Таблица стандартной Плотность, кг1м? 1,4781 1,4114 1,3469 1,2850 1,2250 1,1672 1,1117 1,0582 1,0066 0,95706 0,90941 0,86345 0,81942 ( 0,77714 0,73654 0,69758 0,66022 0,62441 0,59010 0,55725 0,52591 0,49585 0,46712 0,43977 0,41357 0,36485 0,31180 0,26648 0,22776 0,19467 0,16640 0,14224 0,12159 0,10395 0,088870- 0,064966 0,047501 0,034336 0,024701 ¦ 0,017901 8,2842-1О 4,0003-10 2,0086-Ю-3 1,0754-10"8 3,3162-Ю-4 9,2747-Ю-5 2,0979-10-* 3,4733-10-в Скорость звука, м/сек * 347,90 346,01 344,11 342,21 340,28 338,36 336,43 334,48 332,52 330,55 328,56 326,56 324,56 322,54 320,51 318,47 316,41 314,34 312,25 310,15 308,05 305,92 303.78 301,63 299,45 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 295,07 ¦ 295,07 295,07 296,93 300,61 304,25 313,14 321,78 330,17 331,82 319,11 296,76 272,66 272,66 атмосферы Таблица 47.23 Вязкость динамическая IJ-. 10-* па 1,8517 1,8362 1,8207 1,8051 1,7894 1,7736 ,7578 ,7420 ,7260 1,7099 ,6937 ,6773 ,6610 ,6446 ,6280 ,6114 ,5946 ,5778 ,5609 ,5439 ,5267 ,5095 ,4922 ,4747 ,4571 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4217 ,4367 ,4665 ,4959 ,5681 ,6384 ,7068 ,7203 ,6166 ,4353 ,2420 ,2420 кинематическая v, 10-6 м*/сек 1,2528 1,3010 1,3517 1,4048 1,4607 1,5196 1,5812 ,6461 ,7146 ,7866 ,8624 ,9426 2,0271 2,1162 2,2103 2,3100 2,4153 2,5268 2,6452 2,7705 2,9030 3,0443 3,1942 3,3534 3,5232 3,8966 4,5595 5,3351 6,2420 7,3029 8,5437 9,9952 11,692 13,676 15,997 21,883 29,929 41,842 59,370 83,565 189,29 409,56 849,77 1599,7 4874,9 1547,5 59202 35759 g, м/секг 9,81281 9,81127 9,80973 9,80819 9,80665 9,80511 , 9,80357 " 9,80203 9,80049 9,79896 9,79742 9,79588 9,79435 9,79281 9,79128 9,78974 9,78820 9,78667 9,78514 9,78360 9,78207 9,78053 9,77903 9,77747 9,7794 9,77287 9,76981 9,76675 9,76369 9,76063 9,75758 9,75452 9,75146 9,74842 9,74437 9,73927 9,73318 9,72710 9,72102 9,71494 9,69978 9,68466 9,66957 9,65452 9,62452 9,59466 9,56494 9,53536 Средняя длина свободного пробега мо- молекул 1. 10~8 м 5,3471 5,5833 5,8329 6,0957 6,3741 6,6688 6,9791 7,3079 7,6572 8,0260 8,4170 8,8333 9,2744 9,7426 10,240 10,771 11,335 11,936 12,579 13,264 13,994 14,777 15,614 16,509 17,471 19,610 22,946 26,849 31,413 36,752 42,996 50,301 58,840 68,825 80,505 110,13 150,62 209,25 293,27 407,86 897,62 1890,0 3821,8 7158,5 22 684 77 433 322 410 194 7400 1002
Таблица 47.24 Рекомендуемые физические характеристики для высот от 95 000 до 300 000 м Геометричес- Геометрическая высота, км 95 100 105 ПО 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 . 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 Температура, °К 185,00 209,22 233,36 257,36 294,97 332,24 442,64 552,04 660,51 768,00 874,48 980,05 1068,1 1155,3 1165,6 1175,0 1184,2 1193,2 1202,0 1210,6 1218,9 1226,8 1236,0 1245,0 1253,7 1262,0 1269,9 1277,4 1284,4 1290,9 1297,0 1302,8 1309,5 1316,2 1322,6 1328,8 1334,6 1340,0 1344,9 1349,5 1353,9 1358,0 Барометрическое давление, мм рт. ст. 5,6408- Ю-4 2,4310-10 1,1504-10-4 5,8671-10 3,2314-10-5 1,9165-10-5 1,2555-10-ь 9,0540-10-в 6,9357-10-в 5,5394-10-в 4,5608-10-" 3,8428-10-в 3,2937-Ю-" 2,8598- Ю-" 2,4996- Ю-" 2,1887-10-в ,9200-10~в ,6872-1О"8 ,4850-10 1,3093-10"в ,1562-10-в 1,0226 -Ю-6 9,0586-10-! 8,0379-10-' 7,1435-10 6,3585-10-' 5,6684-10-' 5,0606-10-' 4,5245-10-' 4,0508-10-' 3,6317-10-' 3,2604-10"' 2,9311-10-' 2,6390-10-' 2,3794-10-' 2,1481-10-' 1,9421-10-' 1,7581-10-' 1,5936-10-' 1,4465-10-! 1,3142-10-' 1,1956-10-! Плотность, кг/м3 1,4170-1(Гв 5,3993-10-' 2,2900-10"' 1,0583-10-' 5,0674-10-8 2,6586-10-8 1,3025-10-8 7,5055-10-» 4,7873-10-» 3,2766-10-» 2,3605-Ю-9 1,7682-10"» 1,3855-10"9 1,1081-Ю-9 9,5683-Ю-10 8,2787-10-1° 7,1767-10-w 6,2332-10-1° 5,4236-10-1° 4,7276-10-1° 4,1282-10-1° 3,6109-10-1° 3,1603-10-1° 2,7709-10-» 2,4336-Ю-10 2,1412-10-1° 1,8870-10-1° 1,6656-10-1° 1,4726-10-1° 1,3039-10-1° 1,1563-10-1° 1,0270-10-1° 9,1190-10-11 8,1111-10-11 7,2256-10-11 6,4465-10-и 5,7605-10-11 5,1548-10-и 4,6195-10-11 4,1463-10-11 3,7253-10-11 3,3521-10-11 Молекулярная масса, а. е. м. 28,996 28,962 28,952 28,934 28,831 28,727 28,624 28,520 28,417 28,314 28,210 28,107 28,003 27,900 27,810 27,700 27,588 27,476 27,361 27,245 27,125 27,000 26,875 26,750 26,620 26,487 26,348 26,205 26,055 25,899 25,739 25,577 25,392 25,213 25,033 24,854 24,672 24,488 24,299 24,110 23,920 23,731 Ускорение свобод- свободного падения тела, м/секг 9,52061 9,50591 9,49121 9,47660 9,46199 9,44741 8,43288 9,41839 9,40390 9,38948 9,37507 9,36069 9,3437 9,33205 9,31671 9,30240 9,28821 9,27400 9,25983 9,24570 9,23159 9,21750 9,20347 9,18950 9,17548 9,16150 9,14762 9,13370 9,11989 9,10610 9,09228 9,07850 9,06480 9,05110 9,03744 9,02380 9,01021 8,99660 8,98309 8,96960 8,95610 8,94270 Радиационный баланс атмосферы Средний радиационный баланс Северного полушария при средних условиях облачности [31]: Составляющие радиационного баланса Поток энергии, калЦсм^ • мин) Коротковолновая радиация: Инсоляция на верхней границе атмосфе- атмосферы 0,500 Поглощение радиации в атмосфере (об- (общее) 0,087 озоном 0,014 водяным паром и пылью 0,065 облаками 0,008 Отражение и рассеяние радиации в миро- мировое пространство (общее) 0,176 атмосферой 0,034 облаками 0,121 земной поверхностью 0,021 Поглощение радиации земной поверх- поверхностью (общее) прямой солнечной пропущенной облаками рассеянной Длинноволновая радиация (общее излу- излучение) Эффективное излучение земной поверхно- поверхности: тепловое излучение противоизлучение атмосферы .... эффективное излучение Тепловое излучение тропосферы: тепловое излучение, поглощенное тро- тропосферой собственное тепловое излучение тропо- тропосферы ' 0,237 0,112 0,072 0,053 0,324 0,572 0,482 0,090 0,545 0,765 1003
Тепловое излучение в мировое простран- пространство земкой поверхности (в «окнах прозрачности») 0,027 тропосферы 0,283 стратосферы 0,014 Поглощение лучистой энергии в атмосфере [24], Основную роль в поглощении лучистой энергии в ат- атмосфере играют кислород, озон, углекислый газ, водяной пар и пыль. В целом атмосферой поглощается 17—25% солнечной радиации. Кислород имеет полосы по- поглощения главным образом в ультрафиолетовой части спектра. В видимой части поглощение происходит в полосах А с центром около 0,76 мкм и В с центром около 0,69мкм, однако поглощение в них мало и слабо влияет на ослабление радиации. Озон образуется в результате поглощения солнечной о радиации (к <; 2420 А) на высотах от 10 до 60 км с центром поглощения около 22 км. Основные полосы поглощения озона лежат также в ультрафиолетовой об- области, следствием чего является то, что наблюдаемый у земной поверхности спектр обрывается на длине вол- волны ~3000 А. В этой области спектра поглощение озо- озоном солнечной радиации составляет около 2—3% всего интегрального потока. Наиболее важной полосой поглощения углекислого газа является широкая полоса 12,9—17,1 мкм, располо- расположенная в максимуме теплового излучения атмосферы. Важнейшее значение в поглощении лучистой энер- энергии в атмосфере имеет водяной пар. Это определяется не только большим его содержанием, но и очень боль- большим числом линий и полос в его спектре. Наибольшее значение из них имеют полосы, расположенные в инф- инфракрасной области спектра. Полосы поглощения Обозначение полосы Центр полосы X, мкм Обозначение полосы Центр полосы X, мкм 0 t 2 а 72 Й1 01 0 2 водяного р ,82 Р. 0 2 or 93 68 пара 9 1,13 3,2- 4,0 1,38 1, У 4,0—4 86 ,9 В видимой области наиболее сильны две полосы: а 7300—6850 А и «дождевая» полоса 6060—5850 А. Таблица 47.25 Альбедо различных поверхностей. Поверхность Чернозем: сухой . . . влажный . . Серозем: сухой . . . влажный . . Глина синяя: сухая . . . влажная . . Песок желтый: сухой . . . серый . . . речной . . . 14 25—30 10—12 23 16 35 18—23 43 Поверхность Вспаханное поле: сухое влажное .... Рожь и пшеница • - Трава: свежая высохшая .... Древесная раститель- растительность 1 8—12 5—7 10—25 26 19 10—18 Отражение солнечной радиации [24]. Альбедо-ин- тегральиое отношение отраженного по всем направле- направлениям потока к потоку, упавшему на отражающую по- поверхность Земли, близко к 40%, причем основной вклад G5%) вносит альбедо облаков, а наименьшее значение G%) имеет альбедо земной поверхности. Остальную часть составляет альбедо атмосферы. Электрические явления в атмосфере Ионы в атмосфере [24]. В результате ионизации га- газов, входящих в состав атмосферы, образуются первич- первичные (молекулярные) ионы и устойчивые комплексы из 10—15 молекул (легкие ионы). Путем присоединения легких ионов к частицам аэрозоля образуются более крупные — тяжелые и ультратяжелые ионы. Обнару- Обнаруживаются также средние или промежуточные ноны, природа которых не вполне ясна. Капли тумана и облачных элементов имеют размеры 10 4—10 3 см и могут иметь заряд, но к числу ионов обычно не относятся. Как правило, каждый ион несет один элементарный заряд, если его радиус меньше 10"в см. Из многочисленных известных ионизаторов главней- главнейшими для нижних слоев атмосферы являются излуче- излучения радиоактивных веществ, содержащихся в земной ко- коре и атмосфере, а также космические лучи. Над окег- нами основным ионизатором является космическое излу- излучение. Таблица 47.26 Основные группы атмосферных ионов Группа нонов Легкие Средние Тяжелые Ультратяжелые Подвижность, см'Це-сек) 10— Ш—2,5-Ю-3 <2,5-10 Радиус иоиа, 6,6—80 80—250 250—550 >550 Таблица 47.27 Число ионов, возникающих за 1 сек, в 1 см3 воздуха [30] Расположение воздушной массы Над сушей Над океаном Ионизатор Излучение радиоактив- радиоактивных элементов почвы 4,0 воздуха 4,6 Космичес- Космическое излу- излучение 1,5—1,8 1,5—1,8 Итого > 10,1—10,4 1,5—1,8 Проводимость воздуха [30]. Средняя удельная про- проводимость воздуха Я. = 2-10~4 ед. СГСЭ (над сушей от 0,2-10"~4 до 5-10"~4 ед. СГСЭ в зависимости от помутнения атмосферы и содержания радиоактивных элементов в земной коре). Близ населенных пунктов она уменьшает- уменьшается (близ Лондона X = 0,35-10" ед. СГСЭ, на Шпиц- 1004
бергене К = 4,95- 10~4ед. СГСЭ). Проводимость нижних слоев атмосферы более чем на 95% обусловлена легкими ионами. Над сушей у земной поверхности концентрация тяжелых ионов в 10—100 раз больше, чем легких Электрическое поле в атмосфере. [24]. Почти всегда вертикальная составляющая электрического поля в ат- атмосфере значительно превосходит его горизонтальные составляющие, что соответствует отрицательному заря- заряду земной поверхности. Средняя поверхностная плот- плотность электрического заряда Земли равна dQ/ds = = —3,45-10"* ед. СГСЭ/ОИ2. Полный заряд Земли равен Q = — 17.10м ед. СГСЭ = —5,7-Ю5 к. Приведенные значения получены в предположении, что средний вер- вертикальный градиент электрического потенциала у зем- земной поверхности равен 130 в/м. Электрические заряды осадков. Частицы осадков всех видов несут на себе электрические заряды, которые возникают в результате нескольких групп процессов электризации, в числе которых соударение поляризо- поляризованных частиц, захват частичками осадков воздушных ионов, разбрызгивание капель воды, электризация при изменении агрегатного состояния. Таблица 47.28 Электрический заряд Q осадков различного происхождения и ток /, создаваемый ими [24] Характер осадков Обложной дождь . Ливневый дождь . Град . . . Снег . . . V Ю~15 10-и — Ю-" Ю-12 — к Ю-14 Ю-12 10-11 О , к 5-Ю-13 5 • 10~1а 10-ю 5-10-11 5 • 105 1 • 10"i4 — ью-14 5- 5- 1. 5- кс-° 1Q-14 Ю-12 10-и 10-13 Заряд отдельных капель меняется в очень широких пределах. Число положительно заряженных капель в среднем в 1,5 раза больше числа отрицательно заряжен- заряженных. Это отношение меняется от 1 : 1 до 3 : 1. В то же время средний отрицательный заряд на одну каплю A,3-Ю2 к) больше положительного A,1-10~12 к). Капли обложного дождя заряжены до 0,5—10 в, у гро- грозового ливня до 300 в при среднем значении 40 в. Стратификация атмосферы в зависимости от степени ионизации [30] Наблюдения за распространением радиоволн показа- показали, что газы, образующие атмосферу, ионизованы. Из- Известны четыре регулярно наблюдаемых более или ме- менее ярко выраженных слоя: D, Е, Fi и F2. Слои Е и Fi непрерывны и простираются над всем земным шаром, а слои D и Fi регулярно появляются лишь в определенное время суток и года. Кроме того, в области непрерывных слоев Е и F2 время от времени появляются спорадические слои ?СПори ^2cnopt представ- представляющие собой отдельные облака с большой концентра- концентрацией иоиов и электронов. Нижняя граница ионосферы совпадает с началом слоя D. Число электронов в 1 см3 составляет несколько тысяч. Слой D отражает длинные (в несколько километров) волны; при наклонном паде- падении частично отражает и заметно поглощает короткие волны C0—100 л) и сильно поглощает волны длиной 100—500 м. На высоте от 85—90 км до 130—140 км располагает- располагается слой Е — постоянно существующая область иони- ионизации с максимумом концентрации электронов (до ~2-105 см'3) на высоте 120—130 км. Ночью концентоа- ция электронов уменьшается по 5- 10* смГ*. Слой Е днем отражает и заметно поглощает волны длиннее 10 м, а при наклонном падении отражает более короткие A5— 20 м). На уровне максимальной концентрации электро- электронов слоя Е находится нижняя граница полярных сия- иий. На высоте 200—500 км в области слоев Fi и Fa наблюдается наибольшая концентрация электронов. Слой Fi образуется только летом в дневные часы в нор- нормальных условиях иа высоте 180—220 км. Максималь- Максимальная концентрация электронов в слое Ft составляет B -=- 5I05 смГ3. Слой Fi существенно влияет иа рас- распространение коротких волн. Максимальная концент- концентрация электронов в слое Fa составляет несколько мил- миллионов в 1 си3. Высота зоны максимальной концентра- концентрации 200—400 км. Состояние слоя Fs оказывает решаю- решающее влияние иа радиоволны в диапазоне 10—200 м. Выше максимума слоя Fz концентрация ионов и электронов очень медленно уменьшается с высотой, при- приближаясь иа высотах 2000—3000 км к состоянию меж- межпланетного газа A03—102 ел*). Ионизация верхней атмосферы в сильной степени определяется влиянием Солнца; степень ионизации изменяется со временем суток, с сезоном и фазой цикла солнечной активности. Сильное влияние на ионизацию оказывает также бомбардировка атмосферы частицами солнечного происхождения, вызывающими магнитные бури и полярные сияния. Область Е предположительно соответствует области диссоциации Ог -» О + О, а область!) — ионизации Ог, соответствующей первому потенциалу ионизации. Максимумы ионизации областей Fi и Fa располагаются примерно на высотах 200 и 275 км соответственно. В течение ночи области FihF2 сливаются, образуя один слой ионизации. Слой D иочью исчезает, а слой Е заметно рассасывается. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гутенберг Б. Физика земных недр. Пер. с аигл. М., Изд-во иностр. лит., 1963. 2. Харлей П. М. Возраст Земли. Пер. с англ. М., Физ- матгиз, 1962. 3. Джеффрис Г. Земля, ее происхождение, история и развитие. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1960. 4. Федынский В. В. Разведочная геофизика. М., «Не- «Недра». 1964. 5. Косминская И. П. «Вестник АН СССР», 1965, т. 2, с51 6. Польдерварт А. В сб.: Земная кора. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1957, с. 130. 7. Берн Ф. См. [6] , с. 114. 8. Ферсман А. Е. Геохимия. М., ОНТИ, 1933—1939 г., т. 1—4. 9. Чердынцев В. В. Распространенность химических элементов. М., Гостехиздат, 1956. 10. Жонголович И. Л. В кн.: Труды ЦНИИГеодезии, аэрофотосъемки и картографии, 1948, вып. 68. 11. Cassinis G. «Bull. Geodesique», 1928, v. 25, с. 117. 12. Сорокин Л. В. Гравиметрия и гравиметрическая разведка. М., Гостехиздат, 1948. 13. Саваренскнй Е. Ф., Кирнос Д. П. Элементы сейс- сейсмологии и сейсмометрии. М., Гостехиздат, 1955. 14 ГОСТ СССР 6249 52 \5. Землетрясения в СССР.' М., Изд-во АН СССР, 1961. 16. Тверской П. Н. Курс геофизики. Л., Гидрометео- издат, 1939. 17. Проскурякова Т. А., Рыкунов Л. Н. В сб.: Между- Международный геофизический год. Т. 5, М., «Наука», 1963. 18. Melton В. S., Jonson D. P. «Proc. JBB», 1962, v. 50, N 11, р. 2328. 1005
19. Яновский Б. М. Земной магнетизм. М., Гостехиздат, 1953. 20. Афанасьева Е. И. «Изв. АН СССР. Сер. геофиз.», 1947, т. 2, с. 55. 21. Справочник по переменному магнитному полю Зем- Земли. Л., Гидрометеоиздат, 1954. 22. Краев А. П. Основы геоэлектрики. Л., Изд-во ЛГУ, 1950. 23. Виноградов П. А. «Геология и геофизика», 1963, № 12, с. 111. 24. Тверской П. Н. Курс метеорологии. Л., Гидрометео- Гидрометеоиздат, 1962. 25. Бруевич С. В. Элементарный состав воды Мирового Океана.— В кн.: «Труды Ин-та Океанологии АН СССР. Т. 2. М., «Наука», 1948. 26. Дитрих Г., Колле К. Общее мореведение. Л., Гидро- Гидрометеоиздат, 1961. 27. Зубов Н. Н. Океанологические таблицы. Л., Ги- Гидрометеоиздат, 1957. 28. Барре Л. С. Таблицы скорости звука в морской воде. М., Изд-во Выч. Центра АН СССР, 1961. 29. Ннколс М. Аэрономия. Пер. с аигл. М., Изд-во иностр. лит., 1964. 30. Аверкиев М. С. Метеорология. М., Изд-во МГУ, 1960, т. 2. 31. Будыко М. И., Кондратьев И. Я- «Космические ис- исследования», 1964, т. 2, вып. 1, с. 62. 32. Карты напряженности магнитного поля Земли Института земного магнетизма ионосферы и распро- распространения радиоволн. Л., Леиингр. отд., 1964. 33. Jecobs J. 1. The Earth Interior.—"Encycl. of Phy- Physics". Ed. E. S. Fffigge. Springer-Verlag, Berlin v. 47, 1956.
ТАБЛИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Справочник Под редакцией академика И. К. Кикоина Редакторы Ю. С. Аборин, Т. С. Л им Художественный редактор А. Т. Кирьянов Переплет художника А. С. Александрова Технический редактор Н. А. Власова Корректоры Н. А. Смирнова и Л. С. Тимохова Сдано в набор 31.1. 1975 г. Подписано к печати 2.II. 1976 г. Т-03231, Т-03234. Формат 84X108/16. Бумага типографская № 1. Усл. печ. л. 105,84. Уч.-изд. л. 127.06. Тираж 28 000 экз. Цена 7 р. 16 коп. Зак изд. 1345. Зак. тип. 748. Атомиздат 103031 Москва К-31, ул. Жданова, 5. Ярославский полиграфкомбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 150014, Ярославль, ул. Свободы, 97.
ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ/ На базах и складах Союзкниги и издательства ) имеется следующая литература: Коэффициенты перевода единиц измерения физико-технических величин. 1967 г. 40 стр., 0—08 коп. Заказы принимают все книжные магазины, распространяющие научно-техническую литера- литературу. В Москве обращайтесь по адресу: Москва, 103031, ул. Петровка, 15, магазин № 8, отдел «Книга почтой». АТОМИЗДАТ
^\X I ^"T * Г ~ ~ V- л—"-- .- Vn^""l ~ j ~Sz <^v-~ -—""" ." "~""^. i , ~* '" * t "„""^ -- ^" i • i ¦ cp ¦ -' „- v >, iC'_ "X *. ""я"^"^r-"l_^ * *¦;. *jr -^ь—a? - /